II стадия – получение «химического» концентрата (обжиг, спекание-разложение, хлорирование, ректификация, растворение-осаждение, плавка)

III стадия – получение «чернового» металла или химического соединения металла (хлорирование, фторирование, ректификация, экстракция, возгонка)

IV стадия - получение чистого металла (химические и физические методы очистки)

Күріш .4.1. Негізгі операцияның , технологиялық схема әрбір сатысына кіреді .

Қандай көрініп тұр күріш .4.1, Механикалы тәсілдермен тұқымның бос технологиялық процес бірінші сатысында барынша көп мүмкін сан кен шығатын минералының айырылуын өндіреді . Мына кен екі бөлімге бөлінеді : концентрат , қайда табиғи кен шығатын минерал негізгі саны кешіп өтеді , және құйрықтар , ең алдымен құрылушылар бос тұқымның .

Ілеспелі қосудың метал мүмкінсіз толық айырылуы кендердің механикалы байытуы жанында - концентратта кішкентай бөлшектердің жеткілікті үлкен сан , кен шығатын минерал таныстырушы қосыла өскендері әрқашан болады | тұқыммен бос . Үлгілі концентраттарда тұқым бос ұстауы өзгереді 10% темір кендердің артынан және 80-90% түрлі түсті металдардың кендеріне арналған .

Қалған сан қашықтауы бос кен тұқымдары химия - металлургия әдістермен технологиялық схема екінші сатысына өндіреді , кен шығатын минерал ерігіштігінде ерекшеліктер қолдана және бос тұқымның химиялық реагенттерде немесе балқытылған тығыздықтарда ерекшеліктің метал және күйіндінің фазалардың . Ана оқиғаларда , қашан тұқымдар және табиғи кен шығатын минералдың бос удаётся емес бөліну нәтижелі тәсілі тапқанда , жолмен соңғы химиялық өңдеулер басқа қосуға қайта құрады , маңызды айырмашылығы бар өз физикалық - химиялық қасиеттеріммен бос тұқымның .

Процестердің жиынысымен технологиялық схема екінші сатысы алу немесе тап осы метал химиялық қосулары келеді ( қоспалардың ұстаушы үмеген саны ), немесе металл қорытпа .

Ықшамдыққа арналған кейде екінші сатыны алу сатысымен атайды « химиялықты » концентраттың .

Үшінші сатыда біреулерін технологиялық схемаларда алады « алғашқы жазылған » метал ( қоспалармен ластанған ), басқаларды - метал таза химиялық қосуы , келесі сатыларға таза метал алуына арналған негізгі материалмен әдеттегі қызмет етеді .

Соңғыда , саты четвёртойы , восстанов таза металын алады ­ лайықты химиялық қосу лениемі немесе тазалау жолымен « қара ­ вого » металдың .

• Әр түрлі операцияның , жүзеге асырады әртүрлілерді металлургия бөлісу сатыларында ( көрсетілгендер күрішке .2.2 Және схемада .54), зависиде ­ ерекшеліктің мостисі оларды өткізулер үш топқа бөлуге болады :

• Пирометаллургические , (700-2000° жоғары қызулар жанында ағып жатқандар ): өртеу , қалпына келтіргіш және тотықтыратын балқытулар , айдау , тазарту ;

Гидрометаллургические , қашан кен шығатын шикізат өңдеуін өткізгенде қышқылдардың су ерітінділерімен , сілтілердің немесе тұздардың , қайсыда шығарылатын метал ерітіндіге аударылады , ал қатты қалдық түрінде бос тұқым қалады . Процес жүргізеді жоғары қызуларда салыстырмалы :20-300° ;

- электрометаллургические , қайсыларда тотықтыратын - қалпына келтіргіш процестердің өткізуіне арналған электрлік токты қолданады растпен суларын ­ ұрыларда немесе балқытылған тұздарда , нәтижесінде ненің бірде электродтардан мақсаттық метал бөлінеді .

Толық мінездеме көбірек бұларды 5,6. процестерді лекцияларда келтірілген

Күрделі анамен металдардың алу технологиялық схемалары болады , немен азырақ шикізатқа тап осы метал концентрация және немен қоспалардың нёмында көбірек , немен шығарылатын метал қасиеттеріне қоспалардың физикалық - химиялық қасиеттері жақынырақ , немен тазарақ қоспалардың ұстауымен метал немесе оның химиялық қосуы алуға талап қойылады .

• Көптегендерді тап осы метал алуына арналған оқиғаларда технологиялық схемалардың түрлерінің несколькуымен өңделген бөлектерді бөлісу сатыларында :

• Тәуелділікте ананың , қандай кен шығатын минерал түрінде кенде метал қатысады ;

Қандай ақырғы мақсатты схемалардың өңдеушілері ізіне түскен : макси жету ­ қарапайым мальнойы немесе схема үнемділігінің , қоспалардың ең аз ұстауымен метал алу .

Металлургия өндіріс ақырғы өнімімен таза металдарды бола алады , олардың қорытпалар басқа элементтермен , сонымен қатар химиялық қосудың ( мысалы , тотықтар ). мына металдар және олардың балқыма көп жағдайда түрінде қорытпалар алады , төгеді әртүрліде мөлшерлер және түрдің кесектер . Бірақ ұнтақтардың немесе ұсақ саңылаулы көпшілік түрінде баяу балқитын металдар болып шығады - кішкене еріннің , тұтас үлгілерге айналдырады немесе арқасында доғалық немесе электрондық - сәуле балқытудың , немесе ұнтақталған металлургия әдісімен .

Кен металлургия өңдеуінің алдында уатады , ұсақтайды және байытады , тұқым бос бөлімі олардан алыстата . Алынғандар кейін мына концентраттар окусковать кейде ыңғайлы – бірігумен , брикеттеумен немесе басқа тәсілмен ірілендіру . Кендердің күрделі даярлайтын өңдеулері кейде металдардың қоытпасының талап етеді , құйып алады жоқ болумен ең басты химиялық құрам өзгертуінде қажеттіліктің және шикізат агрегаттық күй-жағдайлары .

Жалпы оқиғада металлургия бөлісуге кендердің дайындауы алды ­ операциялардың кешен келесі ставляеті :

1) ұсақталу ;3) грохочение ;5) өртеу ;7) орталау ;

2) ұсақтау ;4) таптастыру ;6) байыту ;8) окускование .

Өртеу . Металлургия бөлісу келесі кезеңдерінің алдында даярлайтын операция сияқты кен шығатын материалдардың өртеуі қолданылады . Өртеу сондықтан мәнмен - 5. пирометаллургический процес , мақсаттар , түрлер , өртеу тәсілдері лекцияда анықтап қаралады

Орталау . Кен шығатын туған жерлерінің бөлек учаскелері өз құрылымыммен маңызды айырады . Табылатын кен сондықтан тіпті жүргендерді дос достың ар жағында порцияларда бірдейсіз химиялық құрамды болады . Кендердің құрам сондай тербелулері балқыту тәртіп лайықты тербелулері шақырады : температуралардың , күйінділердің химиялық құрамының және металдың - не металлургия бөлісу нәтижелілігі төмендетеді . Мақсатпен біркелкілік жоғарылаулары кен химиялық құрамымен және концентраттар араластыруға тиісті душар болу . Материал үлкен көпшіліктеріне арналған мынау операция орталаумен аталады .

Әдеттегі сыйымдылықпен кендердің орталауы штабельдерде өткізеді 100 тыс . тонналардың . Штабель құруы жіңішке горизонтальдық қабаттармен жүргізеді , ал оның тік қимасы всё арқылы материал дуалы штабель шетінен жүзеге асырады . Әрбір порция материал дуалы жанында , қалыптастырушы қабаттар барлық қосылған ( құрам кейде көбірек 1000), болады , ұқсас материал орта құрамына барлығы штабельдің . Усреднительный қойма екі штабельді болады , бір қайсылардың қалыптасады , ал басқаның материал ала кетеді .

Тиеуге арналған - штабельдердің құрулары арбаша саморазгружающиесясын жаппай қолданайын деп қалды . Материал дуалы штабель шетінен машинамен заборно - усреднительнойды жүзеге асырады ( ЗУМ )- многоковшовым роторлық экскаватормен .

Окускование . алынғандар балқытуға ортасыз кендердің байытуынан кейін ұсақ концентраттар бағытталған бола алмайды домналық және басқа шахталықтарды ошақтарда , дәл осылай қалай шихта жақсы газ өткізгішінің қамсыздандырмайды .

Кен шығатын концентраттардың ұсақ кішкентай бөлшектердің айналу және қайсысыз басқа материалдардың ірі кесектер көбірек 20-40 мм және окускования процестерінің негізгі мақсаты құрастырады . металлургия тәжірибеліде окускования үш тәсілін қолданады : брикеттеу , агломерация және құйындылардың өндірісі .

Брикеттеу . Брикеттеу маңызы томға болады , не ұсақ сусымалы материал , санмен аз-кем артығыменмен дымқыл және мұқият араластырылған қосымша байланыстырып тұратындардың брикет - престерге (5-10%) береді , қайда қысым астында 50-100 МПа формуются тік бұрышты , цилиндрлік немесе сопақ түр брикеттері мөлшермен 20 150 мм . нәтижесінде брикеттердің қажетті беріктігі жетеді олардың кептірудің немесе жылы өңдеудің 150-500° С . температуралар жанында жыршы ақындар , ерігіш шыны , ізбес тас - үлпекті , цементтер және дрды сульфитно - спирттен жасалған концентратты кім, не ретінде байланыстырып тұратындардың қолданады . өндіріс үмеген масштабтары жанында брикеттеу мақсатқа лайықты қолдану және күкірт кен шығатын материалында сақтау қажеттілігі жанында , керек қайсысыздарды оқиғаларда мыс балқытуы жанында , никельді және басқа кендердің ( агломерация жанында және құйындылардың өртеуінде кен күкірт негізгі саны жанып кетеді ).

Агломерация . Мынау окускования термиялық тәсілі . маңыз томға оны түзеледі , не қабат , қосылған ұсақ кен шығатын бидай дәндерінен балқу температураларына дейін жылдам қыздырады ; приплавляются мына кішкентай бөлшектері досқа дос . Келесі жылдам салқындау жүруінде закристаллизовавшаяся ұсақ саңылаулы көпшілік құрылады . См . лекцияны 5.

Концентраттардың окускования тонкоизмельченных мақсатқа лайықты тәсілімен ең (-0,07 мм ) құйындылардың алуы келеді - түйіршіктердің диаметрмен 15-20 мм , 2-3 кН раздавливаниеге жеткілікті биік беріктікпен қожалық етушілердің | құйынды .

Күріш .4.2. Железорудный агломерат ( ал ), железорудные құйындылар ( б ).

Концентраттан дымқыл құйындыларды ;2) өртеу орныққан :1) алу құйындылардың железорудных өндіріс технологиясы екі сатыдан түзеледі .

Құйындылардың алуына арналған шихта үш компоненттіні қосады : кен шығатын кон ­ центрат ; бентонит ( сазбалшық ерекше сорты , дымқыл құйындыларды әсемдік жоғарылатушы және құрғақ түрде олардың беріктігі : шихтада ұстау жанында 0,5%) және ­ вестняка ( жанында 5%). Бентонит және ізбесті тас алдын ала тиісті болу ­ мельчены концентрат ірілігіне дейін .

Даярланған шихтаны мұқияттан кейін күлдір ­ дабылдық вания ұсатқыштарға бағыттайды немесе тарель ­ үлгі чатогосы , котода ­ рых дымқылдық жанында тре құйындылары 8,5-9,0% қалыптастырады ­ мөлшер буемогосы .

Проч қамтамасыз етуіне арналған ­ ности , тре қанағаттандырған ­ домналық балқыту бованиям , құйындылар упрочтарды душар болады ­ няющему өртеуге температура жанында жанында 1300° 5-10 мина ішінде .

Досқа дос ұсақ кен шығатын кішкентай бөлшектердің припеканиясы нәтижесінде құйындылардың нығайтуы жетеді немесе сұйық фазасыз ( балқыманың ), немесе оның жанында мини ­ мальном санда .

Құйындылардың өртеуі барысында ізбесті тас диссоциация , уда болады ­ күкірт үлкен бөлім ление , жаңа минералдардың білімі ( силикаттардың , кальций ферриттерінің және др .).

Құйындылардың өртеуі жүзеге асырады , ереже сияқты , конвейерліктерді машиналарда , агломерационныммен ұқсастардың , бірнешенің жүйелі жүргендерді дос сатылардың досының ар жағында , әрбір қайсылардың өз температурно - уақытша параметрлеріммен сипатталады . Үшін мынаның өртелетіндерді машиналарда бес аймақты белгілейді : кептірулер , жылуды , өртеуді , рекуперацияның және салқындаудың .

