1-mavzu: kirish. Cho’yan va po’lat ishlab chiqarish. Reja
-MAVZU: RANGLI METALLAR VA ULARNING QOTISHMALARI
Yüklə 4,47 Mb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Tayanch iboralar
| 2-MAVZU: RANGLI METALLAR VA ULARNING QOTISHMALARI.
R E J A : Mis va uni ishlab chiqarish. Mis rudalarini boyitish. Misning xalq xo’jaligidagi ahamiyati. Alyuminniy va uni ishlab chiqarish. Magniy va uni ishlab chiqarish. Tayanch iboralar: Sulfidli, oksidli, karbonatli, silikatli, flatatsion boyitish, ishqorli, kislotali, elektrotermik, magnezit, dalolit, qarnallit, bishofit. Rangli metallar ham konstuktsion materiallar tarikibiga kirib, xalq xo’jaligini turli sohalarda masalan, aviatsiya sanoatida, raketasozlik, elektrotexnika, radiotexnika, mashinasozlik sanoatida keg ko’lamda foydalaniladi. Rangli metallar jumlasiga (Ai) oltin, (Ad) kumushh,(Rt) platina,(Zp) rux, (Si) mis, (Ti) titan, (Ni) nikel,(Md) magniy,(Al) alyuminniy, (Rv) qo’rg’oshin, (Sp) qalay,(Sch) xrom, (W) volfrom, (V) vannadiy, (So) kobalt, (Mo) molibdan va hokazolar kiradi. Hozirgi vaqtda yirik mexanizatsiyalaStirilgan mis zavodlari, masalan, BalhaS, Olmalik va CHimkent qo’rg’oshin zavodlari iShga tuShuriiladi. Misning asosiy xossalariga quyidagilar kiradi. Sof mis qizgiSh rangda cho’ziluvchan qovushhqoq metallardir. Suyuqlanishh temperaturasi 1083oS, zichligi 8,94gqsm3, cho’zilishhhdagi mustahkamlik chegarasi v q 220-240 MPa , qattiqligi Brinell bo’yicha NV 330 MPa tengdir. Mis o’zidan elektr tokini va issiqlikni juda yaxshihi o’tkazadi, (bu jihatdan mis faqat kumushhdan keyingi o’rinda turadi). Misning solishhtirma elektr qarShxiligi ρq0,017750m. mqm, solishhtirma elektr o’tkazuvchanligi 57,1 mg’ om..mm 2. Mis korroziyabardoshh metall chunki uning sirtida dastlab hosil bo’ladigan nihoyatda yupqa oksid parda, uni keyinchalik oksidlanishdan saqlaydi. Mis tabiatda murakkab birikmalar (sulfid, oksid, karbonat, silikat) tarzida tog’ jinslari tarkibida bo’ladi. Yer qobig’idagi mis metallarining 80 % sulfidli,15 % ga yaqini oksidli, va qolgan qismi karbanatli, silikatli minerallar bo’lib tarkibida ancha miqdorda qum, giltuproq, ohak, magniy oksidlari,oz bo’lsada Ni, Zh, Rv, Ad, Ai va boshqa metallar bo’ladi. Mis minerallari haqida gi ma’lumlotlar quyidagi jadvalga keltirilgan. Misning asosiy konlari Uralda, Kozog’ishton, Kavkaz, O’zberkiston, Tojikiston va boshqa joylardadir. Tarkibida 3% va undan ortiq mis bo’lgan rudalar boy rudalar deb ataladi, tarkibida 3 % dan kam mis bo’lgan rudalar kambagal rudalar deyiladi. Kambagal rudalar albatta boyitiladi.
