Pirometallurgiya jarayonlari nazariyasi

8.6. Shlak eritmalarining sirt tarangligi
Pirometallurgik jarayonlarda shlak eritmalarini sirt tarangligi katta ahamiyatga 
ega. Ko‘pchilik metallurgik jarayonlar aralashmaydigan fazalarning chegaralari 
mavjud bo‘lgan geterogen sistemalarda oqib o‘tadi. 
Sirtning xususiyatlari va ularni chegarada bir-biri bilan kimyoviy aloqalari 
ko‘pincha texnologik jarayonlarning ko‘rsatkichlarini aniqlaydi. Masalan, shteyn-
shlak chegarasidagi sirt tarangligiga kurtak o‘lchamlari va eritmadagi tomchilarni 
koalistensiya jarayoni. Flyus va o‘tga chidamli materiallarni shlak bilan namlanishi 
va shu bilan bog‘liq bo‘lgan, shlakni flyus bilan o‘zaro bog‘lanish kinetika va 
olovbardosnlikni buzilishi jarayonlaridir. 
Sirt xususiyatlari ko‘pincha pirometallurgik jarayonlarning tezligiga va 
chuqurligiga ta’sir qiladi, bularning ichida shlak eritmasini ko‘pirishi va 
metallardan gazlarni ajralib chiqishida ham. 
Sirt tarangligi va suyuqlikda o‘zaro aloqa bog‘lanish tabiatida o‘xshashlik 
uchraydi. Masalan, molekular aloqa kuchsiz molekular bog‘lanish bilan ro‘yobga 
oshiriladi va ularning sirt tarangligi kamdir (20-30 erg/sm
2
), ionli eritmalarda sirt 
tarangligi ko‘proqdir (100-200 erg/sm
2
). Energetik nuqtai nazardan, kuchli 
kationlarga ega bo‘lgan eritmalar, qaysilarda aralashgan ionokovalentli aloqalar 
mavjuddir, sirt tarangligi 200-400 erg/sm
2
oralig‘ida o‘zgaradi. Metallurgik 
shlaklar suyuqlikning ana shu guruhiga kiradi. Metallik guruhlarda kuchli aloqalar 
mavjuddir, sirt tarangligi 1200-1300 erg/sm
2
tashkil qiladi. 
Asosiy shlak hosil qiluvchi oksidlarni sirt tarangligiga ta’siri 8.5-rasmda 
keltirilgan. 

---

179
8.5-rasm. Oksidlarni shlakning sirt tarangligiga ta’sirini sxematik tasnifi. 
Ionlar A1
3+
va Si
4+
kompleks uzgaruvchi kation guruhiga kirishadi, ularning 
miqdorligi ko‘payganda kremniykislorod va alyumosilikat kompleks ionlarning 
hajmida aloqalarni kuchlanishi kuzatiladi. Kompleks birikmalarining o‘lchamlari 
oshib boradi va shu bilan birga sirt tarangligi kamayadi va asosiy eritmaning 
massasi bilan bog‘lanish kuchsizlanadi. Eritmaga ion modifikatorlarni 
qo‘shilganda sirt tarangligini oshishi kremniy kislorod komplekslarini buzilishi 
bilan bog‘liqdir. Shlakning nordonligi va ayniqsa uning tarkibida kremniy 
dioksidini miqdorligi, asosiy ahamiyatga ega. Kationlarning ahamiyati deyarlik 
o‘xshashdir. Lekin uch komponentli shlakda kaltsiy oksidini boshqa metall 
oksidlariga almashtirish butun eritmani sirt tarangligini oshishiga olib keladi. 
Kationlar qatorida sirt tarangligi ion potentsiali oshishi bilan o‘sadi: 

va 
2
+ < 

sr
2+
< 

o‘a
2+
< 

mg
2+
. 
Shlak eritmalarini asosini FeO-CaO-SiO
2
sistema tasnkil qiladi. 
Bu sistemada sirt tarangligi miqdorlikning keng mintaqa o‘zgarishida
deyarlik 
kam o‘zgaradi (385-460 erg/sm
2
). Bunga sabab-eritmadagi kationlarni anionlar 
bilan o‘zaro aloqasi bir-biriga o‘xshashdir. Shlakda kremniy dioksidini 
miqdorligini o‘sishi shlakni sirt tarangligini pasayishiga olib keladi, chunki 
kompleks anionlarning strukturasi murakkablashadi.
Sirt tarangligining qiymatiga eritmada aktiv moddalarning mavjudligi katta 
ta’sir qiladi. Gibbs qoidasiga muvofiq adsorbtsiyani qiymati quyidagi tenglama 

MgO 
CaO 
FeO 
Al
2
O
3 
SiO
2 
Fe
3
O
4 
Me
x
O
y 

---

180
orqali aniqlanadi: 
G=a/RT*d

/da 
(8.6.1) 
bunda G - adsorbsiya, mol/sm 
2
; a - aktivlik; 

- sirt tarangligi, erg/sm
2
. 
O‘zini qo‘shnilari bilan kuchsiz aloqaga ega bo‘lgan kation va anionlar sirt 
qatlamiga siqib chiqariladi. Shlaklarda shunday komponentlarga ishqor 
metallarning kationlari, oltingugurt, ftor va bir qator boshqa moddalarning 
anionlari kiradi. 8.6-rasmda bir qator aktiv moddalarni ko‘p komponentli shlakni 
sirt tarangligi ta’siri ko‘rsatilgan. 
8.6-rasm. 27% CaO, 36% FeO, 6% Fe
2
O
3
, 31% SiO
2
tarkibli shlakka 1350°C 
da birikmalarning sirt tarangligiga ta’siri. 
Sirt tarangligini haroratga bog‘liqligi suyuq shlakning tuzilishlarini ajralib 
turadigan xususiyatlarini ko‘rsatadi. Sirt tarangligi harorat o‘sishi bilan o‘zini 
o‘zgaruvchan tartibda tutadi.
Bir tomondan harorat o‘sishida kremniy kislorod komplekslarini o‘lchamlari 
kamayadi va ichki aloqalar bo‘shashadi, bu sirt tarangligining o‘sishiga olib keladi 
(8.7-rasm). 
1-MnO
.
SiO
2
2-TiO
2
3-SiO
2
4-Na
2
O 
5-CaF
2
6-P
2
O
5 
Miqdorlik, % (mol) 
S
ir
t t
ar
ang
li
gi
, di
n
/s

---

181
8.7-rasm. Metallurgik shlak (2) va molekular suyuqlik (1) larning sirt 
tarangligini haroratga bog‘liqligi. 
Ikkinchi tomondan hamma komplekslar ajralishgandan so‘ng kationlarning 
harakatchangligi o‘sadi va shu nuqtadan boshlab shlaklar normal suyuqlik 
qonuniyatlarga bo‘ysunadi.
Haroratning o‘ta o‘sishi sirt tarangligining kamayishiga olib keladi.