500° жоғарырақ емес дымқыл құйындылардың кептіруін температурамен газ селімен жүзеге асырады , қиратудың олардың шақыру үшін ( қарқынды бу түзілу нәтижесінде ). жылу аймағы құйындылардың алдын ала қызуы үшін қызмет етеді 1000° С . Және тек өртеу аймағында құйындылар барынша көп мүмкін температураларға дейін қызуға ұшырайды - үлгілі рекуперация аймағына 1300° С . ауа түседі , қыздырылған құйындылардың салқындау аймағында 800-1000° , және ол жоғарғы қабаттардан жылу бөлімін алып барады төменгілерді , қойылатын талап температураларға дейін олардың қыздыра .

Негізгі әдебиет 4[56-71 стр .],6[11-15 стр .]

Қосымша әдебиет 8[56-63 стр .],9[97-103 стр .]

Бақылау сұрақтар :

1. не кен металлургия бөлісу сондай технологиялық схемасы ?

2. қандай сатыларға технологиялық схема бөліседі ?

3. қалай металлургияда негізгі операцияларды бөліседі ?

4. мақсат және кендердің даярлайтын операция мақсаттары ма?

5. тәсіл окускования , олардың мақсаттар және ерекшеліктің бе?

Лекция 5. пирометаллургия негізгі процестері – өртеу , балқыту , тазарту , айдау , балқымалардың электролизі .

лекция конспектісі

Бір табиғи қосулардың бұрынғы қалпына келуімен металлургия негізгі мақсаттарынан азат металдардың алуында түзеледі ( тотықтар , сульфидтер , хлоридтер , силикаттар және др ., қайсылар минералдарда орнында болады ).

Барлық қолданылатындар түрлі түсті металдардың өндірісі жанында процестер екі топқа ұсақталады : пирометаллургические және гидрометаллургические .

Жоғары қызулар жанында жиірек Пирометаллургическиелер процестер өткізіледі барлығы толықпен және материалдардың жарым-жарты балқытуымен сирек . Бөлінетіндер кейде пирометаллургическими сияқты электрометаллургические бөлек тобына процестер бола алады , егер олар балқымаларда жүрсе ( балқытылған ортаға ).

Пирометаллургические процестер барысында қатысушы компоненттердің мінез-құлық мінез-құлығымен және олардың ақырғы нәтижелерге үш топқа бөлуге болады : өртеу , балқыту және тазарту .

1. Өртеу – металлургия процес , шығарып салынушы жоғары қызулар жанында (500-12000 ) мақсатпен жасалушы шикізат химиялық құрам өзгертулері . Өртелетін процестер , өртеу шығаруының ар жағында бірігумен , берік фазалы келеді . Түрлі түсті металлургияның өртеу келесі түрлері қолданады :

Кальцинирующий өртеу ( прокалку ) ыдырату мақсатымен өткізеді ( диссоциацияның ) тұрақтысыз химиялық қосулардың қызуымен – гидроксидтердің , карбонаттардың және др . жалпы түрде мынау өртеу түрі келесі теңдеулермен жазылады :

2. Me ( )3 Me 2 O 3+ H 2 O ; 3 MeO + 2.

Тотықтыратын өртеу қолданады үшін сульфид кендердің даярлайтын өңдеулері және концентраттардың тотықтарға сульфидтердің толық немесе жарым-жарты аударма мақсатымен :

2 MeS +3 O 22 MeO +2 SO 2.

Тотықтыратын өртеу бір түрімен сульфатизирующий өртеу келеді :

+2 O 2 MeSO 4.

Тотықтыратын өртеуге жатады және агломерирующий өртеу ( өртеу бірігумен ). соңғы мақсатпен материал бір уақытта тотықтыру және пісіреді . Сұйық фаза қайсысыз сандары бірігу білім шотының артынан болады , застываний жанында байланыстырады ( дәнекерлейді ) кусковойда баяу балқитын ұсақ кішкентай бөлшектің ұсақ саңылаулы өнім – агломерат .

Агломерационный процес масақтық шарбақта қабатта жүргізеді . Жылу , қажетті кен шығатын бидай дәндерінің балқытуына арналған , отын қатты кішкентай бөлшектерінің жануы нәтижесінде құрылады , араласқандардың кен шығатын материалмен . Ұсақталған отын кім, не ретінде әдеттегі қолданады 3-5 мм кокс ; қайсысыздарды шихтаға кокс үнемділігіне арналған оқиғаларда ұсақталған тас көмірді енгізеді . Түрлі түсті металдардың сульфид кендерінің агломерациясы жанында 2; FeS отынмен сульфид минералдары қызмет етеді ; Cu 2 S , тотығу жанында қайсылардың жылу маңызды саны бөлінеді . Құрамда шихта агломерационнойы әрқашан қатысады « қайтару »- ұсақ кішкентай кесектер (0-10 мм ) алдындағы бірігудің шартқа сәйкессіз агломератының . Жиі шихтаға ісікті енгізеді , ереже сияқты , ізбесті тас (0-3 мм ).

Қойылатын талап сапа агломераты алуына арналған шихта компоненттілері аралық сандық арақатынасты алдын ала есептейді . Отдозированнуюды шихтаны араластырады , дымдайды , айналған дабылда окомковывают ( концентрат ұсақ кішкентай бөлшектерінің грануляциисіне арналған ) және 200-400 мм жуандықпен қабатпен масақтық шарбаққа нығыздау толтыра артады .

Агломерационный процес басталады « жағудың » шихта агломерационнойы . Желдеткіш қосуынан кейін , сирету масақтық шарбақ астында камераларда жасайды , газды шілтерлермен жуандықпен шихта үстіңгі қабатын қыздырады жанында 20 мм температураға дейін 1250° С . үлгілі ішінде қалғанының қабатқа процес уақыттарының вакуум әрекеті астында ауа , шихта қатты отын қамтамасыз етуші қарқынды жануы толассыз еме бастайды .

Мінездемелі ерекшелікпен процес агломерационногосы келеді « концен ­ трация » салыстырма тар аймаққа жоғары қызулардың -20-40 мм . мынау объяс ­ няется өте биік салыстырмалы бетпен шихта агломерационнойы - жану ­ чие жану аймағынан газдар , шихта арқылы қозғала , жылдам суылады анамен ­ ператур 500-600° , қайсыларда отын жануы мүмкінсіз . Момен әрбір ­ уақыттардың ментін көкжиекте отын кішкентай бөлшектері тұтанады , ортасыз ­ бірақ жану аймағына төмен жағынан тұтасатында , және мынауды ғой ең жану аймақтары уақыт жоғарғы көкжиекте отын кішкентай бөлшектерінің жануын аяқталады . Пісірген сонда түсетін агломерационныймен құрылған атмосфералық ауа суытады . Анау ­ ким бейнемен , жану аймағы , бірлескен балқу аймағымен - агломерат құрулары , газды сел қозғалыстары бағытта қабатпен орналасады , қалай шихта қабатына ене және қалдыра үшін агпен салқындатылушы қабат өзімен ­ ломерата .

Күріш .5.1. Құрылым қабат агломерируемого және қабатта температуралардың таратуы уақыттардың жүйелі кезеңдері 1,2,3: аймақ : пл - балқудың ; ин - қарқынды қызудың ; - кептірудің .

Сақтау негізгі себебімен агломерационного спёка ұсақ саңылаулы құрылымдары шихтада отын кішкентай бөлшектерінің нүктелі таратуын келеді . Агломерат құру аймағы қатты отын кішкентай бөлшектерінің жану ошақтарының алмасуын ұсынады ( қайда 5-15 мм ірі уақыттардың білімімен балқытылған материал жергілікті отырғызуы болады ) полурасплавленнымимен қалдықтармен шихта кен шығатын бөлімдері . Қосымша уақ тесікті ылғал қашықтаулары процестерді береді , 2 карбонат , отын көміртегінің , күкірттің , газды селдердің қарқынды қозғалысы балқыма арқылы .

Күріш .5.2. Конвейерлік агломашины схемасы :1– вакуум - камера ;2– палеты паллет ;3– беттететін қозғалыстары ;4– келтіру ;5- тиейтін құрылғы ;6– тұтандырғыш көрік ;7– уатқыш агломераттың ;8– шаң ұстаушы ;9– эксгаустер ;10– құбыр ;11– виброгрохот ;12– суытқыш .

Агломерацияны , тәсіл сияқты окускования , кең қолдануға бастады 1911 г ., қашан агломерационная толассыз әрекет ленталық үлгі машинасы салған болатынғанда ( күріш .5.2). Агломерационноймен бөліммен ең басты машиналар металл науаны келеді ( енмен 2-4 м және ұзындықпен 25-80 м ), білімді тығыз жылжытылған арбашалардан борттармен – палет . арада аралық вакуум - камера пирамида тәрізді түрлері жоғарғы және төменгі беттететіндермен құрастырылған , қосылғандар дымососоммен газ жүргізгіш көмегі жанында ( эксгаустером ).

Дайын шихтаны ( дымқылды , окомкованную ) коректенгішпен толтыра артады палетымен толассыз қозғалушыларды . уақыттың артынан шихта мекендеулері тұтандырғыш көрік астында ( ~1 минут ішінде ) шихта жағуы болады - шихта үстіңгі қабат қатты отын тұтануы . Арбаша аударуы жанында « агломерационный бәліш » охлажға бағыттайды одан және ұсақталудан кейін және грохочения тайып кетеді ­ дение . Отсасываемыеде машина астынан газдар тазартылады шаңдат және , эксгаустер арқылы өте , атмосфераға лақтырылады .

Шихта спекаемой және эксгаустера қуаттылықтары салыстырмалы өнімділік машина агломерационнойы қасиеттерден тәуелді болады . негізгі фактормен , произбен салыстырмалы анықтаушымен ­ машиналардың водительность агломерационныхі , газ өткізгіш қабат спекаемогосы келеді . Балқыту ошақтардың жұмыс биік техника - экономикалық көрсеткіштерінің жетуіне арналған агломерат талаптарға определённым тиісті қанағаттандыру :

- химиялық құраммен , агломерат тап осы метал барынша көп мүмкін ұстауы тиісті болу ; ең аз ( агломераттардың железорудныхіне арналған ) және үйлесімді ( түрлі түсті металдардың кендерінің агломераттарына арналған ) күкірт ұстауы ; тұқым бос құрамы тез балқығыш алу және күйінді жидкоподвижногосы тиісті қамсыздандыру ( көңіл болуы дәлдеп түзеледі : SiО 2)

- қыр өлшегіштік құраммен , агломерат кесектері ірілікпен тиісті біркелкі болу - ең аз ұстаумен ұсақтардың (-5 мм ) және ірілердің (+80 мм ) фракциялардың ;

3. - беріктікпен : агломерат кесектері жеткілікті проч тиісті ие болу ­ ностью , ошақтарға тасу жанында үшін және балқыту жүруінде олар ұсақ-түйек білімімен қиратылған жоқ . Тесік дабылдық агломераттардың беріктігі бағалайды , (-5 мм құрылған ұсақ-түйектер сан таныстырушы ) немесе қалған ірі фракция саны (+10 мм ) байқаудан кейін айналған дабылда агломерат сынаулары .

Қалпына келтіргіш өртеу қайсысыз металдардың ең жақсы тотықтардың бұрынғы қалпына келуі үшін өткізеді ең төмендердің , мысалы :

3 Fe 2 O 3+ CO 2 Fe 3 O 4+ CO 2.

Fe магнетиті 3 O биік магниттік түсінгіштікпен 4, қожалық етуші , мүмкін бөлімше бос тұқымның магниттік сепарациямен .

4. Қалпына келтіргіш өртеу өзіне тән бір түрімен вельцевание келеді – процес бұрынғы қалпына келу углетермическогосы қаттыларды металдардың тотықтарының фазаларында , возгоняются процесі температурасы жанында – газды фазаға кешіп өтеді . Салыстырмалы ұшатын металдардың тобына сынап , кадмий , натрий , мырыш , магний апарып беруге болады . Мырыш өндірісі жанында Вельцевание ең жиі қолданылады . Өңдеуге гидрометаллургической онан әрі ұсталған айдаулар душар болады .

Тотықтардың аударма мақсатымен хлорлаушы және өртеу фторидтелген өткізеді немесе су ерітетін немесе ұшатын хлоридтерге сульфидтердің . Алтын кендерінен шығаруға арналған баста оны қолданған , күмістің , ал мыс содан соң . Осы шақ магний алуы технологияларында өртеу хлорлаушы қолданады , титанды , цирконийді , гафнийді және қалайының . Уран алуы жанында өртеу фторидтелген қолданылады , берилийдің .

