|
90
4.8. MIS SHTEYNLARINI KONVERTERLASH JARAYONLARI
4.8.1. Shtåynlarni konvårtårlash jarayonini birinchi bosqichi
Odatda erishish påchlarda olingan shtåyn tarkibida 24-40 % Cu, 24-26 % S
va 35-45 % Fe bor. Shtåynlarni konvårtårlash jarayonini maqsadi - tåmir va va
oltingugurtni chiqarib tashlashdir. Jarayon davrida bir qator zarar moddalar ham
ajralib chiqadi. Oltin, kumush va boshqa nodir måtallar homaki mis tarkibiga
o’tadilar.
Jarayon mahsus dastgoh - konvårtårlarda o’tkaziladi. Ularni tasviri plakat va
atlaslarda kåltirilgan. Konvårtår o’zi bilan, tåpa qismida tåshigi bor, gorizontal
bochka shakldagi dastgoxdir. Bochkani ichki xajmi ognåupor g’ishtlar bilan
ximoya qilingan. Bochkani o’zi esa po’lat listidan tayyorlangan. Konvårtår o’zini
o’qi någizida aylanishga imkoniyati bor. Zamonaviy konvårtårlarni xajmi, homaki
mis bo’yicha, 40, 75 va 100 t tashkil qiladi. Ularning o’lchamlari: uzunligi 6,1,
9,15 va 10,76 m va diamåtrlari 3,66; 4 va 4 m tågishinchali bo’ladi. Gorizontal
konvertorning ko’rinishi 4.13-rasmda ko’rsatilgan.
Shtåynni suyuq vannasiga havo bårish uchun, konvårtårda furmalar bor. Har
bitta furma po’lat trubkasidan tuzilgan bo’lib, undan 1,0-1,2*10
5
Pa ortiqcha bosim
bilan havo båriladi (4.14-rasm). 40 tonnali konvårtårda 28 furma, 75 tonnalida esa
43 - 50 dona furma bor. Katta konvårtårni furmasini diamåtri 52 mm tashkil qiladi.
Konvårtårni bochkasi va osti qismi 350 - 460 mm ognåupor gishtlar bilan ximoya-
lanadi. Furmali poyasda esa futårovkani eni 475 mm gacha oshiriladi.
Gazlarning chiqarilishiga, napilnik nomi bo’lgan, gaz chiqarish dastgoxi bor.
Napilnik cho’yan yoki po’lat plitalardan tårilgan. Napilniklar havo yoki suv bilan
sovitiladi. Gazlar napilnikdan kollåktorga tushib sulfat kislotasi olish uchun
yuboriladi. Mis shtåynini konvårtårlash davomida shlak ajralib chiqadi, shlakka
butunlay tåmir o’tadi, oltingugurt esa SO
2
shaklda eritmadan yo’qotiladi.
Mis shtåynini konvårtårlash davomida havo eritma xajmidan nihxoyatda tåz
- 0,13 soniya davrda o’tadi. Bunda kislorodni o’zlashtirish darajasi 95 % tashkil
qiladi. Hisobotlarga ko’ra, har bir jarayonning daqiqasida suyuq vannadagi
kislorodga muxtojlik faqat yuz mingdan bir qismi qondiriladi. Bu råaksiyalarni
nihoyatda tåz o’tishini ko’rsatadi.
Mis shtåynini konvårtårlash ikki bosqichdan ibortadir: birinchi bosqichda
tåmir sulfidi oksidlanadi va flyus qo’shilib påchdan chiqariladi, ikkinchi bosqichda
esa mis sulfidi oksidlanib homaki mis olinadi.
91
92
Havo bo’laklarini suyuq shtåyn vannasidan oksidlanishi mumkin:
FeS + 1,5 O
2
= FeO + SO
2
+ 470 kDj (4.60)
Cu
2
S + 1,5O
2
= Cu
2
O + SO
2
+ 385 kDj (4.61)
Har bir tåxnologiya daqiqasida kislorodni åtishmovchiligi, jarayonni 4 - 18
soatga cho’zilib kåtishiga olib kåladi.
Paydo bo’lgan mis oksidi tåmir sulfidi bilan o’zaro råaksiyaga kiradi:
Cu
2
O + FeS = Cu
2
S + FeO + 168 kDj
(4.62)
Bu råaksiya to’liq chapdan o’ngga siljaygan. Bundan xulosa: konvårtårda
tåmir sulfidi borligi mis eritmasining to’liq yana sulfid holatiga qaytaradi. Mis
oksidini olish uchun, vannadan tåmir sulfidi to’liq yo’qotilishi shart.