Mis rudalari ikki xil usulda boytiladi. Flatvtsion boyitishh. Qaynovchi qatlam ostida boyitishh. Flatotsion boytiSh usulidan sulfid va polimetall rudalarni boyitishhda keng foydalaniladi. Mis rudalarini flatatsion boyitishh maShinasi quyidagi qismlardan iborat. 1. Rezinalangan to’qima, 2 -kamera, 3- begona jinslar, 4-begona jinslarni chiqarishh teShigi, 5-ko’pik, 6-mis qonsentrat olishh teShigi, 7-suv trubasi, 8- truba: Qu’railmaning qiya tubli yaShikka o’xshash vannasiga suv bilan maxsus reagyont (ozgina mineral yoki o’simlik moyi) kiritiladi.Unga voronka orqali 0,05 - 0,5 mm gacha maydalangan mis rudasi kiritib, trubka (8) to’qimasi (1) orqali havo haydaladi.Havo ruda zarrachalarini suyuqlik bilan yaxshihi aralashtiradi.Bu iShlov berishda begona jinslar namqib vanna tubiga cho’kadi.Mis zarrachalari suv bilan yaxshihi ho’llanmaganligi uchun moy pardasiga chulganib,ko’pik tarzida yuqoriga qalkiq chiqadi. Vannada olingan mis qonsentrati filtrlanib quritiladi. Unda mis miqdori 15-40 % gacha ortadi. Lekin unda 15-35% S, 15 -37% Fe va oz miqdorda SiO2, AL2O3, SaO va boshqa qo’shimchaalar bo’ladi. Misning bir qismi Shlakka va ajraluvchi gazlarga o’tadi, bu mis qonsentratlarni ko’p tubli vertikal pechlarda havo haydab ham boyitiladi. Buning uchun pechda zarur issiqlik (800-850oS)FeS3, Si2S va SiS lardagi oltingugurtni havo kislorodi tasirida yonishhi hisobiga ajraladi. 2FeS + 3O2 =2FeO +2SO2 + Q , 2SuS + 3O2 =2Cu2O + 2SO +Q, Ajralayotgan SO2 gazidan sulfat kislota ishlab chiqarishhda foydalaniladi. 2 .Qaynovchi qatlam ostida boyitishh mis kontsentratlarning tarkibidagi miqdorini kamaytirib boyitishh uchun ularni yanada unumli maxsus qurilmalarda qayta ishlanadi. Alangali pechlarda mis konsentratlaridan Steyn ataluvchi qotishma olishh. Odatda mis konsentratlaridan Steyn olishh uchun qattiq, suyuq, gaz yoqilg’ilarida ishlovchi alangali pechlardan foydalaniladi. Bunday pechlar-ning uzunligi 40m, yoni 10 m, gacha tubining yuzi 250 m2 gacha etadi. Bu pechlarda bir yo’la 100t gacha konsentrat suyuqlantiriladi. Pech temperaturasi 900oS dan-1200 oS ga ko’tarilganda quyidagi reaksiyalar sodir bo’ladi. Cu2S + 2Cu2O = 6 Cu + SO2 Cu2S + 2CuO =4 Cu + SO2 Hosil bo’lgan sof mis reaksiyaga kirishhmay qolganl temir (P) - sulfid bilan rekatsiyaga kirishhadi: FeS + 2Cu = Cu2S + FeS + Cu2O =CiS + FeO Temir (II)- oksid esa qumtuproq bilan birikib, shlak hosil qiladi. 2FeO + SiO2 = 2FeO2 Steyn tarkibida o’rtacha 20 - 60 % Si,10-60% Fe, 20-25% S, qisman Rv, Ad, Ai, Zp, Ni va boshqa elementlar bo’ladi. 3. Sof alyuminiy oq rangli plastik metall bo’lib, uning suyuqlanishh temperaturasi 657 oS. U o’zidan elektr tokini va issiqlikni juda yaxshihi o’tkazadi. Uning sirtida hosil bo’lgan oksid parda (Al2O3) o’z ostidagi qatlamni oksidlanishdan saqlaydi. Shuning sababli u korroziyabardoshhh hamdir. Alyuminiy mashinasozlikning turli