Таблица 5.1

Температуры плавления и кипения хлоридов металлов

Хлорид	Температура		Хлорид	Температура		Хлорид	Температура
	плавл.	кипен.		плавл.	кипен.		плавл.	кипен.
SiCl4	-67	58	NbCl5	205	248	PbCl2	501	950
GeCl4	-51	84	TaCl5	216	234	FeCl2	672	возг.
AsCl3	-18	130	SnCl2	247	652	UCl4	590	618
TiCl4	-23	136	FeCl3	304	319	NaCl	800	1465
VOCl3	127	субл.	ZnCl2	313	732	CaCl2	782	2027
AlCl3	180	субл.	CuCl	422	1366	MgCl2	718	1412
MoCl5	194	268	BeCl2	958	1560	BaCl2	958	1560

Кесте 5.1

Кричный процес балқыту аралық аралық жайды орынға ие болады және өртеумен температуралық диапозонмен – температуралар жанында кен өңдеуін жүргізеді , қашан кен полурасплавленноеде кешіп өткенде , әсем - жабысқақ күй-жағдай . Кричный процес қалпына келтіргіш мінез-құлықты болады . Температуралардың облысында 700-11000 металдардың бұрынғы қалпына келуі жүреді ( Fe , Ni , Cr ). температура жоғарылауымен метал бұрынғы қалпына келтірген кішкентай бөлшектерінің коагуляциялау және тұқым бос бірігуі болады ірі кесектер көбірек . Алынған ошақтан өнім – крица – металл бидай дәндерінің дақтарымен күйінді полурасплавленногосын түйірлер ұсынады , салқындаудан кейін және ұсақтаудың магниттік сепарациямен бөледі метал және күйіндіні фазаның . Металлургия тәжірибеліде мынау процес темір , темір - никельденген тотық кендердің өңдеуі үшін қолданады .

Балқыту – пирометаллургический процес , шығарып салынушы температуралар жанында , жасалушы материал толық балқытуы көп жағдайда қамтамасыз етушілердің . Айырып тануының балқытулардың екі бір түрі – кен шығатындар және рафинировочные .

1. Кен шығатын балқыту ағып жатқан негізгі химиялық реакцияларының мінез-құлығымен келесі түрлерге бөлінеді :

Қалпына келтіргіш балқыту . Көміртекті қалпына келтіргіштермен тотық қосулардың оның бұрынғы қалпына келу шотының артынан метал алуы мақсатымен оны өткізеді және аударманың бос күйіндіге тұқымның ( тотықтардың қорытпасы ). жалпы түрде қалпына келтіргіш балқыту келесі схемамен жазылады :

( 2, CaO , Fe 2 O 3)+ C + 2, N 2 Me +( 2, CaO , )+ 2, N 2.

Кен метал күйінді газ

Түрлі түсті металлургияда қалпына келтіргіш балқыту әдісімен алады , мысалы , қорғасын және қалайы .

Штейнге 2. балқыту . жартылай өнімге метал шығарулары мақсатпен оны қолданады , штейноммен аталатын ( сульфидтердің қорытпасы ). балқыту екінші өнімдеріне күйінді келеді , шоғырлаушы өзіме тотық компоненттер . Мынау балқыту түрі бейтарап , қалпына келтіргіш немесе тотықтыратын атмосферада өткізіле алады . Концентраторлы соңғы оқиғада балқытуды жиі атайды , т . . балқыту тотықтыратындарды шарттарда шығарылатын метал концентрациясымен үлкенмен штейны алуға рұқсат етеді . Мыс өндірісі жанында штейнге балқытуды кең қолданады және никельдің . Штейнге мыс шикізат концентраторлы балқыту схемасы :

( 2, FeS 2, SiO 2, CaO )+( 2, CaO )+( 2, N 2)( Cu 2 S , )+( 2, CaO )+( 2, N 2).

Кен немесе концентрат ісік штейн үрлеу күйінді газдар

Тотықтыратын балқытуға штейнов конверсиялау процесі сонымен қатар жатады , қолданылады үшін алынған жартылай өнім қосымша өңдеулері ( штейн ). ауамен немесе таза оттекпен сондай өңдеу балқымалардың үрлеуінде болады , нәтижесінде ненің ұстаушылар қоспа қорытпаларында тотығады және кешіп өтеді немесе күйіндіге ( 2, CaO , ) немесе газға ( 2, N 2). процесс конверсиялаумен аталады .

Ұқсаспен конверсиялауға фьюмингі - процес келеді – үрлеу күйінді балқымалардың газымен . Айырмашылық оны конверсиялаудан томға түзеледі , не металл балқыма тотықтыратын газбен үрлейді , ал күйінді фьюмингованиисі жанында – қалпына келтіргішпен . Металл балқыма тотығу өнімдері ( штейна )– металдардың тотықтары екінші фазаны құрастырады – күйінді , ал өнімдер күйінді фьюмингованиясы – легколетучиемен бұрынғы қалпына келтірген металдар ( немесе сульфидтер ) буға ұқсас күй-жағдайда , газды селмен кертартпа кеңістіктен алыстатылады . Қорғасын өндірісі жанында процес күйінді фьюмингованиясы қолданылады , мырышты , кадмийдің .

3. электролиз балқытылған ортаға тұрақты ток әсері жанында балқытылған тұздарды жүргізеді , тотықтардан құрылушыны немесе хлоридтердің . Процес келесі схемамен жазылады :

( MeCl 2) Me 2++ O 2-(2 Cl -),

Катодта : Me 2++2 e Me ,

Анодта : 2--2 е Туралы 2 немесе 2 Cl --2 е Cl 2.

Нәтижесінде катодта метал бөлінеді ( сұйық немесе қатты күй-жағдайда ), ал анодта газ . Балқымалардың электролизі кез келген метал алуы үшін кең қолданады , бірақ салыстырмалы қымбатшылық сол себепті ол тек қана анада қолдануды тауып алады , қашан басқалар , көбірек балқытулардың арзан түрлері қолданған бола алмайды . Алюминий алуы жанында балқымалардың электролизі қолданады , магнийді және басқа жеңіл және сирек металдардың қатарының .

4. Металлотермическая балқыту . Металдардың трудновосстановимых алуы үшін оны қолданады , бейімділердің оқиғада карбидтердің біліміне көміртекті қалпына келтіргіштердің қолдануы ( ), сынғыштық оларға қоса берушілердің .

Басқа мына балқыту негізінде оның қосуларынан бір метал ығыстыру принцибі жатады , көбірек белсендімен :

Me | ( Me | Cl 2)+ Me || Me |+ Me || ( Me || Cl 2).

Жеңіл және сирек металдардың қатар алуы жанында Металлотермическуюді балқытуды қолданады .

5. плакамен кертартпа . тотықты және сульфидтің оның әрекеттестік шотының артынан метал алуында негізі салынған :

2 MeO + 3 Me + 2.

Кертартпа балқыту үлгісімен металл қорғасын алу процестері қызмет етеді немесе мыстың .

1. Балқыту Рафинировочныесі қоспаның алынған металдардың тазалау мақсатымен өткізеді . Негізде ерекшелік оларды жатады физикалық - негізгі метал химиялық қасиеттерінде және металдардың - қоспалардың .

2. Тотықтыратын ( атыс ) тазарту . Негізгі метал оттегіне еште ерекшелікте негізі салынған және қоспалардың . Құрылушылар метал рафинируемогосы қоспалардың мына тотықтары бетке қалқиды , күйінді құрастыра . Сондай процес үлгісімен мыс алғашқы жазылған атыс тазартуы келеді .

3. Ликвационное тазарту . Мына процес негізінде білім принцибі жатады және бөлінудің тығыздықпен ( ликвация ) екі фазаның , бір қайсылардың металмен рафинируемым келеді . Қоспа мыналар жанында тиісті шоғырлану басқа , ерігішсізде металда негізінде фазаға . Тығыздықтың тәуелділігінде ол бетке қалқиды немесе балқыма түбіне тиелу . Металда негізінде қоспа ерігіштік төмендеулері білім екінші фаза салдармен келеді температура төмендеуі жанында . Ликвация жанында бір сұйық фазалардан міндетті тиісті болу , ал екінші мүмкін сұйықтың сияқты , дәл осылай және қаттының . Процес қорғасын металлургиясында кең қолданады .

4. Сульфидирующее тазарту қоспалардан металдардың тазалауы үшін қолданады , күкіртке жоғары ешпен қожалық етушілердің . Шатасып қалмайтын фазаның екі мыналар жанында сонымен қатар құрылады , бөлінушілер достың досы ликвациямен . Үлгімен мыстың қорғасын тазартуы қызмет ете алады .

Хлорлы тазарту . Метал хлорына еш ерекшелігінде негізі салынған және қоспалардың . Қоспалардың құрылған хлоридтері метал бетіне қалқиды немесе ұшып кету .

Тазарту – зат булану процесі температура жанында нүкте бірнешенің жоғарырақ оның қайнаудың , олардың ұшпалылығының тәуелділікте өңделетін материал компоненттері мүмкіншілік беруші бөлу . Қалай Дистилляционныелер процестер қолданыла алады үшін кен шығатын шикізат алғашқы өңдеулері , дәл осылай және қоспалардың легколетучих қашықтауына арналған металдардың тазартуы жанында немесе металл қорытпалардың бөлінуінде . Тазарту тазарту мақсатымен тазартумен аталады .

Негізгі әдебиет 3[87-89 стр .],5[104-111 стр .]

Қосымша әдебиет 9[102-109 стр .]

Бақылау сұрақтар :

1. мақсат және пирометаллургия негізгі процестерінің мақсаттары ма?

2. өртеу негізгі түрлері ме? Не кричныймен сондай процес ?

3. түр кен шығатын балқытудың ба? Негізгі реакцияның ба?

4. түр балқыту рафинировочнойы ма?

Лекция 6. гидрометаллургия негізгі процестері – сілтіден айыру , ерітінділердің тазалау , ерітіндіден металдардың бөлісі . Өнеркәсіпті еріткіштер .

Лекция конспектісі

Аласа температуралар жанында Гидрометаллургическиелер процестер өткізіледі ( барынша көп температура 3000 ) фазалардың бөлім шекарасындасы – қатты және сұйықтың . Гидрометаллургическиймен кез келген процес түзеледі үшеудің негізгі сатылардың : сілтіден айырудың , қоспаның ерітінділердің тазалау , ерітіндіден метал тұндырулары .

Сілтіден айыру – ерітіндіге шығарылатын металдардың аударма процесі жасалушы материалға еріткіш әсері жанында ( кенді , концентрат , металлургия өндіріс жартылай өнімдері және т . п .) газды реагент қатысуында жиі – оттекті , сутегіні және др . қиын айырылатын сатының екі ерітіндіге шикізаттан метал аудармасы болады : минералдардың химиялық әрекеттестігі реагенттермен және еру көрінушілердің суда мына тұздардың . Сілтіден айыру нәтижесінде екі өнімді алады : шығарылатын метал ерітіндісі , қоспалармен ластанған және ерігішсіз қалдық , негізінде құрылушы бос тұқымның .

Концентрацияның сілтіден айыру процесі өткізуі жанында реагенттердің таңдау және олардың маңызды роль ойнайды . Мынада тепе-теңдік термодинамикалық есеп-қисаптары жиі пайдалы , қажетті реакция өту мүмкіншіліктері анықтайды . Стандартты термодинамикалық изобарно - изотермиялық потенциал мөлшері ∆ 0 барынша көп жұмыс мәні бар , реакция іске асыра алады . Жағымсыз оны шартты есептейді , жағымсыз мөлшер сондықтан ∆ реакция жұмысқа қабілеттілігіне , тты 0 көрсетеді . е . оның ағып өтуі өздігінен пайда болатын мүмкіншілігі :

∆ 0 Т =Σ∆ ZК -Σ∆ ZН немесе ∆ 0 Т = Ал + + +…,

Қайда : Т – абсолютті температура , ; Ал , , – тұрақтылар ; көрсеткіштер « » және « Н »- алынған білдіреді ( ақырғы ) және негізгілер ( бастапқы ) заттың .

Мысалы , реакциясына арналған + = Pb + 8000 ∆ 0 Т =-238-(-82)=-156 кДж .

Реакцияға арналған , қолдану аласа температуралар жанында жүреді бұларды сенімді нәтижелер кемірек теңдеулерді береді ( тағы және минералдарға арналған негізгі мөлшерлерді белгілі емес ). үшін сондайлардың реакциялар реакция тепе-теңдік тұрақты теңдеуін жиі қолданылады . мысалы , сернамен малахит әрекеттестігі жанында қышқылмен мөлшер реакция мүмкіншілігі растайды қышқыл сернасымен аз концентрация өте ( негізгі алынған заттардың көпшіліктері шамадан асырады ):

Cu 2 CO 3( OH )2+2 H 2 SO 4=2 CuSO 4+2 H 2 O + 2

=7,8·1010,=3,77.

