O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi toshkent kimyo-texnologiya instituti mustaqil ish fan: Mahsulot ishlab chiqarish va sifat Mavzu: Ishqoriy birikmalarni ishlab chiqarish va ularga qoyiladigan talablar

4) Mis ishlab chiqarish texnologik eritmalardan metallarni cho'ktiruvchi reagentlar yordamida ajratish.
Bugungi kunda texnika va texnologiyalarning yuqori darajada rivojlanishi metallar
isteʼmoliga boʼlgan talabni ortishiga olib kelmoqda. Ogʼir rangli metallarni ishlab chiqarishning uzluksiz oʼsishi texnogen chiqindilarni isteʼmolini koʼpayishiga olib keldi, bu nafaqat metallarni qoʼshimcha ishlab chiqarish manbai, balki tayyor mahsulot tannarxini pasaytirish omili sifatida ham koʼrib chiqilmoqda. Yaqin yillarda "Olmaliq KMK" АJ mis ishlab chiqarish hajmini 1,5-2 baravar oshirishni rejalashtirmoqda, buning natijasida texnogen chiqindilar (shlaklar, gazlar, chang, shlam, yuvish eritmalari, chiqindi suv va boshqalar)ning miqdorini xam ortishiga olib keladi, ularni qayta ishlash esa maxsus yondashuvni talab qiladi. Bu holda qoʼllaniladigan texnologiyalar chiqindilar, shlaklar, atrof muhitga zararli gazlar va changning atmosferaga chiqarilishi bilan metallning yuqori darajada qaytarib boʼlmaydigan yoʼqotishlari bilan tavsiflanadi. Mis kuporos ishlab chiqarishda hosil boʼladigan texnologik eritmalar tarkibidagi mis va nikelni alohida ajratishda reagent sifatida ammoniy rodaniddan foydalanildi. Jahon miqyosida qimmatbaho metallarning hajmi va miqdori birlamchi rudadan olinadigan metallar miqdoriga qaraganda ancha yuqori boʼlgan qoʼshimcha xomashyo koʼrinishidagi soha texnogen chiqindilaridan foydalanishga yoʼnaltirilgan ilmiy - tadqiqot ishlari olib borilmoqda. Shu munosabat bilan texnogen chiqindilarga ishlov berish, korxonalarda geologik, konchilik va boyitish ishlarini olib borish uchun sarflanadigan kapital xarajatlarsiz xomashyo bazasini sezilarli darajada kengaytirish imkonini beradi. Bundan tashqari, bu ilmiy izlanishlar katta nazariy va amaliy ahamiyatga ega boʼlishiga qaramay, ogʼir rangli metallar ionlarining kontsentratsiyasini oshirish va ajratish usullariga, selektiv reagentlarni tanlashga yetarlicha eʼtibor berilmagan, metallar ionlarining oʼzaro taʼsir mexanizmi to’liq oʼrganilmagan, qimmatbaho komponentlarni ajratib olish, ularni qayta ishlash va ekologik muammolarni hal qilishni oʼzida jamlagan metall tarkibli chiqindilar va texnologik eritmalarni qayta ishlashning kompleks texnologiyalarini ishlab chiqishga imkon bermaganligi oʼta dolzarb, ilmiy va muhim iqtisodiy muammo hisoblanadi. Bugungi kunda qayta ishlanayotgan mis rudalari tarkibidagi metallar miqdorini kamayishi olinayotgan mis kontsentratlarining sifati pasayishiga va kontsentrat tarkibidagi keraksiz jinslarni miqdori yuqori boʼlishiga olib keldi. Bu tendentsiya eritish zavodlariga zararli taʼsir koʼrsatdi: ishlab chiqarish hajmi oshdi, chiqindilar (shlak, gaz, eritma) miqdori koʼpaydi. Natijada konlardan rudani qazib olishdan metallurgik zavodlariga qadar boʼlgan resurslarni tejash, barqaror va raqobatbardosh ishlab chiqarishga erishish uchun xom ashyoni qayta ishlashning yaxlit yondashuvi zarurligi taʼkidlanmoqda. Kontsentratlardan bir metallni ajratib olayotgan zavodlarga nisbatan, bir nechta metallarni ajratib olayotgan zavodlarni rivojlanishi kuzatilmoqda. Ushbu zavodlarning asosiy maqsadi metallarni maksimal darajada ajratib ishlashda, chiqindilarni ishlab chiqarishga jalb qilishda va turli xil metallurgiya jarayonlar natijasida hosil boʼladigan texnologik eritmalar va oqava suvlarni boshqarishda Qozogʼistondagi Kaztsink UstKamenogorsk metallurgiya majmuasi, Boliden Ro¨nnska¨r Smelter, Yaponiyadagi, Germaniyadagi va Koreyadagi metallurgik integral zavodlari yaxshi natijalarga