sohalarida. Elektrotexnikada, radiotexnika, samolyotsozlikda va hokazolarda ishlatiladi. Alyuminiy tog’ jinslaridagi gidratlarda (AeO), (ON), Al(ON)3 va boshqa birikmalarda uchraydi. Yer qobig’ida taxminan 250 dan ortiq alyuminiy minerallari bo’lib ulardan sanoatda foydalanadiganlariga boksitlar, nefelinlar, apatitlar va kaolinlar uchraydi. Alyuminiy rudalarining yirik konlari Ural, Sibir, Kola yarim orolida, Boshhkirdiston AR, O’rta Osiyo respublikalarida mavjud. Alyuminiyni alyuminiy birikmalaridan olishh jarayoni ikki bosqichga ajratiladi. Alyuminiy rudalaridan alyuminiy oksidini olish. Alyuminiy oksididan alyuminiy olish. Alyuminiy rudalaridan alyuminiy oksidlarini olishda rudaning tarkibidagi begona jinslarning xiliga va miqdoriga qarab ishqorli, kislotali va elektrotermik usullardan foydalaniladi. Agar ruda tarkibida qumtuproq oz, temir oksidi ko’proq bo’lsa ishqorli usul qo’llaniladi. Masalan, boksit tarkibida 30 -57%, Al2O3, 16 -35%, Fe2O3, 3-13 % SiO2, 2 -4% TiO2, 3% CaO va 10-18%, N2O bo’lib uning tarkibidagi SiO2 ishqorida eriydi. Temir oksidi esa erimay oson ajraladi. Agar aksincha ruda tarkibida kumtuproq ko’proq, temir oksidi kamrok bo’lsa kislotali usul qo’llaniladi. Masalan, kaolinlar (Al2O3.2SiO2.2N2O) tarkibida esa 39-40% Al2O3, 1,5-%Fe2O3, 36-45% SiO2, 15-20%, N2O bo’lib temir oksidi kislotada eriydi, kumtuproq esa erimaydi. Ishqorli usul H1H asrning oxirida K.I.Bayor tomonidan ishlab chiqilgan. Bu usulda boksit maxsus pechda qizdirilib, keyin Sarli tegirmonlarda kukun holiga kelguncha maydalanadi. So’ngra unga ma’lum miqdorda soda (Na2CO3) va ohaktoshh (SaSO3) kukunlari aralashtiriladi,olingan aralashma buyi (80150m), diametri 2,5-5m li sekin aylanadigan barabanli pechda 1100oS temperaturagacha qizdiriladi.Bunda quyidagi reaksiyalar sodir bo’ladi. Al2O3 + Na2SO3 =Na2OQAl2O3 + CO2 Fe2O3 + Na2SO3= Na2O.Fe2O3 +CO2 2SiO2 + 2CaSO3 =2SaO.SiO2 + 2CO2 Olingan massa ( natriy alyuminnat,natriy ferrit va kalsiy silikat) maxsus bakda 60oS temperaturali suv bilan ishlanadi. Bunda natriy alyuminat (Na2O.Al2O3) va natriy ferrit (Na2O. Fe2O3) lar suvda eriydi, kasiy silikat (SaO.SiO2) esa suvda erimaydi bak tagiga cho’kadi. Keyin esa, bu eritma bakdan chiqarilib maxsus idishda gidrolizlanadi. Natriy ferrit (Na2O . Fe2O3) temir gidroksid tarzida cho’ktirib ajratiladi. Na2O . Fe2O3 + 4H2O =2 Fe(OH)3 + 2NaOH Eritmada natriy alyuminatning o’zi qoladi. Bu eritma olinib uni suv quyilgan maxsus idishda karbonat angidrid bilan ishlanib, alyuminiy gidroksidi olinadi. Na2O.Al2O3 + 3N2O+CO2=2Al(ON)3 + Na2SO3 Alyuminiy gidroksid idishdan olinib filtrlanadi. So’ngra aylanadigan qiya pechda 950-1200oS temperaturagacha qizdiriladi. Bunda u parchalanib alyuminiy oksidi hosil bo’ladi. 2Al(OH)3 =Al2O3 + 3H2O Alyuminiy oksiddan alyuminiy olish.Alyuminiy oksiddan alyumminiy elekroliz yo’li bilan olinadi.Alyuminiyni elektroliz yo’li bilan olish uchun elektrolizyerdan foydalaniladi. Elektrolizyor quyidagi asosiy qismlardan iborat. 