Екіншімен сілтіден айыру маңызды көрсеткішімен оның жылдамдығы келеді . Қайсысыз термодинамикалық мүмкін реакциялар ағады суларын ерітінділерде өте баяу және қолдану олардың өндіріс шарттарында пайдалы емес . Ерітілген заттардың әрекеттестігі қаттымен кішкентай бөлшекпен – көп стадиялы процес , жеткізумен басталушы оның бетіне реагенттің – диффузиямен . Мыналар жанында тұқымдардың қатты қабық қабат кедергісі жеңіледі , жиі минерал қоршаған , уақыттар арқылы диффузия жүреді және жарылудың . Онан әрі реагент минералда сорылады , сезінеді оларға , ал десорбируется реакция өнім және анамен ғой күрделі жолмен ерітіндіге қайтып келеді . Мынада жүйелі шынжырлар реакция жылдамдығын ең баяу саты анықтайды : диффузия немесе химиялық реакция . Диффузияны араластырумен тездетуге болады ( молекулалық облыстан оның аудара конвективтіні ), жылытумен және кен жіңішке ұсақтауымен . Соңғылар қосымша шығындарды екі талап етеді . Химиялық реакция жылдамдығы еріткіштердің дұрыс таңдауымен үлкейтуге болады ( реагенттердің ) және олардың концентрацияның . Еріткіштер кім, не ретінде суды қолданады , қышқылдардың ерітінділері , сілтілердің немесе тұздардың . Қолайлы , арзан еріткіш тиісті болу және өңделетін материал компоненттілеріне көңіл болумен , технологиялық процес жүруінде регенерироваться мүмкіншілігімен сұрыпталған әрекетпен ие болу .

Сілтіден айыру жер асты тәсілмен өткізуге болады , үймелерде , ағып жиналумен ( перколяциямен ) және пульп араластыруымен .

Табиғи және ұйымшыл жер асты сілтіден айыру болады . Кәрі таулы өңдірулерге жер астылық сулардың ену бірінші нәтижесінде болып отыры , қайда бейшара таулы тұқымдарды тағы қалды , ал әдеттегі шығару оларды пайдасыз . Мыналар жанында кен қайсысыз компоненттерінің тотығуына ауа оттек немесе бактерияларды жағдай жасайды , топырақта және суларда мекендеушілер . Бактерияның жеткіліктіде оларды санда реакцияларды маңызды тездетеді . Ерітінділер , мәдениеттермен жұқтырған бактериялар ұйымшыл сілтіден айыру жанында , скважиналар арқылы бейшара кендердің туған жерлерінің қалыңдығына әпереді , бұрғыланғандар кен шығатын дене түрі есепке ала және айналып жүруі ыңғайлылықтары .

Кесте 6.1

Бактерияның , сульфидтердің тотығуына жағдай жасаушылар Бактериялардың аттары	Қызмет	Өмір жағдайымен үйлесімділер
		температура, 0С	рН
Thiobacillus thiooxidans	Окисляют серу и сульфиды	28-32	2
Thiobacillus ferrooxidans	Окисляют железо (II) и ионы серы	-	2,5-2,8
Ferrobacillus ferrooxidans	Окисляют железо (II) и ионы серы	15-20	3,5
Ferrobacillus sulfooxidans	Окисляют железо (II) и серу	32	2,3

Бактериялардың аттарыОни оборудованы перфорированными трубами из нержавеющей стали или пластмасс. Массивы крупных месторождений при плотном залегании дробят взрывами.

Үймелерде сілтіден айыру дайындаулар талап етеді . Кенді уатады 10-30 мм және қиып тасталған пирамида түрінде қаттап салады , сыйдырады 66 тыс . т ., биік оның 10-30 м . негізбен су өтпейтін алаң қызмет етеді , қабатпен жабылған сазбалшықтар , асфальтты немесе полиэтиленнің . Жер суландыруға арналған шашыратқыштарды қондырады немесе 30-60 см тереңдікпен тоғандар жоғарғы жазықтықтарға істейді , кейде бөртпеге тік жыртық құбырларды тиейді . Ағын кішкене қанаулармен , науалармен немесе құбырлармен жинайды және жер суландыруға қайтарып береді немесе өңдеуге апарып жатады .

Ағып жиналу ( перколяция ) механикалы берік , ұсақ саңылаулы тотыққан кендерден метал шығаруы үшін қолданылады , процестің алдында уатады және топтастырады , 4-10 мм фракцияны тартып ала , жақсы өткізгішті қабатта ерітінділерге арналған жуандықпен 3-4 м . ұсақ-түйек кейде дымдайды және су құяды , немесе выщелачивают бұлғауыштарда бөлек . Перколяторы – темірбетондылар , сирек ағаштар , сәйкесті призмалық немесе цилиндрлік күбілер , сыйымдылықпен 5-10 тыс . кен ты ( ұзындықпен 50 м , енмен 30 м , тереңдікпен 5 м ). бетонмен ішкі бет асфальтпен , шайырмен , кислотоупорнымнан ащы ерітінділердің әрекетінен қорғайды , қорғасынмен кейде . 15-20 см түпке прозорамимен ағаш брустардан шарбақты және жұқа тақтайшаларды қояды , синтетикалық матамен , кішкентай жүкемен немесе кокс төсектермен оны содан соң жабады . Үстіңгі жағынан ерітінді әпереді – төмен түсетін перколяция , немесе төмен жағынан – өрлеп келе жатқан . Кенмен оның контакті ұзақтық жалпы 10-15 тәулік . Оқтын-оқтын болады және перколяция противоточныесі . Перколяторыда кенді крандармен грейфернымині толтыра артады және жүк түсіреді .

Бұлғауыштарда сілтіден айыру қолданады егер кендер ірілікпен перколяция үшін жарамдысыз және ерітінді өткізгіштігінің , бай кендер үшін кейде қолданады және концентраттардың . 1 мм жұп-жұқа шикізат алдын ала ұсақтайды , репульпируют қышқыл ерітіндісімен және күбіде араластырады ( күріш .8.1) Пневматикалы немесе механикалы араластырумен жылумен немесе жылусыз . Пульпа араластыруына арналған күбілер сыйымдылықпен 20 200 м қоспаланған болаттардан 3 істейді , ағаштың немесе бетонның , кірпішпен немесе керамикамен асфальтпен , резеңкемен , кислотоупорным қышқыл әсерінен олардың қорғайды .

Тиюдің олардың қоспаның ерітінділердің тазалауын қақпайлау мақсатымен өткізеді шығарылатын метал келесіде оның тұндыруда химиялық қосу түрінде немесе азат күй-жағдайда .

Қоспаның сілтіден айыру ерітінділерінің тазалауына арналған органикалықсыз немесе органикалық реагенттермен химиялық тұндыру әдістері қолданады , кристаллдануды немесе цементтеуді . Басқа соңғы процес негіздеріне бір метал ерітіндісінен ығыстыру принцибі жатады , көбірек электр терістіліктімен . Үлгілермен тазалау цементационнойы металл мырышпен күкірт қышқылды мырышты ерітінділерден мыс бөлістері процестерді қызмет ете алады :

4+ Zn 4+ Cu , немесе

Никельденген электролиттен никельмен : 4+ Ni 4+ Cu .

Сілтіден айырудың тазаланған ерітінділерден металдардың тұндыруы су ерітінділерін электролизбен мүмкін өткізілген , цементтеумен немесе бұрынғы қалпына келумен газ тәрізді қалпына келтіргіштермен қысым астында .

Түрлі түсті металдардың гидрометаллургиясында , әсіресе сирек және мейірбан металдардың өндірісі жанында , барлық үлкен тарату сорбционныелерді ие болады ( ион алмасушылар ) және экстракциялық процестер . Қолдану бұларды процестерді келесі мақсаттардың шешіміне бағытталған :

1) аударма ерітіндіден бағалы металды басқа ерітіндіге выщелачиваиядан кейін , көбірек ыңғайлы келесі өңдеуге арналған тұздық құраммен ;

2) шоғырлау сұйытылған ерітінділерден металдардың және пульп ;

3) металдардың сұрыпталған бөліну және қоспаның ерітінділердің тазалауы ;

4) сілтіден айыру , бірлескен сорбциямен .

Ионообменнныелер процестер қайсысыз қатты заттардың қабілеттіліктеріне негізі салынған ( иониттердің ) контакті жанында ананы ерітінділермен иондарға айырбасқа ерітіндіден иондар қылғу ғой белгінің , ионит құрамына кірушілер .

Иониттер кім, не ретінде жиірек барлығы қатты синтетикалық жоғары молекулалы заттарды қолданады , биік айырбасталған сыйымдылықпен қожалық етушілер ( ион алмасушы қабілеттілікпен ), химиялық беріктікпен және механикалы беріктікпен .

Айырбасталушы иондардың қуат белгісімен катиониттер және аниониттерді айырып танады . Бар болулар амфора тәрізді иониттер сонымен қатар – катионды сияқты амфолиты , спобобные бір уақытта жүзеге асыру , дәл осылай және аниондық айырбас . Жалпы түрде ион алмасушы шайырлардың әрекеті теңдеулермен айтуға болады :

2 RH + 2+ R 2 K +2 H + немесе 2 RCl + 2+ R 2 A +2 Cl -

Қайда , - радикал бекітілген иондармен ; - катион ; Ал - анион .

Экстракциямен сұйық органикалық фазаға су ерітіндісінен металдардың ерітілген химиялық қосулардың шығару процесі аталады , емес шатасып қалатынды сумен .

Органикалық фазадан реэкстракцией экстрагированный келесі метал су ерітіндісіне шығарады .

Экстрагенттер кім, не ретінде органикалық қышқылдарды қолданады және аминдердің және аммонийлық негіздердің , спирттер , эфирлер , кетондар оларды тұзда , тұзда . Экстрагент тойдырудан кейін оны шығарылатын элементпен экстрактімен аталады , ал су ерітіндісі қайсының метал суырылған рафинатомды аталады .

Негізгі әдебиет 5[153-160 стр .],2[88-92 стр .],

Қосымша әдебиет 10[135-140 стр .],11[122-129 стр .]

Бақылау сұрақтар :

1. мақсат және гидрометаллургия негізгі процестерінің мақсаттары ма?

2. түр сілтіден айырудың және олардың мақсаттың ба?

3. қоспаның ерітінділердің тазалауы жанында қандай реагенттер қолданылады ?

4. мақсат ион алмасушы процестердің және экстракцияның ба?

Лекция 7. пирометаллургияда негізгі жабдықтау – өртелетін , балқытулар , ошақ рафинировочныесі . Жылу алу қайнарлары , отқа төзімді материалдар . Балқыту өнімдері .

Лекция конспектісі

Пирометаллургияда негізгі жабдықтау – өртелетін , балқытулар , ошақ рафинировочныесі . Көптеген процестер , байлаулылар метал өндірісімен ( өртеу , восста ­ новление , бірігу , балқу , кесектердің қызу және бұйымдардың ), тек қана табысты аға алады біркелкілерде (500-900° ) немесе жоғары қызуларда (1500-2000° С ). материалдардың қызуы қойылатын талап температураларға дейін жүзеге асырады арнайыларды аппараттарда - ошақтарда .

Ошақ жұмысшы кеңістігі барлық жақтардан бөлімше қоршалумен арасында қоршағанның отқа төзімді материалдардан .

Аралық сыртқы металл қаптамамен және отқа төзімдінің ( кірпіштің ) қалаумен жылуды шығармайтын материал қабатын орналасады , жылу үлкен жоғалтулары ескертушіні кеңістік қоршаған . Пісірулер жабдықталған жаса ­ тиеуге арналған ствами және өңделетін материал түсірулері ( кендердің , металдың ), топливосжигающими немесе жұмысшы кеңістікте бөліске арналған басқа құрылғылармен жылу қажетті сандары . Қатардан мезгілсіз шығу құтылуына ошақ қайсысыз металл контрукциялары немесе футеровкамен отқа төзімді сумен суылады .

Таныстық жеңілтуіне арналған таптастыруды олардың құрылғымен және әр түрлі ошақтардың үлкен сан жұмысымен мақсатқа лайықты жасау . Ошақтардың келесі топ айырып танулары .

1. жұмысшы кеңістік түрімен :

- шахталықтар - жұмысшы кеңістік тікпен керілген жоғары ;

- жалпақ , шағылдырғыштықтар - жұмысшы кеңістік горизонда керілген ­ жазықтық тальнойы ;

- айналған құбырлылар - процестер ағады цилиндримен ұзында ­ ческом кеңістікте ;

- камералылар .

2. қолданылатын энергия түрімен :

- жағармайлықтар - жылу , қажетті материал өңдеуіне арналған , қатты , сұйық немесе газ тәрізді отын өртеулері шоттың артынан бөлінеді ;

- электрліктер - электри өзгертуі нәтижесінде жылу құрылады ­ энергия түтуімен .