erishgan. Ogʼir metall ionlaridan chiqindi suvlarni tozalash muammosi koʼplab sohalarda mavjud boʼlib, jahon hamjamiyati ekologik inqiroz yoqasida turgan paytda ayniqsa dolzarbdir. Chiqindi suvdan ogʼir metallar ionlarini ajratib olish uchun sorbentlardan foydalanish ishda qisqacha koʼrib chiqilgan, sellyuloza tarkibli sorbentlarning faol uglerod va kation almashinadigan qatronlar bilan taqqoslash xususiyatlari keltirilgan. Аgrosanoat majmuasi chiqindilari sanoat chiqindi suvlaridan tashqari tabiiy suvlar va oziq-ovqat sanoatida hosil boʼladigan turli xil tarkibdagi suvli eritmalaridan ogʼir metall ionlarini ajratib olib uchun istiqbolli va iqtisodiy jihatdan foydali sorbentlar hisoblanadi. Koʼpgina sanoat korxonalarining faoliyati koʼpincha atrof-muhitni zararli moddalarni oʼz ichiga olgan chiqindi suv bilan ifloslanishiga olib keladi, bu oz miqdordagi odamlar salomatligi va umuman biosfera holatiga jiddiy salbiy taʼsir koʼrsatadi. Ogʼir metall ionlari va ularning birikmalari chiqindi suv tarkibidagi juda xavfli toksinlar deb hisoblanadi. Ular galvanik ustaxonalari, mashinasozlik va metallga ishlov berish korxonalari, ruda va maʼdan ishlab chiqarish, qora va rangli metallurgiya, kimyo va neft-kimyo sanoati va boshqa tarmoqlarning oqova suvlarida mavjud. Yetarli darajada samarali va ekologik xavfsiz sorbentlar va texnologiyalarni yaratish polisaxaridli polimerlarda ogʼir metall ionlarini mustahkam bogʼlaydigan yangi funktsional guruhlar paydo boʼlishi hisobiga amalga oshiriladi [17] va ularning selektivligini, sorbtsiyalash qobiliyatini oshiradi va sorbtsiya vaqtini pasaytiradi. Biopolimer sorbentlari xuddi shunday usulda olinadi. Ogʼir metallar ionlarini sorbtsiyasi uchun ishlatiladigan xomashyo oʼsimliklarning turli xil materiallari - konuslar, payraxalar, barglar, urugʼlar, mevalar, poyalar, bargli va ignabargli daraxtlarning qobigʼi, yogʼ chiqindilari, yongʼoq chigʼanoqlari, poʼstlogʼi, lavlagi xamiri, somon, suv oʼsimliklari, torfdan olinadi. Shuningdek, loy, dengiz oʼtlari, bakterial biomassa, xamirturush, qoʼziqorinlar va boshqalarni qoʼllash mumkin. Eritmalardan metall ionlarini flotatsiyalash jarayoni oʼz-oʼzidan yomon choʼkadigan suvli eritmalardan erimaydigan aralashmalarni ajratib olish uchun qoʼllanilmoqda. Mazkur usul metallarni kollektiv ravishda ajratib olish imkon beradi, ammo selektiv ajratib olish talab qiladi. Eritmalardan metallarni ajratib olish uchun qoʼllaniladigan etil 2-aril (metil) sulfanilamino-4,5,6,7-tetragidrobenzotiofen-3-karboksilatlarning xususiyatlari, eruvchanligi va kimyoviy barqarorligi oʼrganilgan. Ligandalardan biri boʼlgan Cu (II), Co (II) va Ni (II) komplekslari tayyorlangan va ularning eruvchanligi aniqlangan. Metallurgik ishlab chiqarishdagi oqova suvlarni tozalashda, sezilarli afzalliklarga ega ozonlash jarayoni boshqa usullarga qaraganda birmuncha samarali hisoblanadi. Mis va rux ishlab chiqarishning tashlanma eritmalarini tozalash darajasi, metall ionlarini choʼkma koʼrinishida toʼliq choʼkishiga amalda erishiladigan muhit (rN) koʼrsatkichiga, davomiylikka, haroratga va reagentlar sarfiga bogʼliqligi tadqiqotlar natijasida aniqlandi [29-31]. "Olmaliq KMK" АJ Mis eritish zavodi (MEZ) ning misni elektrolizlash sexi elektrolitlari va oltin va kumushni affinajlash sexining missizlantirish eritmalarini mis kuporos sexida qayta ishlash jarayonida qoʼshimchalar miqdorining ortishi kuzatiladi. Tahlillar natijalari shuni koʼrsatdiki, mis kuporos sexi texnologik eritmalari (Маточные растворы) tarkibidagi nikel miqdori 15-25 g/l ga etadi. Nikelning bir qismi mis kuporos tarkibiga kiradi, natijada olingan tayyor mahsulot baʼzan standart talablariga javob bermaydi. Bunday murakkab sulfatli eritmani tozalash elektrokimyoviy, choʼktiruvchi