1-anod Stirlari, 2-suyuq anod massasi, 3-blok (anod), 4-kojuh, 5-Shahmat g’isht terilma, 6-uglerod bloklari, 7-katod Shinasi: Elektrolizyorning ishlash sxemasi quyidagicha. Elektrolizyorning vanna devorlari Shamot g’ishti va ko’mir bloklardan terilgan bo’lib sirtidan po’lat list bilan qoplanadi va beton poydevorga o’rnatiladi. Ko’mir bloklariga katod shinasi joylashgan bulib, u o’zgarmas tok manbaining manfiy qutbiga,elektroliyer tushiriladigan ko’mir blok 3 anod vazifasini bajarib,u shtirlar 1orqali tok manbaining musbat kutbiga ulanadi.Elektrolit sifatida kriolit (Na3AlF6)dan foydalaniladi. Jarayoni boshhlash uchun elekrolizrga 94-90% (Fa3AlF6) kriolit 6-10% gil tuproq kiritilib tok zanjiriga ulanadi.Bunda zanjirdan 4 -10 V li 15000 - 75000 A tok o’tib (0,7-1,2 Ag’cm2 zichlikda) elektrolit 9501000oS temperaturagacha qizib suyuqlanadi.Vanada quyidagi reaksiya boradi. Na3AlF6 3Na + AlF63 Al2O3= Al + AlO33 Katodga borib alyuminiy kationlari zaryadsizlanadi: AlQ3Al va vanaga tubiga suyuq alyuminiy ishlatiladi. Yig’ilayotgan alyuminiy 3 - 4 sutkada chiqarib turiladi. Shui ham qayd etish zarurki, kuchlanishh 25-30 V ga yetganda elektrolitda qumtuproq miqdori kamayadi. Bu holda anionlar (ALO3) anodga borib,unda zaryadsizlanib alyuminiy oksidga aylanadi: 2ALO3 -6 AL2O3 QO2 reaksiya borshda ajralib chiqayotgan kislorod anodni yonida boshhlaydi hamda hosil bo’layotgan uglerod (P) oksid va karbanat angdrid gazlari atmosferaga chiqarib yuboriladi. Kuchlanishh ortib ketishiga yo’l quymaslik uchun elektrolitga ma’lum miqdorda giltuproq qo’shib turiladi. O’rtacha 1t AL olish uchun 2 t alyuminiy oksidi, 0,1t kriolit, 0,6t anod massasi va 17000-18000 kvt soat energiya sarflanadi.Shuni qayd etish zarurki,olingan alyuminniyda oz bo’lsada Fe, Si, SI, AL2O va N2 N2CO,SO2 gazlar bo’ladi.Agar bu alyuminiy maxsus kamerada 10-15 minut xlor bilan ishlansa hosil bo’lgan ALCL3 suyultirilgan metall bilan aralashib uni gaz va metallmas qo’shimChalardan tozalaydi. Suyultirilgan metall 30-45 minut tindirilsa, tozaligi 99,5-99,85% ga etadi. Agar yana ham tozaroq alyuminiy olish zarur bo’lsa, uni elektrolitik usulda rafinirlanadi. Bu usulda anod rafinirlanuvchi alyuminiy bo’lsa, katod rafinirlangan alyuminiy plastikalari bo’ladi. Elektrolit sifatida esa biror xlorid yoki ftorit tuzlarining suvdagi eritmasidan foydalaniladi. Elektrolitda erib alyuminiy ionlari katodga yig’iladi. Turli qoshimChalar esa vanna tubiga yig’iladi. Bu usulda olingan nihoyatda toza alyuminniyning A 999 (99,999% AL)A 995 (99^99% AL) A99 (99,99%AL) A97 (99,97%AL) A95 (99, 95%AL) va texnik toza A85, A8, A7, A6, A5, AO (99,%AL) markalari bo’ladi. Magniy va uni ishlab chiqarishh. Texnikada foydalaniladigan metallarning ichida magniy (Md) plastikligi,engilligi bilan ajralib turadi. Suyuqlanishh