3. принциппен жылу беру ұйымдары :

- пісірулер - теплогенераторы , қайсыларды жылу бөлінеді - өңделетін материал көлемінде генерацияланады ( конвертерлер , индукциялық ошақтың );

- пісірулер - жылу айырбастаушылар , қайсыларды жылу жылытылатын материалға қауырсында ­ сырттан беріледі ( жылытқыш , өртелетін ошақтың );

- араласқан үлгі пісірулері ( домналықтар ).

4. тағайындаумен :

- жылытқыштар ( кептіргіш , өртелетін , термиялықтар қатты метал қызуына арналған және др .);

- балқытулар - сұйық өнімдерге шихтовыхпен қатты материалдардың айналуына арналған - балқымалар ;

- жылу айырбастаушылар - жылу шоғырлауына арналған , газбен сүйрегенді ошақтардан , және оның келесі қолданудың ( рекуператы , регенераторлар , қазандар - утилизаторлар ).

.7.1. шахталық ошақ схемасы күрішке келтірілген Процес жиі сондайларды ошақтарда толассыз , негізі салынған қарсы токта : үстіңгі жағынан төмен өзіне меншікті салмақ әрекеті астында шихта түседі , кен шығатын материалдан құрылушы , отынның , ісіктің . Ыстық газдарды төмен жағынан жоғары көтеріледі , шихтаның кусковой қызу жүзеге асыратын . Ыстық газдар температурамен 12000 үрленеді ошақ төменгі бөлімдері арнайы тесіктер арқылы - фурмы . қайсысыздарды вдуваемого атмосферасында қатты отын кесектерінің фурмамисінің алдында ең ошақ ішінде жану нәтижесінде оқиғаларда ыстық газдар құрылады ауаны пісіру . 5-20 м биікпен қабатта шихта каналдарына межкусковыммен ұзын жол өте қыздырылған үрлеу қолдануы жанында 25000 С . жану өнімдерінің температурасы жете алады , газдар шихтаға жылу негізгі бөлімін қайтарады және -100-4000 температурамен салыстырмалы аласамен пісіруге тастап кетеді , не жылу қолдану биік коэффициенті ескертеді шахталықтарды ошақтарда .

Жұмыс толассыз тәртібі жанында шахталықты үстіңгі жағынан оқтын-оқтын пісіру ( бірнеше минуттен кейін ) кен шығатын материал және отын порциялармен толтыра артады , ал өңдеу өнімдері төмен жағынан толассыз немесе оқтын-оқтын береді : балқымалар , кендердің термиялық және химиялық өңделінген қатты кесектері және басқа материалдардың . Бөлектерді оқиғаларда құрылушы барысында алыстаған газдармен элемент немесе қосу ошақтан алыстатылады .

Шахталық ошақтардың жетіспеушіліктерінен біреумен ғанамен қауырсында мүмкіншіліксіз келеді ­ рабатыватьтың ұнтақ тәрізді материалдар , қабат қайсылардың биік газ қозғалтатын кедергімен ие болады . Әрбір нақтылы процестің артынан шихта кесектерінің өз үйлесімді мөлшері жиналып алынады 5 100 мм .

Күріш .7.1. Шахталық ошақ схемасы :1– колошник ;2– шахта ;3– ішкі көрік ;4– сыртқы көрік ( тұндырғыш );5– гарнисаж .

Шахталық , құбырлы айналған ошақтың айырмашылығына обра қабілетті ­ батывать кусковые тек қана емес , сонымен қатар ұнтақ тәрізді сусымалы материалдар . Құбырлы айналған пісіру ( күріш .7.2) Ұзын цилиндр өзімен ұсынады ( 30 150 м ) диаметрмен 3-5 м , футерованный отқа төзімді кірпішпен ішінде . Болатта қаптамада ошақтар болады 2 немесе бірнешенің айналмалардың құрсаулардың , сүйенеді роликоопоры . айналу ошақтар жүзеге асады арқасында тістінің тапсырулар ( тісті тәж ошақтар және тісті тісті доңғалақ білікке редукторды ). жылдамдық айналулар құрастырады 1-3 туралы | миналардың . Ошақ жүк түсіретін соңысында оттық болады , қайсыда сұйық , газ тәрізді өртеледі немесе пылеугольное отын . Ыстық газдардың факелі сусымалы материалдың үстінде жүреді және ошақ тиейтін соңысы арқылы шығады . Үстіңгі жағынан қызу материал пересыпающегосясы жүзеге асады - факелден және ошақ қабырғаларының және төмен жағынан - футеровкимен қыздырылғанның . қамтамасыз етуге арналған ошақ бір соңысының материал ауыспалылықтары басқаға айналу осы бұрыш астында көкжиекке еңкейтілген 2-30. өлшеммен ошақта материал қозғалыстары оның қызуы болады 500-1000° С . ошақ жүк түсіретін соңысы жақын маңда 13000 С . материал температурасы құрастыра алады

Айналған ошақтар темір кендердің металдауы үшін қолданылады , ізбесті тас өртеуінің және магнезитті , бокситтердің бірігуінің және нефелинов , топырақтағы алюминий тотығы кальцийлеуінің және др . жылу қолдану дәрежесі шахталық ошақтармен салыстыруда аласа маңызды көбірек айналған ошақтардың жетіспеушіліктерінің санына апарып беруге ереді және пылеуноспен жоғары .

Күріш .7.2. Құбырлы айналған ошақ схемасы :1– дене ошақтың ;2– құрсау ;3– тісті тәж ;4– роликоопоры ;5– оттық ;6– келтіру ошақтың .

Барлық сусымалы термиялық өңдеуге арналған үлкен тарату ( ұнтақ тәрізділердің ) қабат қайнап тұрған материалдарды ошақтарды тауып алады - КС , қайсыларды түйіршікті материал өтірік бақырая қарау күй-жағдайда орнында болады . Арқасында сондай қабатта әрбір кішкентай бөлшек газды қабықпен қоршалған , мынау материал қайсысыз қасиеттермен сұйықтық есіне түсіреді : ыдыс түрін қабылдайды , « ағуға алу », қабат беті горизонтальдық . Псевдоожижения шарттарының анықтамасына арналған сондай қабатта қатты кішкентай бөлшек мінез-құлығын қарап шығамыз . Шартпен , қайсыда кішкентай бөлшек өлшенген күй-жағдайға кешіп өтеді , газды сел көтергіш күштері және итеріп шығарушы күштің сомаға кішкентай бөлшек салмақ теңдігі келеді .

Расчётаға арналған формула витания аталатын жылдамдықтары дәл осылай :

(7.1)

Қайда d - кішкентай бөлшек диаметрі ;ρ- оның тығыздығы ;(- орта тығыздығы ( газды немесе сұйықтықтың );ξ- газ қозғалтатын кедергі коэффициенті ; g - ауырлық күш тездетуі .

Күріш .7.3. Схема ошақ однокамерной однозоннойы қабат қайнап тұрған .

Есептеп шығарылғандар бірдей үлгі кім, не ретінде кішкентай бөлшектердің витания жылдамдықтары болды : wв =1,04 м | =2 мм d жанында ;ρ=3 г | см 3;(=1,29 кг | м 3(0,00129 г | см 3); wв =0,56 м | =0,16 мм d жанында ;ρ=4,8 г | см 3;(=0,34 кг | м 3(0,00034 г | см 3). қашан wb бірдей w өрлеп келе жатқан газды сел жылдамдық , кішкентай бөлшек өлшенген күй-жағдайда , тты орнында болғанда . е . оның салыстырмалы жылдамдығы нольге бірдей ; егер w газды сел жылдамдығы < wb - кішкентай бөлшек жығылады ; w жанында > wв кішкентай бөлшек газды селмен ұшырылып әкетіледі .

Процес сұйықтық қайнауын есіне түсіреді , сондықтан ұқсастықпен сондай қабат тағы қайнап тұрғанға атайды . Жұмысшы нақ екінші дәуір тәртібі келеді .

КС ошақтарының жетіспеушіліктердің серьёзныхінен біреумен ғанамен газды сел жылу қолдану биіксіз дәрежесі келеді , секунды үлестері қабатта орнында болады .

Екінің маңызды жақсы көрсеткіштермен сипатталады -, КС үшеудің - зоналық ошақтары . ошақ Многозонныесі қарсы ток принцибімен жұмыс істейді . Ең басты : өртеу процесі ( ізбесті тасты , темір кен сульфидтерінің ) орта аймақ решёткесіне жүреді . Ыстық газдар одан ­ нимаются жоғары және жоғарғы шарбақта толтыра арту салқын материал қызуын жүзеге асырады . Ал өртеу қыздырылған қатты өнімдері « ағады » төменгі шарбаққа , қайда түсуге қыздырады ­ щий салқын ауа пісіру .

КС ошақтарының многоподовых жобалауы жанында есеп-қисап теплотехническогосы басқа газ қозғалтатын есеп-қисап қажетті істеу - аудан анықтамасына арналған әрбір аймақ шарбақтары қойылатын талап сақтау мақсатымен үшін « қайнаудың » қабаттың газды сел жылдамдықтары ( біреу аймақтан газ асуы жанында басқаны химиялық нәтижесінде оның көлем өзгереді жайлы ­ цессов және температура өзгертулері ). сондықтан әдеттегі орта ( жоғары температуралы ) сечемен үлкен көлденең ошақ бөлімі болады ­ ние , немен жоғарғы және төменгі аймақтың .

Біреумен ғанамен тағы КС явля ошақтарының жетіспеушілігімен ­ пылеуноспен үлкен ется , байлаулы анамен , не өртеуге полидисперсный сыпу түседі ­ чий материал . Ірі кішкентай бөлшектердің өлшенген күй-жағдайына аудармаға арналған созда келеді ­ вать газ қозғалыс биік жылдамдығы , ұсақ кішкентай бөлшектерге арналған wb шамадан асырады , және олар ошақтан шығарылады . Сондықтан барлық КС ошақтары пылеулавливаниялармен жеткілікті күрделі жүйелермен жабдықталған . КС ошақтарының жұмыс техника - экономикалық көрсеткіштерінің жоғарылау мақсатымен ( соның ішінде және пылеуноса төмендеулері ) күлдей материалдар тиеудің алдында 3-6 мм фракция алуымен мақсатқа лайықты уақтауға пісіру .

Кендердің балқытуына арналған және өңдеу әдеттегі лақтырған жалпақ ошақтар қызмет етеді ­ балқыма лическогосы . Пісіру мартен типтік жалпақ ошақпен келеді . Кон мыс жалпақ ошақтарға балқыту үшін сонымен қатар пісіруге жатады ­ центратов ( күріш .7.4). Шөрке төсеулерді ошақ қабырғаларында каналдарды болады , арқылы қайсыларды газды әпереді ( немесе мазут ) және ауа . Жану жанында факел құрылады , бағытталған метал бетіне . Каналдар арқылы жану өнімдері алыстатылады , орналасқандар ошақ қарама-қарсы тұрған жағына . Ошақ тиеуі қатты және ұнтақ тәрізді материалдармен және сұйық металмен сонаны ­ ществляется жақ терезелер арқылы немесе күмбезде тесіктер арқылы . Өту бойынша айқынды уақыттардың , қашан қажетті процестер барлық өткенде және лақтырған ­ лический балқыма қойылатын талап химиялық құрамды тауып алады , тесік арқылы оны босатады қабырға отқа төзімді қалауына - летку , орналасқанды емес ­ ошақ түбінің үстінде орта - түппен .

Шағылдырғыштық тағы жалпақ ошақтар атайды , дәл осылай маңызды сан сияқты жылудың ( 80%) металл сәулелі энергия түрінде алады , шағылысқанның отқа төзімді қалаудан және факелден .

Күріш .7.4. Шағылдырғыштық шілтерлерге арналған :1– терезе мыс концентраттардың балқытуы үшін пісіру ( форсункалардың );2– аспалы күмбез ;3– тиейтін терезенің ;4– күйінді терезе газдардың бұруына арналған ;5– азбан шошқа ( аптейк );6– лещадь штейна шығаруына арналған ;7– летки ;8– фундамент .

Мынаға ғой шағылдырғыштық ошақтардың үлгісіне әдістемелік ошақтарды жатады , қолданылатындар металл дайындаулардың қызуына арналған өңдеудің алдында қысыммен . Айырмашылық әдістемеліктердің томға тек қана жалпақ балқыту ошақтардан болады , не жаппай отқа төзімді түп орнына құрастырылған лақтырған ­ арқалық лические водоохлаждаемыесі , қайсыларға басқаға ошақ бір жағының дайындауларын орналасады .

Ерекше балқыту агрегаттармен конвертерлер - ёмкости келеді , қайсыларды сұйық қорытпа оттек селімен үрлейді немесе ауаның , тотығу нәтижесінде қайсысыз элементтердің металынан қашықтау болады неге алғыс айта . Конвертерлерде шойыннан болат негізгі санын алады ( күріш .7.5) Және штейнадан мыстың .