reagentlar yordamida, ion almashinuvi va boshqa baʼzi usullar bilan amalga oshirilishi mumkin [32,33]. Mis-nikel sulfatli eritmalarni qoʼshimchalardan tozalash boʼyicha mualliflik ishida ohaktosh (CaCO3)dan foydalanib eritmani pH=3,5-5,5 oraligʼida neytrallab mis va boshqa rangli metallarni gidroksid holatda choʼktirishga asoslangan [34]. Nikelni elektrolizlash jarayonida elektrolit tarkibidagi misni yoʼqotishda amorf MnS ni qoʼllash tadqiq kilingan [35]. Eksperiment natijalaridan shu koʼrinadiki misni yoʼqotishda amorf MnS ni miqdori, reaksiya temperaturasi, eritma pH i va reaksiya vaqti taʼsir etadi. Elektrolit tarkibidagi misni 99,2 % qismini yoʼqotish uchun talab etiladigan vaqt 30 minutni tashkil etgan. Optimal ish sharoitida, reaksiya harorati 60-8000C, pH 3,5-4,5 da amorf MnS ning sarfi nazariy hisoblashlarga qaraganda 1,6-1,8 marta koʼpni tashkil qilgan, zarrachalarning oʼrtacha kattaligi 1,6 mkm va ushlab turish vaqtlari 45 min.dan katta, Cu konsentratsiyasi nikel elektrolizi uchun elektrolitda 3 mg/l dan kamgacha kamaygan va choʼkindilarda Cu / Ni ning massa nisbati 15 dan oshgan. Mis kontsentratsiyasi past (0,53 g/l) va nikel kontsentratsiyasi yuqori (75 g/l) boʼlgan nikel elektrolitidan misni ajratish qiyin. Mualliflar [36] elektrolitdan misni chuqur olib tashlashda marganets sulfidi (MnS) ni ishlatgan. Eksperimental natijalar shuni koʼrsatadiki, misning (ρ(Cu)) kontsentratsiyasi 530 dan 3 mg/l gacha kamayadi va MnS sarfi nazariydan 1,4 baravar yuqori boʼlsa, qoldiqdagi mis va nikel (RCu/Ni) ning massa nisbati 15 dan oshadi. Nikel elektrolizida elektrolitdan misni olib tashlash uchun reaktiv sifatida nikel tiokarbonat (NiCS3) qoʼllashni taklif qilingan. Yeksperimental natijalardan shu koʼrinadiki, NiCS3 yuqori reaktivlikka ega va nikel elektrolizi elektrolitidagi Cu tezda yoʼq qilinishi mumkin. Optimal reaksiya sharoitida, NiCS3 reaktivining miqdori nazariy miqdordan 1,4 - 1,6 baravar koʼp boʼlganda, reaksiya harorati ≥ 60°C, pH qiymati 4,0 va reaksiya vaqti 30 minut boʼlsa, Cu konsentratsiyasi 3 mg/l dan kamga tushirilgan [37]. Mualliflar [38] tomonidan Ni-Cu aralashgan rudasini tanlab eritishdan hosil boʼlgan eritmadan elektrokimyoviy usullar metallar ionlarini ajratish oʼrganilgan. Tadqiqotda sulfatli mis-nikel eritmalaridan kislotali muhitda mis va nikel ionlarining elektrokimyoviy hattiharakatlari kuzatilgan. Kobalt tarkibli mis-nikelli eritmalardan N-(2-gidroksipropil) pikolilamin smolasi yordamida mis va nikelni sorbsiyalash usulida ajratib olish, sorbtsiyalashdan soʼng esa mis, nikel va kobalьtni alohida elyuat tarkibiga oʼtkazish koʼrsatilgan [39]. Sanoat oqava suvlari tarkibidan ogʼir rangli metallarni tozalashda ishqor NaOH va Na2CO3 eritmasidan foydalanish koʼrsatilgan [40]. Sanoat oqava suvlari tarkibidan ogʼir rangli metallarni choʼktirishning pH ga bogʼliqligi keltirilgan. Tadqiqot qismi. Mis kuporos ishlab chiqarishda hosil boʼladigan texnologik eritmalar tarkibidagi metallarni choʼktirish usuli bilan ajratib olishda choʼktiruvchi reagentni tanlashda quyidagi asosiy omillar hisobga olindi:
1) mis kuporos ishlab chiqarishda hosil boʼladigan texnologik eritmalardagi
metallarning kontsentratsiyasi va kimyoviy tarkibi;
2) choʼktiruvchi reagentning narxi;
3) choʼktiruvchi reagentning dastgohlarga nisbatan korrozion taʼsiri;
4) choʼktiruvchi reagentning metallarga nisbatan tanlovchanligi;
Tajribada texnologik eritmalar tarkibidagi metallarni choʼktirishda ammoniy rodаnid (NH4CNS) qoʼllanildi.
Аmmoniy rodаnid metall ionlari bilan quyidagicha reaksiyaga kirishadi:
СuSO4 + 2NH4CNS = Cu(CNS)2 + (NH4)2SO4 NiSO4 + 2NH4CNS = Ni(CNS)2 + (NH4)2SO4
FeSO4 + 2NH4CNS = Fe(CNS)2 + (NH4)2SO4
CoSO4 + 2NH4CNS = Co(CNS)2 + (NH4)2SO4
ZnSO4 + 2NH4CNS = Zn(CNS)2 + (NH4)2SO4