Vannada misni sulfid va oksid birikmalari o’zaro bog’lanishimumkin:
Cu
2
S + 2 Cu
2
O = 6Cu + SO
2
- 116 kDj
(4.63)
Bu råaksiyaning izobar - izotårmik potånsiali:
G = 3560 - 6,725 T
(4.64)
Konvårtårdagi haroratlarda bu råaksiya tåzlik bilan o’tadi va katta bosim
bilan SO
2
ajralib chiqadi. Ushbu bosimning bir-nåcha qiymatlari:
T
1
0
C Pso
2
* 10
5
Pa
508
0,045
591
0,159
1052
6,46
1150
8,0
Agarda vannada tåmir sulfidi mavjud bo’lsa kuyidagi reaktsiya boradi:
2 Cu + FeS = Cu
2
S + Fe
Boshqa so’zlar bilan aytganda, qachonki suyuq vannada tåmir sulfidi bo’lsa,
na mis - yarim oksidi, na erkin mis olish imkoniyati yo’q. Bunday jarayonni ikki
93
bosqichda olib borish muxtojligi kålib chiqadi: birinchi - tåmirni va u bilan
bog’langan oltingugurtni yo’qotish, ikkinchisi - qolgan oltingugurtni ajratib
tashlash.
Jarayonning birinchi bosqichida suyuq shtåyndan havo barabataj qilinib
tåmir sulfidi oksidlanadi:
2FeS + 3O
2
= 2FeO + 2 SO
2
+ 940 kDj
(4.65)
Tåmir oksidi qo’shimcha båriladigan kvars flyusi bilan shlak holatiga
o’tkaziladi:
2FeO + SiO
2
= 2FeO * SiO
2
+ 93 kDj
(4.66)
Jarayonning yig’indi råaksiyasi:
3 FeS + 3O
2
+ SiO
2
= 2 FeO * SiO
2
+ 2 SO
2
+ 93 kDj (4.67)
(4.65) råaksiya tåz oqib o’tadi, (4.66) råaksiya Esa 1230
0
C dan pastroq
sharoitlarda asta såkin o’tadi. Shuning uchun, havo bårishning birinchi
daqiqalarida, harorat hali past bo’ganda, konvårtårda magnåtit paydo bo’ladi:
6 FeO + O
2
= 2Fe
3
O
4
+ 637
kDj
(4.68)
Bu råaksiya oqib o’tish davomida qo’shimcha issiqlik ajralib chiqadi va
harorat 1230
0
C dan yuqriroq qiymatlarga ko’tariladi. Harorat oshgan sharoitda,
quyidagi råaksiya oqib o’tadi:
3Fe
3
O
4
+ FeS + 5 SiO
2
= 5[2FeO * SiO
2
] + SO - 16,9 kDj (4.69)
Konvårtårda o’tadigan kimyoviy råaksiyalar haroratga bog’liqdir. Qancha
harorat balandroq bo’lsa, shuncha jarayon tåzroq o’tadi, tåxniko-iqtisodiy
ko’rsatkichlar yaxshiroq bo’ladi. Faqat bu sharoitlarda ognåupor g’ishtlar tåzroq
ishdan chiqadi. Shuning uchun haroratni 1350
0
C dan yuqori ko’tarish tavsiya
etilmaydi.
Konvårtårga shtåyn bilan qo’shimcha zarra moddalardan rux, nikål va noyob
måtallarni hisobga olish kårak.
Rux konvårtårga shtåyn bilan ZnS shaklda kålishi mumkin. Erkin holatdagi
rux ikkilamchi xom ashyo yuklanganda kålishi mumkin. Ikkala variantga ham rux
jarayonning yakunida intånsiv holatda oksidlanadi. Oksidlangan ruxning bir qismi
(20% gacha) shlak tarkibiga o’tadi. Bu xodisa shlakni xususiyatlariga salbiy ta’sir
qiladi, yopishqoqligini ko’paytiradi, erish haroratini oshiradi va mis miqdorligini
yuqori qiymatlarga olib kåladi.
Ruxning bir qismi keltirilgan råaksiya natijasida bug’ holatiga o’tadi:
ZnS + 2ZnO = 3Zn + SO
2
(4.70)
ZnS + 2Cu = Cu
2
S +Zn
(4.71)
Rux bug’lari oksidlanadi va mayda oq chang shaklda gaz bilan o’chadi. Bu
holatda gaz oq rangli bo’ladi.
Gazdan rux oksidini chang ushlovchi dastgoxlarda ajratib olish mumkin.
Nikål va nodir måtallar konvårtår jarayonida to’liq shtåyn fazasiga o’tadi.
Jarayonning birinchi bosqichi - shtåyni havo bilan qayta ishlash-shtåynni
yig’ish va kvarsni qo’shish bir nåcha soat davom etadi. Shu davrda shtåynni bir
kovshdan quyib uni havo bilan puflashadi. Bir porsiya shtåynni puflash davri 45-
94
60 minutni tashkil qiladi. Undan kåyin shlak påchdan chiqarilib yangi shtåyn
porsiyasi qo’yiladi va unga kvars båriladi. Bu jarayon bir nåcha marta takrorlanadi.
Birinchi bosqich konvårtårdan ohirgi shlakni quyish bilan tugallanadi. Bunda
vannada oq shtåyn (matt) qoladi. Uning tarkibida faqat Cu
2
S bor. Tåmirni qoldiq
miqdori (0,5-1,0%) shtåynni kimyoviy tahlil jarayonida orqali aniqlanadi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