. Үшін ананың жылу жоғалтулары төмендету үшін алыстағандармен қайсысыз металлургия агрегаттардан газдармен , арнайы жылу айырбастаушылар арқылы оларды өткізеді - рекуператы немесе регенераторлар .

Рекуператор - толассыз әрекет жылу айырбастаушысы . Ол герметикалық камераны ұсынады , арқылы қайсыны ыстық түтіндік газдардың селі жүреді . Мынау сел паралельді металл құбырлардың шоғын жуылады , перпендикуляр бағытта мына камерада өтетіндердің , қайсыларға салқын газ немесе ауа қозғайды . Сондай айқасқан жылу айырбас нәтижесінде ( құбырлардың қабырғалары арқылы ) газ тәрізді отын селіне жылу өзінікін түтіндік газдар үлкен бөлімді қайтарады немесе ауаның . Шоғырланған жылу металлургия агрегатқа қайтып келеді , жану температурасы жоғарылайды неге алғыс айта және отын үнемделеді . Түтіндік газдардың барынша көп температурасы , берушілердің рекуператорға , металл элементтердің - жылу айырбастаушылардың қызуға тұрақтылығымен шектеледі .

Күріш .7.5. Оттек конвертер :1– тіреу айгөлек ;2– цапфа ;3– қаптама ;4– тіреу сақина ;5– жетектегі доңғалақ ;6– электр қозғалтқыш ;7– тіреу станина ;8– летка .

Шоғырлауға арналған высоконагретых жылулары ( 17000 ) газдарды оқтын-оқтын әрекет жылу айырбастаушылары қолданады - регенераторлар . Принцип оларды жұмыстар келесі : камера арқылы , отқа төзімді кірпішпен ақтарылғанды және ұсақ саңылаулы отқа төзімді саптаумен толтырылғанды , ыстық түтіндік газдарды өткізеді . Үлкен бөлім оларды жылулар саптау қызуына жүреді , және газ температурамен аласамен камераны тастап кетеді . Бірнеше минут он данасынан кейін , қашан саптау жылынғанда ( туралы немен алыстаған газдардың температура жоғарылауы куәландырады ), түтіндік газдардың беруін тоқтатады және басқа регенераторға олардың бағыттайды , қыздырылуға бастайды . Ал біріншіні кері бағытта салқын ауаны әпереді , жылу тартып алады регенератор ыстық саптаулары . Белгілі бір уақыт арқылы 1200-13000 С . қыздырылған ауа температураны бола алады , қашан норма төмен қыздырылған ауа температурасы төмендегенде , регенераторлардың жұмыс тәртібін жаңадан өзгертеді : қызуға бірінші қояды ( түтіндік газдардың өткізуімен ), екінші регенератор арқылы a салқын ауа өткізеді .

Регенераторлар қондырады мартен , кокстерді ошақтарда . Ұқсас үлгіге құрылғыларда ауаны қыздырады , берілуші домналық ошақта .

Электрлік ошақтың . Айырып танудың кедергі пісірулері , доғалық , индукциялық және электрондық қызудың .

Жол бастаушымен ток өтуі жанында кедергі ошақтарының әрекет принцибі жылу бөлісінде негізі салынған , электрлік сопромен қожалық етушіге ­ тивлением . жылу саны , бөлінушіні жол бастаушыда джоульді - Ленца заңымен , квадратқа пропорционалды ток күштері , жол бастаушы электрлік кедергісіне және уақыттардың : =1,005 I 2 R τ. мағыналардың таңдауымен ток күштері және сопро ­ тивления қойылатын талап температураға дейін қатты метал жылытуына арналған қажетті қуаттылықты алады немесе оның балқуына арналған .

Доғалық электр пештердің жұмыс принцибі элек өзгертуінде негізі салынған ­ энергия трическойы жылыны электрлік доғада , болатынның біреудің газды фазаға дәреже түрлерінен . Доға салыстырма аз көлемінде сондай дәреже жанында үлкен қуаттылықтар шоғырлауға болады және өте биік алу ( 30000 ) температураның . Пісірулерде нагремен жанаманы ­ ва доға электродтар арасында жанады . Түзу қызу пісірулерінде доға электі арасында жанады ­ румен және расплавляемым ( немесе балқытылғанмен ) металмен ( күріш .7.6). Сондайларды ошақтарда ­ зданы теп тапсырулары қолайлы шарт көбірек ­ металға доғаның ласы , дәл осылай ошақ сияқты биіктердің екпінде ­ поверхноспен ратур түзу контактіде орнында болады ­ метал тьюы .

Түзу әрекет вакуумдық доғалық ошақтары сонымен қатар доғалық ошақтардың санына жатады , арналғандар баяу балқитын металдардың балқуына арналған , сонымен қатар қасиеттердің её жақсаруына арналған болат қайта балқытуының . Бар болудың сондай ошақтардың екі түрі : электродтармен шығындалушы және шығындалушысызбен . Пісірулерде шығындалушы электродпен ( күріш .7.7 Ал ) доға электродпен және балқытылған метал айнасымен расплавляемым арасында жанады . Пісірулерде шығындалушысыз электен ­ тродом ( күріш .7.7 Б ) доға жанады аралық графит немесе баяу балқитынмен лақтырған ­ лическимнің электродпен және расплавляемым металмен . Мына түрде метал алуына арналған кен шығатын материал ұнтақ толассыз түрінде доға аймағына енгізіледі .

Күріш .7.6. Схема ошақ электричесойы штейна қоытпаларының артынан :1- тиейтін құрылғының ;2- отқа төзімді қалау ;3- электрод ;4- токоподводы .

Плазмалық доғалық ошақтың анодпен металда түзу әрекет доғалық ошақтарына сонымен қатар жатады , қайнармен қайсыларды доға , ток тығыздығы көлденең бағытта қысылған жылулар келеді қайсыда маңызды жоғарырақ , немен әдеттегіде . Салғырт газ атмосферасында он бірге қысылған доға температурасы жоғарырақ , немен әдеттегіде , және мың градустардың бірнеше он дана жете алады .

Электрондық - сәуле пісіру . Жылыту және метал балқытуы жылы энергияға метал бетімен бірдей екпіндіде олардың жанында электрондық нұрмен электрондардың кинетикалық энергия айналуында негізі салынған . 30-35 кВ қуып таратып жіберуші күштенулер құрастырады .

Күріш 7.7. схема вакуумдық доғалық ошақтардың шығындалушымен ( ал ) және шығындалушысызбен ( б ) электродтармен :1- вакуумдық камераның ;2– шығындалушы электрод ;3– кристаллизатор ;4– наплавляемый кесек материалдардың шихтовых беруіне арналған ;5– коректенгіш ;6– шығындалушысыз электрод баяу балқитын саптауы .

Индукциялық ошақтар трансформатор принцибінде жұмыс істейді . Индукциялықтарды ошақтарда өзекшесіз ( көбірек қуаттылардың ) алғашқы орамамен водоохлаждаемаямен мыс трубка келеді , оралған айнала түйрей , қайсыда метал балқиды .

Алғашқы орамаға ошақ үлгісінің тәуелділігінде жиілікпен ток береді 50-60 <106 Гц . мына катушкамен өту жанында ( соленоидке ) өзгергіш электрлік токты өзгергіш магниттік өріс көрінеді , қоздырады ( индуктирует ) металда электрлік ток , орнында болғанда отқа төзімді материалдан инеде . Әрекеттестік нәтижесінде энергия бөлімі инеде балқытылған метал айналуына шығынданады электр-магниттіктердің екі ораманың құй . Бірақ её негізгі саны айналдырылады жылыны және метал қызуына шығын шығарады . Дәл осылай жылу сияқты метал ішінде бөлінеді , жылу ­ жоғалту выесі ең аздармен - биік индукциялық ошақтар келеді ­ нәтижелі технологиялық агрегаттармен .

Суретте индукциялық ошақ схемасы 7.8 көз алдына келген , атмосфералық қысым жанында жұмыс істеушінің , бірақ балқыту принципшіл мүмкін атпен қорғауда ­ мосфере немесе вакуумда . Индукциялық ошақ қажеттілігінің тәуелділігінде сыйымдылық түйрей болады бірнеше килограмдардың 10-20 т . индукциялық ошақтар қолданылады әртүрлілерді металлургия бөлісу кезеңдерінде жоғары сапалы қорытпалардың қоытпаларының артынан .

Күріш .7.8. Индукциялық ;3– ;2– тигель :1– индуктор пісіру отқа төзімді ;4– жинап алатын күмбез ;5– араластырылған ұйық .

Күнгей ошақтың . Аудандарда күнгей күндердің үлкен санымен балқыту үшін қолдануға болады , соның ішінде және баяу балқитын металдардың , ошақтың , күн энергияларына жұмыс істеушілер . Принципшіл сондай құру көптеген айналардан түзеледі - гелиостаттардың , диа параболалық айнасына лақтырып тастаушы күнгей сәулелер ­ метрмен 50 м . алынған сәулелі энергияны концен параболалық айнасы ­ трирует жіңішке нұр балқытуда жайлы ­ ошақ странствесі , қайда эквива ошақ сондай қуаттылығы 3500° С . температура жасалады ­ лентна 1000 кВт электрлік энергияның . Ұқсас ошақ өнімділігі , ­ құрылымдықтың Пиренеилерде , 2,5 т цир жетеді ­ кония күн .

Бір күнгей ошақтардың адамгершіліктерінен - мынау металдардың биік тазалығы содермен ­ қоспалардың жаниюі . Басқа томға болады , не метал өзндік құнына жылы энергияға шығындар керек емес қосу . Қозғалтқыштардың қоректенуіне тек қана электр энергиясы ең аз саны шығынданады , баяу бұрушы гелиостаттар өлшеммен күн ауыспалылықтары көк күмбезде .

Жылу алу қайнарлары . Жоғары қызудың , қажеттілер пирометаллургическихпен көптеген бөлісулердің артынан , отын өртеуімен жеткізіледі , электронагреванием сирек .

Отын астында заттарды түсінеді , жанатын компоненттер құрамда своёмда бар болушылар , химиялық әрекеттестік жанында қайсылардың жылу көп оттекпен бөлінеді . Қатты отындар болады ( тас көмір , шымтезек , отындар , кокс ), сұйықтармен ( мұнай , мазут , керосин , бензин ) және газ тәрізділермен ( табиғи газ және басқа жанатын газдар ).

Металлургия ошақтарға арналған отынмен , ереже сияқты , топлив жасанды даярланған түрлері қызмет етеді : кокс , мазут , кокс және домналық газ - олар көптеген жетіспеушіліктерді айрылған , топлив табиғи түрлеріне тәндердің .

Даёт химиялық талдау твёрдых келесі элементтік құрамы және топливпен сұйықтардың : + + SГ + + + + оттекпен әрекеттестік жанында =100%. тек қана бірінші үш элемент жылуды белгілейді . Азот және оттек , ұстаушы топливахте , күрделі химиялық қосуларды құрамына енеді . Ал - топлив минералды бөлімі - 2; MgO тотықтарынан түзеледі ; 2 O 3; CaO ; - ылғал . Көміртек ауа оттегі жеткілікті рұқсаты жанында көмірқышқыл газ білімімен өртенеді 2 немесе біліммен тотыға алады . Сутегі молдық жанында және Н білімімен бірдей оттек жетіспеушілігінде өртенеді 2 Туралы . ауа рұқсатының тәуелділікте көмірсутектері , сонымен қатар қатысудың 2 және су буларының , әр түрліше тотығады . Олардан көміртек сажистогосы метан бөліспен ажыратылады .

Твёрдое жануы барысында отын үш бөлімге бөлінеді : ұшатын заттың , бөлінушілер жылыту жанында 200-700° және газодан құрылушылар ­ бейнелі компоненттердің : Н 2; СН 4; 2; H 2 S ; 2 және др .; құрылушы мына процес жүруінде ( 700-1100° ) твёрдый қалдық түзеледі « ұшпайтынды » көміртектің – Сn және айтылғандардың минералды қоспалардың - тотықтар жоғарырақ , жану нәтижесінде күлді құрастырады ( Ал ), қайсы қыздырыла , жылу бөлімі қылғады . Сонымен қатар , күл , жанатын кішкентай бөлшектер қаптап ала , әсіресе егер ол легкоплавка , толық кедергі болады олардың жануға . Басқа мына күл өңдеу өнімдері ластай алады . Сондықтан күл және ылғал жағымсыз қоспалармен келеді .

Табиғилердің түрлерде топлив ұстау ұшатындардың заттардың өзгереді 10 50 және көбірек пайыздардың ; термиялық өңделінгендердің ( коксте )- тек қана 1-2%. ұстау күлдің тәуелді болады , ең алдымен , сте ­ өсім байытудың көмірлердің .

