Pirometallurgiya jarayonlari nazariyasi o‘zbekiston respublikasi oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi

2.5. Cu – O sistemasining fazalar diagrammasi

Mis – kislorod sistemasida uch xil kimyoviy birikma hosil bo‘ladi. Ular: tabiiy kuprit minerali deb ataluvchi misning quyi oksidi – Cu_2-xO, tabiiy tenorit minerali – CuO va mis dioksidi – CuO₂. Vyustit kabi kuprit – Cu_2-xO ham haroratning aniq oraliqlarida (375 – 1200° C) mavjud bo‘lishi mumkin (2.7-rasm). Harorat 375° C gacha sovitilganda disproporsiyalanish reaksiyasi oqib o‘tadi:

Cu₂O → Cu + CuO
Bu reaksiya natijasida gomogen mintaqadagi misli hududlar tarkibini tashkil qillib turgan birikmalar: mis va kislorodga to‘yingan mis oksidi hosil bo‘ladi. Parchalanmasdan suyuqlanishiga qaramay, misning quyi oksidi boshqa birikmalar bilan solishtirilganda nisbatan kam barqarorlikka ega. Suyuq holatda uning mavjudlik mintaqalari unchalik ko‘p emas.

2.7-rasm. Cu – O sistemasining holat diagrammasi.

Mis – mis quyi oksidi (Cu – Cu_2-xO) evtektikasi 0,39 % kislorod saqlaydi va 1065° C da erish haroratiga ega.

Tenorit (CuO) – beqaror birikma hisoblanadi. U ochiq havoda 1075° C haroratda to‘liq parchalanadi. Harorat va bosimni oshirishning birortasi ham 1075° C dan yuqori haroratda tenoritni saqlab qolishga yordam berolmaydi. Xususiy hollarda, Fe_1-xO kabi Cu_2-xO uchun ham eng ko‘p nuqsonli holat misning kristall panjarasi ostida vujudga keladigan vakansiyaning mavjudligi bilan tavsiflanadi. Gomogen mintaqalarda esa misning eritmadagi vakansiyalari Cu_2-xO ning kristall panjaralariga qanday ta’sir ko‘rsatishi kuzatiladi.


Metall – oltingugurt sistemasida fazaviy muvozanat
Fе - S – sistemasining fazali diagrammasi. Metall sulfidlari – sulfidli rudalar va shteynlarning asosiy tashkil qiluvchisidir. Ular turli xil ko‘rinishda mavjud bo‘ladi. Masalan, kovellin – CuS, xalkozin – Cu₂S, millerit – NiS, sfalerit – ZnS, galenit – PbS, temir sulfidi – FeS, pirit – FeS₂, monoklinik pirrotin – Fe₇S₈, geksagonal pirrotin – Fe₁₂S₁₃ va hokazo. Bularning ichida temirning oltingugurtli birikmalari pirometallurgik jarayonlarda juda katta ahamiyatga ega. Chunki ular sheynning asosiy qismini tashkil qiluvchi minerallar hisoblanadi. Bu esa temir va oltingugurtning birgalikdagi holat diagrammalarini ko‘rishni taqozo etadi. Quyida temir – oltingugurt sistemasining holat diagrammasi keltirilgan bo‘lib, bu sistemada bitta turg‘un kimyoviy birikma paydo bo‘ladi. Bu birikmaning nomi – pirrotin (1- faza), formulasi – Fe_xS_y (monoklinik – Fe₇S₈ va geksagonal – Fe₁₂S₁₃). Bundan tashqari 745⁰ C cheklangan haroratda mustahkam bo‘lgan kimyoviy birikma – pirit (FeS₂, 2- faza) ham mavjuddir (2.8-rasm). Ammo 745⁰ C dan yuqori haroratda pirit parchalanadi:
FeS₂ → FeS + 0,5S₂

2.8- rasm. Fе-S sistemasining holat diagrammasi.

Shuni aytib o‘tish joizki, nazariyada kimyoviy birikmaning tarkibi unga yoziladigan formulaga mos kelmaydi. Masalan, temir sulfidining (ya’ni pirrotinning) formulasi Fe_1-xS ga to‘g‘ri keladi. Bu kristall panjarada temir atomlarining oltingugurt atomlariga nisbatan x – o‘lchamga kamligini bildiradi. Demak, x – pirrotinning kristallik tuzilishidagi temirning vakansiyasidir. Bu esa stexiometrik birikmaning to‘liq bo‘lmaganini bildiradi.