temperaturasi tq651oS, zichligi ρq1,74 gqsm 3 , chiziliSdagi mustahkamlik chegarasi σvq170 -210 MPa, qattiqligi (Brinell bo’yicha) NVq150 MPa q1500 kgqcm2. Toza magniy kislorod bilan Shiddatli birikadi. Uning AL,Mp,Zn li foydalaniladi. Ishlab chiqarishda Md 1931-1936 yillardan boshhab olinmoqda va ishlatilmokda. Tabiatda Md ko’pgina minerallar tarkibida uchraydi. Asosiy magniy rudalariga quyidagi birikmalar kiradi: Magnezit (MdSO3) Dalomit (MmdSO3 . SASO3) Qarnallit (MdSl2 .KSL . 6N2O) BiSofit (MMdSL2 . 6N2O) Magnezit, magniy karbonatdan (MdSO3) iborat bo’lib, uning tarkibida 28,8% Md,qolganli esa Si,FL,AL,Sa oksidlaroi bo’ladi. Magnezit qonlari Ural va boshqa joylarda mavjud. Dalomit (MdSO3.SaSO3) kus tarkibli karbonat bo’lib, uning tarkibida 13,5% Md bo’ladi. Bundan tashqari kvarts, kaltsit, gips va boshqa qo’shimChalar ham uchraydi. Dalomitning yirik konlari Ural, Ukraina va boshqa joylarda mavjud. Qarnallit magniy va kaliyning suvli xloridi (MdCL2.KSl.6N2O) bo’lib, uning tarkibida 8,8% Md va boshqa qo’shimChalar bo’ladi. Qarnallitning yirik konlari Uralda mavjud. Bisofit magniyning suvli xloridi (MdCL2.6N2O) bo’lib uning tarkibida 12% gacha Md bo’ladi. (MdCL2.6N2O) bisofit dengiz va kul suvlarida bo’ladi. Magniyni bu birikmalaridan ajratib olish uchun dastlavval 750-850oS temperaturada qizdirilib boyitiladi. MdSO3 = MdO + CO2 MdSO3 . SaSO3 = MdO + CaO + 2CO2 Hosil bo’lgan kontsentrat devorlari Shamot g’ishtidan terilgan elektr pechda uglerod ishtirokida 800-900oS temperaturagacha qizdirib xlor bilan ishlanadi. Md + C + CL 2 = MdSL 2 +CO MdO + CO +CL2 = MdSL2 + CO2 Olingan MdSL2 kovshhga chiqarilib maxsus vannada elektroliz qilinadi. Maxsus vannani devorlari Shamot g’ishtidan terilgan bo’lib,to’rt burchak shaklli idishdir. U quyidagi asosiy qismlardan iborat: anod, 2- katod plastinkasi, 3-to’siq, 4-xlorni chiqarishh uchun trubka. Anod va 2-katod plastinkalarini Shamot g’ishtli to’siq 3 - ajratib turadi. Elektrolit sifatida magniy, xlor natriy va kaliy tuzi eritmalaridan (Masalan, 7-15% MdCL2, 17-28% NaSL va 22-30% KSL) foydalaniladi. Tok manbaining manfiy kutbi grafit plastinka (anod)ga musbat kutbi po’lat plastinka (katod)ga ulanadi. Jarayonda elektrolitdan 8-10 Vli,30-50 A (zichligi 0.5-0,6 Aqsm2)li tok O’tganda elektrolit 700 -750 o S gacha qiziydi. Bu sharoitda undagi MdSL2, Md va Sl ga parchalanadi. Md ionlari katod plastinkalarda zaryadsizlanib, elektrolit yuqoridagi katod bo’shligiiga yig’ila boshhlaydi va u yerdan nasos yordamida vakuum kovshhga haydaladi. Anod plastikalarda yig’ilgan xlor trubka 4 orqali surib olinadi. Jarayonda ajralayotgan qo’shimchalar vanna tubiga cho’kadi va u yerdan vaqti-vaqti bilan chiqarib turiladi. Elektroliz usulida olingan magniyda 2-5 % gacha turli qo’shimchalar bo’ladi.Bu zararli qo’shimchalardan ko’tilsh uchun magniy tozalanadi. Magniy tozalash uchun tigelli elektr