Жылу саны , алынған жану жанында бір килограмды қатты немесе сұйық отынның , немесе бірдің газ үшінші дәрежелік метрінің , отын жылу өткізгіштігімен атайды .

Характеристика топлива Таблица 7.1

Топливо	Зола, %	Теплопроводность, кДж/кг
Дрова	0,7-2,0	18 800
Торф	До 10	23 400
Каменный уголь	>10	21 000-29 000
Нефть	0,2-0,3	41 000-46 000
Природный газ	нет	35 000-37 700

Отын мінездеме кесте 7.1

Кокс - твёрдоемен ең кең қолданылатын отын металлургияларды , әсіресе домналық және басқа шахталықтарды ошақтарда . Айырудың құрғақ барысында кокс болып шығады тас көмір арнайы сорттарының ауа рұқсатсыз ( кокстаушылардың ) күл ұстауы төмендеуіне арналған :1100-1200° С . жоғары қызулар жанында көмірлер кокостаудың алдында баяды . Кокостау процесі жүргізеді кокстерді ошақтарда , 12-15 4-6, ұзындық биікпен камера таныстырушы және енмен көбірек 0,5 м емес . ошақтар батареяда біріккен 40-70 ошақ . Сыртқа жылу жоғалтулары ошақтардың сондай тұтас орналастыруы минимумге апарады . 1 т кокостау жанында кокс газдың 3 ,320-350 м кокстің 700-750 кг көмір шихтаның болып шығады және жанында 20 кг тас көмірлі шайырдың . Кокс газ тазалауы нәтижесінде бағалы органикалық қосулардың үлкен сан және жанатын газды алады . А

86-880,8-1,59-120,5-2,0

Қайда Сn - ұшпайтын көміртек ; Л - ұшатын заттың ; Ал - күл ; - күкірт .

Жану жылулығы -34,20,87=30 МДж | кокс кгы . Талап Серьёзныесі металлургтар кокс беріктігіне көрсетеді .

Сұйық отын - крекингіден кейін қалдық өзімен мазут ұсынады ( қауырсында ­ жаппай шығарудың ) мұнайдың және көмірсутектердің фракциялардың тяжёлыхінен түзеледі . Ол 10-11% Н 83-85% Сn асырайды ; қалғаны - күл , күкірт , ылғал . Мазут жану жылулығы жанында 40 мДж | кг . мазут қолдануы қиыншылықтарынан біреумен ғанамен отын кім, не ретінде алдын ала жылу қажеттілігі келеді 70-90° үшін төмендеуде оның жабысқақтықтың . Мына оқиғада тек қана оның жіңішке тозаңдатуы және эффек мүмкін ­ тивное жылдам өртеу .

Таблица 7.2

Химический состав и теплота сгорания газообразных топлив

Газ	Содержание, %						МДж/м3
	Н2	СО	СН4	СnНm	СО2	N2
Доменный	2-6	23-27	-	-	16-20	50-55		3,5-4,5
Коксовый	55-60	5-6	25-26	2,5	2,5	2,5-3,5		17-18,5
Генераторный	13-50	25-30	0,5-7,0	0,3	5-15	3-4		5-10
Природный	-	-	85-95	3-10	0,2-1,0	3-8		30-40

Кесте 7.2

Газ тәрізді ең отын ыңғайлы түрлерімен келеді : табиғи газ , домналық және кокс газдар және олардың қоспаның , сонымен қатар генераторлық газ - көміртек газдандыру өнімі ( толықсыз өртеудің ) ауада , су қосымшасымен жиі . .7.2. отын газ тәрізді түрлерінің құрамдары таблда келтірілген

Отын жануы . Металлургтардың - технологтерге арналған ең үлкен назар слелерді ұсынады ­ жану процес үрлеуші мінездемелері :

- жылу саны , бөлінушіні I кг твёрдого жануы жанында немесе сұйық отынның немесе 1 м 3 газ тәріздіні ;

- ауа саны , қажеттіні бірлік жануына арналған отын сандары ;

- жану құрылушы өнімдерінің саны ;

- жану өнімдерінің температурасы .

Жылу жанатын құрастырушы химиялық әрекеттестік нәтижесінде отын жануы жанында бөлінеді - , , Н 2, СН 4, CnHm , Sr ауа оттегімен :

С + О₂ = СО₂ + 410 МДж/кмоль, или 410:12 = 34,2 МДж/кг С;

С + 0,5О₂ = СО + 124 МДж/кмоль, или 10,33 МДж/кг С;

СО + 0,5О₂ = СО₂ + 285 МДж/кмоль, или 285:22,4 = 12,72 МДж/м³ СО;

Н₂ + 0,5О₂ = Н₂О + 242 МДж/кмоль, или 10,80 МДж/м³ Н₂;

СН₄ + 2О₂= СО₂ + 2Н₂О + 800 МДж/кмоль или 800:22,4-35,71 МДж/м³ СН₄;

S + О₂= SО₂ + 289 МДж/кмоль, или 289:32 = 9,03 МДж/кг S.

+ Туралы 2= 2+410 МДж | кмоль , немесе 410:12=34,2 МДж | кг ;

Металдардың сульфидтері сонымен қатар түрлі түсті металдардың кендерінің өңдеуі жанында жанатын компоненттілермен келеді , пирит мысалы :

3 2+8 Туралы 2= Fe 3 4+6 2+2620 мДж | кмоль Fe 3 4 немесе 2620:(6-32)-13,65 мДж | ,

Немесе күкіртті темір :3 FeS +5 O 2= Fe 3 O 4+3 SO 2+1722 мДж | кмоль немесе 17,94 мДж | кг S .

Жылу саны , бөлінушіні отын сандары бірлік өртеуі жанында , отын жануы жылулығымен атайды . Расчётахпен техникалықтарды жану ең төмен жұмысшы немесе пайдалы жылулығын әдеттегі қолданады есептеп шығарылғанды шарт жанында , не жанудан кейін остаётся суы екі түрінде ( ал конденсантты емес ). жылулықты жанатын компоненттердің жану теплоты соманы сияқты отын жанулары есептеуге болады . Дәл осылай , расчётаға арналған топливпен газ тәрізділердің келесі формуламен пайдаланып қалуға болады :

=358 СН 4+636 2 Н 6+913 3 Н 8+1185 4 Н 10+128 +108 Н 2, кДж | нм 3 г (7.1)

Ошақтардың көрсеткіштердің теплотехнических салыстыруына арналған , топлив қолданатын әртүрлі түрлері , аталатын шартты отын дәл осылай қолданады - жану жылулығымен 29,3 мДж | кг . жану реакциясы сондықтан , , Н 2, СН аяқталғандарға 4 жатады , ауа теориялық шығын есеп-қисабы стехиометриялық арақатынастармен жүргізеді .

Тәжірибеліде отын өртеуі әрқашан деп қалу салыстырумен ауа молдығымен жүргізеді теориялық қажеттімен . Мынау істейді біреудің келесі себептерден :

- жоғарылатудың толықтықты отын өртеулері ( араластыру жетілгендіксізі артынан теориялық арақатынас жанында ауамен удаётся емес ешуақытта толық : всё отын өртеп жіберу );

- жану жоғары қызуын шамадан тыс азайту ;

- алу қыздырылғандарды газдарда оттек жеткілікті биік саны , қажеттіні келесі технологиялық процесте қатысуға арналған ( мысалы , Si шойынында тотығуға арналған ; ; Р ).

Сандық жануға ауа артығы ауа молдығы коэффициентімен мінездемі береді (δ), теориялық қажеттіге отын бірліктері өртеуге арналған ауа нақты шығынының көңіл болу таныстырушы ( толық тотығуға арналған отындар жанатын құрастырушылардың 2 және Н 2 Туралы ).

Жану теориялық температурасымен температураны атайды , қайсының жылу шығындарының жоқ болуы жанында жану газ тәрізді өнімдері қыздырылады . 1 кг Oна жану процесі жылы теңдігі теңдеуінен есептеледі немесе 1 нм 3 отын :

(7.2)

Осында , кірістің ( солдың ) бөлімдер теңдікті екінші және үшінші қосылғандар - теплосо ­ ұстаудың отынның және ауаны , келе жатқанды жану бірліктер отынның ( ст , св , сп . г . және tт , , tп . г .- салыстырмалылар теплоёмкости және температуралар сәйкесті отынның , ауаны және өнімдердің жанудың ; δ- шығын ауаны жану ; Vп . г - объём өнімдердің жанудың ). айтылулар (7.2) тауып алады температураны өнімдердің жанудың , және есептейді теориялықтың температурамен жанудың :

(7.3)

Нәтижесінде жылу кірісі үлкейеді :

Ал ) отын қолданулары үлкенмен жану жылулығымен ;

Б ) аймаққа берудің жану реакциялары алдын ала жылыған ауа »( ал кейде және газдың ).

Оттекпен жануға арналған қолданудың немесе ауаны , обогащённого нәтижесінде жану өнімдерінің көпшілігі азаяды , немесе техникалық таза оттектің .

Температура , отын жануы жанында алуға болады , жану шарттарынан тәуелді болады . Тәжірибеліде отын өртеуінің жылуы түтіндік газдармен ұшырылып әкетіледі , пеш кеңістік қабырғалары арқылы жоғалады , т . е . жану нақты температурасы әрқашан төмен теориялықтың .

Металлургияларды температуралық дала кеңістікте біркелкісіз агрегаттарда әрқашан бар болады . Сәйкестікте термодинамика екінші заңдарына сондайда дала жылу қайта бөлуі шарасыз тиісті болу - облыстан үлкенмен облысқа температурамен азбен .

Жылу айырбас күшейте түскендігі жылы сел тығыздығымен сипатталады - жылу санымен , передаётся уақыттардың бірлігіне бет бірлігі арқылы . Температуралардың айырымымен ең алдымен жылы сел тығыздық мөлшері анықталады ( Т = Т 1– Т 2, қайсыны температуралық қысыммен атайды .

Жылу айырбас түрлері . Бар болу үш принципшіл әртүрлілердің жылу айырбас түрінің : жылу ­ проводность , сәулелену ( лучеиспускание ) және конвекция .

Жылу өткізгіштік - жылу тапсыруы әртүрлімен заттардың ортасыз контактісі жанында температурамен . Металдарда жылу тасымалдауы қозғалыс счёты үшін жүзеге асады ( диффузияның ) электрондардың . Металлсыздарда молекуланың передаётся жылуы көршілес молекулаларға тербелулердің үлкен амплитудаларымен аз амплитудалармен . Газдарда атомдардың диффузия счётына арналған идёт жылу тасымалдау және молекулалардың , әртүрлі мөлшермен қожалық етуші кинетикалық энергияның . Жылы сел мөлшері , жылу өткізгіштікпен берілетінді , опреде ­ ляется Фурье заңымен , қайда λ- жылу өткізгіштік коэффициенті ; денеде температуралардың градиенті ( температуралардың айырымы ара қашықтықта 1 м ( см ); - жылу айырбас беті , перпендикуляр бағытқа жылы сел қозғалыстары ;τ- уақыт .

Жылу өткізгіштік эмпиризмдік коэффициенті λ зат жылу физикасы мінездемелерінен біреудің келеді және құрылыммен оның анықталады . Сандық мағынаның λ әртүрлі материалдардың артынан өзгереді кеңдерді шектерде , Вт |( м ∙ ), 20° :|

Ауа 0,025

Су 0,54

Құрылыс материалдар 2-15

Жылуды шығармайтын материалдар 0,15-0,40

Металдар 10-500

Материалдардың көпшілік жылу өткізгіштік коэффициенттері температура жоғарылауымен өседі . Дәл осылай , кен шығатын материалдардың жылу өткізгіштігі температура жоғарылауы жанында 20 10000 үлкейеді 1,5-2,0 бір .

Металлургия жылу техникасында әдістерді өңделген , арқасында қайсылардың процес әр түрлі жылы мінездемелері есептеуге болады : дене қызу уақыты берілген температураға дейін , температуралардың таратуы қимамен дене твёрдого , жылу жоғалтулары ошақтардың қабырғалары арқылы және др .

Жылу айырбас кесектердің қызуы жанында жылу өткізгіштікпен роль анықтаушыға ойнайды , металл бұйымдардың өңдеудің алдында қысыммен және термо жөндеумен , ұнтақталған металлургияның үлгілердің бірігуі жанында , көмір шихта қызуында кокстерді ошақтарда және др .