pechlarda 720 -750oS temperaturada qayta suyuqlantiriladi. Flyus sifatida xloridlar yoki ftoridlardan foydalaniladi. Bunda bekorchi jinslar flyus bilan birikib Slanka o’tadi, so’ngra 670-690oS temperaturada tindiriladi. Rafinarlingan metallda 89,91 - 99,91% Md bo’ladi. O’rta hisobda 1 kg Md olish uchun 4,5 kg suvsizlantirilgan magniy xlorid va 55-60 MVt elektr enyorgiyasi sarflanadi. Magniylar quyidagicha markalanadi. MZ 90, Mz 95 va MZ 96 bo’ladi. Bo’lardagi magniy miqdori 99,9%, 99,95%, 99,96% bo’ladi. Sinov savollari: Rangli metallarga nimalar kiradi? Rangli meallar qayerlarda ishlatiladi? Misning asosiy xossalari nimalardan iborat? Mis minerallariga nimalar kiradi? Misni boyitishh usullari qanday? Alyuminiyning asosiy xossalariga nimalar kiradi? Alyuminiyning olinishih usuli qanday amalga oshiriladi? 1 tonna alyuminiy olish uchun qancha xom ashyo sarflanadi? Toza alyuminiyning markalariga nimalar kiradi? Magniyni ishlab chiqarishh qanday amalga oshiriladi? Magniy rudalariga nimalar kiradi? Magniy qanday markalanadi va qayerlarda ishlatiladi? Test sinovlari: 1.Rangli metallar qaysi qatorda to’g’ri ko’rasatilgan? A) temir, cho’yan, po’lat, oltin. mis, nikel, qo’rg’oshin, temir po’lat, kumushh, alyuminiy, rux mis, nikel, qo’rg’oshin, qalay temirning qotishmalari 2.Alyuminiy rudalari jumlasiga qaysilar kiradi? silikatlar karbonatlar tog’ jinlari oksidlar boksit, kaolit, nefelin minerallari 3.Rudalardan alyuminiy necha bosqichda olinadi? 2 bosqichda 3 bosqichda C 4bosqichda 5 bosqichda to’g’ridan-to’g’ri bosqichlarsiz olinadi 4.Sof alyuminiy kaerlarda foydalaniladi? elekt rotehni kada kimyoviy apparatlar ishlab chiqarishHda alyuminiy Qog’ozlar (zar) ishlab chiqarSHda idish-tovoklar ishlab chiqarishHda barcha javoblar to’g’ri 5.Mis rudalari jumlasiga nimalar kiradi? mis sulfidlar boksit kaolin nefelin B, C, D javoblar to’g’ri 6.Flotatsiya mashinalaridan nima maqsadda foydalaniladi? rudalarni boyitish maqsadida kontsentratdan teyn olish maqsadida rudalarni suyuqlantirishh maqsadida rudalarni sof alyuminiy ajratib olish maqsadida barcha javoblar to’g’ri 7.Xomaki mis qanday tozalanadi? flotatsiya mashinasi yordamida termik usulda elektroliz usulda A va B javoblar to’g’ri B va S javoblar to’g’ri 8.Misning solishtirma elektr qarshiligi qancha? ρq0,001750 Om mm2qmm ρq0,01750 Om mm2qmm ρq0,01870 Om mm2qmm ρq0,01790 Om mm2qmm ρq0,01865 Om mm2qmm 9.Misning asosiy qonlari qayerda? A)Turkmanston, Qirgiziston, O’zberkiston Kirgiziston, O’zberkiston, Ozarbayjon O’zberkiston, Turkmaniston, Sibir O’zberkiston, Tojikiston, Qozog’ishton, Kavkaz E) Tojikiston, Turkmaniston, Qirgiziston 10.Alyuminiy qanday usullarda olinadi? ishqorli, kislotali, elektrotermik kislotali, boksitli, karbonatli C) karbonatli, boksitli, elektrotermik. termo mexanik, boksitli, elektrotermik ishqorli, termomexanik, kislotali. Yüklə 4,47 Mb. Dostları ilə paylaş:
|