Электр-магниттік толқындар арқасында жылы сәулелену нұр шашатын дене ішкі энергия тарату процесін ұсынады . Жылу тапсыруы (0,4-0,8 мкм спектр көрінетін бөлімдері толқындармен сияқты сәулеленумен болады ), дәл осылай және көрінбейтіннің - инфрақызылдың (0,8-30 мкм ). жылу өткізгіштіктің айырмашылығына ; конвекцияның жылу айырбас жүре алады және вакуум арқылы . Сәулелі жылу айырбас жанында энергия түр екі есе өзгертуі болады : жылы ( сәулелі ( жылы .

Негізгі параметрмен , сәулелі жылу күшейте түскендік анықтаушы ­ айырбастың , дене бет температурасы келеді ( Т )- сәйкестікте Стефана - Больцман заңымен :

Е = 0∙ Т 4, Вт | м 2,(7.4)

Қайда 0- тұрақты сәулеленудің дене чёрногосы абсолютті .

« чёрным денемен » бетпен денені түсінеді , сәулелер неёге құламалыға толық қылғады және ештеңе қайтармайды . Денелердің чёрныхі абсолютті табиғатта бар болмайды ( -0,90-0,95)- барынша көп қаралықпен күйе ие болады барлық денелер келеді « сұрлармен ». сайып келгенде , екінші фактормен , сәулелі жылу айырбасты нәтижелілік анықтаушы , жылытылатын дене бет күй-жағдайы келеді .

Жылу саны , берілгенді қыздырылған денемен көбірек ( температурамен Т беттері 1) көбірек салқынға ( Т 2) сәулелену арқылы , формуламен есептеледі :

(7.5)

Қайда 0- коэффициент сәулеленудің дене чёрногосы абсолютті ;φ- коэффицимен бұрыштағы ­ ент ;(- дене қаралық дәрежесі ; мағына қайсысыз материалдарына арналған ( .7.3. таблда келтірілген қатты немесе сұйық дене аралық сәулелі жылу айырбас есеп-қисабы жанында және газ қаралық дәрежесі сонымен қатар газбен еске алынуға ереді . Мөлдір көптеген қос атомды симметриялы молекулалар , т . е .( г ≈0. Определённой « қаралықпен »- светимостью - трёхатомныені ие болады 2 және Н 2 Туралы .

Кесте 7.3 Материал	А
Алюминий - тотыққан	200-600	0,11-0,19
Өңделген		0,04-0,06
Кірпіш - қызыл	20	0,93
Отқа төзімді	20	0,6-0,8
Болат	200-600	0,8

Сәулелі жылу айырбас процестерде роль шешушіге ойнайды , болатындардың шағылдырғыштықтарды ошақтарда ( мартендердің ), құбырлы ошақтарда . Вакуумдықтарды ошақтарда мынау жылу тапсыру жалғыз тәсілі .

Конвективті жылу айырбас - кеңістікте жылу тасымалдауы қозғалушы газбен ( немесе сұйықтықпен ). жылу айырбас мына тәсілі жанында газ объёмымен жаңа және жаңа всёсы тап осы учаскемен қатты дене беттері шектесуге уақыт өте келеді ( сұйықтықтың ), қайсылар немесе қатты денеге жылуды қайтарады , немесе онда жылуы ала кетеді . Көп жағдайда өнеркәсіптілерді газ мәжбүрлік қозғалысы жанында аппараттарда конвекция болады - қысымдардың айырым әрекеті астында .

Қайтарылған немесе алынған жылу саны бетпен дене твёрдогосы уақыттың артынан τ ньютонды - Рихмана заңымен анықталады : =α∙( tг – tп )∙ ∙τ, Дж ,(7.6),

Қайда tг және tп - температураның газ сәйкесті және дене беттері ;α- жылу беру коэффициент , Вт |( м 2∙ ).

Ең күрделімен расчётов орындалуы жанында мына формуламен мағына дұрыс таңдауы келеді α. жылу беру коэффициенті тәуелді болады факторлардың үлкен сандары : газ қасиеттерінің ( теплоёмкости , жылу өткізгіштіктің , тығыздық жабысқақтығының ), жылдамдықтар және тәртіпті газ қозғалыстары , түрдің қатты дене беттері және др . орындалуға арналған расчётовпен практикалықтардың өзара байланыстармен тәжірибелік табылған пайдаланады аралық өлшемсіз кешендермен – белгілермен . Конвективті жылу айырбас негізгі белгісімен Нуссельта белгісі келеді :

(7.7)

Қайда d - денелер твёрдого мөлшер анықтаушы - канал диаметр немесе кесек диаметрі .

Рейнольдса белгісімен Nu белгісі байланыс определённойында орнында болады :

(7.8)

( қайда w және ν- қозғалыс жылдамдық және газ кинематика жабысқақтығы ), Прандтля белгісімен

Қайда g - ауырлық күш тездетуі ,ρ- газ тығыздығы , - теплоёмкостьпен салыстырмалы газдың . Дәл осылай , шарттардың определённыхіне арналған : Nu =0,023 Re 0,8∙ Pr 0,4; қайдан .

Конвекция жылу айырбасқа ең үлкен үлесті енгізеді қаттаулыларды процестерде : шахталық ошақтарда , агломерация жанында немесе құйындылардың өртеуінде .

Негізгі заңдылықтың жылу айырбас противоточногосы . Металлургия процестер шахталықтарды услода әдеттегі ошақтарда ағады ­ жылу айырбас виях противоточногосы , қайсыда газды - жылу тасушы селдері және шихтаның қозғайды қарама-қарсы тұрғандарды бағыттарда : шихта түседі , ал газ көтеріледі . Теплотехническимимен өте маңызды мінездемелермен жылу айырбас противоточногосы жылы эквиваленттердің мөлшерлері немесе тептерді келеді ­ газ селдерінің ловых және материалдың : Wг және Wм немесе - олардың көңіл болуы .

Жылу ­ сел ёмкосты - мынау зат шығынына салыстырмалы теплоёмкости туындысы ( газды немесе материал твёрдогосы ) немесе уақыттардың бірлігіне , немесе бірлікке жайлы ­ дукции . теплотехническихпен әртүрлілерді агрегаттарда және тіпті әртүрлілерді Wм көңіл болуы бірдейсіз біреу ошақ аймақтарында болады : Wг . анамен аймақ биік жылу айырбас завершённогосы азырақ , немен көбірек көңіл болу Wm : Wг және шихта кесектерінің мөлшері азырақ .

Металлургия процес жылы теңдігі ( ошақтың ). металлургия ошақтардың жобалауы жанында және процестердің өңдеуіне маңызды аспаппен жылы теңдік келеді . Оның көмегімен отын қажетті шығындары анықтауға болады және ауаның . Совермен онан арғы жұмыс істеуші ошақ жылы теңдігі талдауы нәтижесінде жолдар тауып алады ­ балқыту шенствованиясы және , ең алдымен , шараның жылу салыстырмалы шығындарының төмендеуімен ( отынның ).

Ереже сияқты , жылы теңдік келесі мақалалардан түзеледі : Кіріс бөлім 1. жылу , отынмен енгізілетін . 2. жылу , ауамен енгізілетін . 3. жылу , материалдармен шихтовымимен енгізілетін . 4. жылу отын жануының . 5. жылу басқа экзотермикалық процестердің : - күкірт тотығуының , без , басқа элементтердің , - шлакообразования және др .

Шығыс бөлім 6. жылу , газбен сүйреген . 7. жылу , металмен сүйреген . 8. жылу , күйіндімен сүйреген . 9. жылу эндотермикалық процестердің : - карбонаттардың диссоциациясы , - тотықтардың диссоциациясы , - метал балқу жылулық және күйіндіні және др . 10. жылу , салқындатушы сумен сүйреген және сыртқы кеңістікке сәулелену жолымен .

Теңдік шығыс бөліміне оқтын-оқтын әрекет пісірулерінде жылу , отқа төзімді футеровкой аккумулируемоесі қажетті қосу . жылы теңдік теңдеуінен :

Q 1+ q 2+ q 3+ q 4+ q 5= q 6+ q 7+ q 8+ q 9+ q 10

Отын жылу керекті шығыны табуға болады , егер теңдік мақаласының қалғаны есептеп шығарылған :

Q 4=( q 6+ q 7+ q 8+ q 9+ q 10)–( q 1+ q 2+ q 3+ q 5)(7.11)

Ошақтарға арналған , толассыз тәртіпте жұмыс істеушілердің , теңдік уақыттардың бірлігіне расчётені құрастырылады – сағат , тәуліктер . Оқтын-оқтын әрекет ошақтарына арналған жылы теңдік жұмыстардың цикліне құрастырылады . Кейде жылы теңдік дайын өнім бірлігіне құрастырылады .

Газ қозғалысы негізгі заңдылықтары . Үлкен мағына үшін химиялық және жылу айырбастау процестердің табысты ағып өтулері металлургияларды агрегаттарда жоғары температуралы газды селдердің оларға қозғалыс шарттары болады . Дәл осылай , уақыттардың бірлігіне газдардың кен шығатын қабаты арқылы өтетін шахталық ошақтардың өнімділік , машиналардың агломерационныхі санға практикалық түзу пропорционалды .

Қажетті жылдамдық қамтамасыз етуіне арналған ұсақ саңылаулы қабатта газ қозғалыстары ( немесе құбырда ) одан қабатқа кіруде және шығуда газ қысымдарының айырымы жасауға талап қойылады ( немесе құбыр соңыларында )-( р , мөлшер газды өтетінді болады қайсының санмен сияқты анықталу , дәл осылай және анамен газ қозғалтатын сопро ­ тивлением , қабат көрсетеді ( немесе құбыр ) газды селге .

Ұсақ саңылаулы қабатпен қозғалушы газ әрекеттестік энергетикалық мінез-құлығы ең алдымен металлургтардың - технологтерді ынталандырады - газ саны аралық сандық тәуелділік табуға талап қойылады , өтетінді арқылы aгрегam тап осы , , м 3| , және энергия қажетті шығындарымен , айтылғандармен газ қысымында айырым арқылы -( р . алуға арналған әмбебаб тәуелділік көбірек газ объём өтетін апарып береді 1 м 2 қабат көлденең қималары ( немесе құбырдың ), т . е . 3|( м w жылдамдығының , м түрінде айтады 2∙ ). сайып келгенде , мақсат функция түрі анықтамасына апарылады ( р = f ( w ). қойылатын талап типо өлшем құрылғы газодувногосы таңдау мүмкін еёмен көмекпен тұрады : венти ­ лятора , дымососа , компрессордың .

Өкінішке , газ қозғалысы құбырлармен мамен сондай қарапайым поддаётсяға емес ­ тематикалық суреттеуге . Себеп томға болады , не газодинамичес басқа ­ кімді құбыр кедергілері ( диаметрмен еёмен анықталатынды және ұзындықпен және кедір-бұдырлық дәрежесімен ішкі бет еёсі ) қасиеттің оның мінез-құлыққа газ қозғалыстары ықпалы тиюлерді болады : тығыздық , жабысқақтық , сонымен қатар газ қозғалыс тәртібі . Ұзындық тәуелділік аралық ( р және w , ұқсас ом заңына ,

-( р = ∙ w ,

Қайда ( р - газ қысымдарының айырым , w - дви жылдамдығы ­ газ жениясы , Ал - құбыр кедергісі , оның диаметрінен тәуелді және ұзындықтың , ламинарлық тәртіпте газ қозғалыстары оқиғада тек қана байқалады , Рейнольдса белгісі үмеген мағыналары жанында орын болады , т . е . w аз жылдамдықтары немесе үлкен газ жабысқақтығының . Досқа дос паралельді мына оқиғада газ бөлек элементарлық селдері қозғайды , шатысып қалмай .

Биік жылдамдық жанында газ қозғалыстары турбулентті тәртіпті көрінеді ( құйын тәрізді ), қайсыда объёмымен бөлек элементарлықтар газды қозғалыс негізгі бағытына бұрыш астында қозғала алады және кері жаққа тіпті . Мына оқиғаға арналған газды сел ауыспалылығына энергия шығындары маңызды өседі - квадраттық тәуелділікке дейін ( р = ∙ w 2.

Аралық тәртіптермен таза ламинарлық және таза турбуленттімен өтетін тәртіп облысы болады , қайсыда дәреже көрсеткіші жанында өзгереді 1 2. газдардың қозғалыс тәртібі мына облысында нақ , ең күрделінің үшін функция математикалық анықтамалары ( р = f ( w ), және металлургия процестердің көпшілігі орнында болады .

Артық түрінде газдардың механигінде энергияны айтады ( атмосфералардың ­ ным ) қысымның , қысыммен атайды . Айырып танудың қысым төрт түрі : гео ­ метрлік , статикалық , динамикалық , жоғалған .

Көбірек толық ұсақ саңылаулы қабат газ қозғалысы сұрақтарымен арнайы әдебиетте танысуға болады .

Отқа төзімді материалдар . Металлургия ошақтардың міндетті элементімен футеровкамен отқа төзімді қоршаушы ішкі кеңістік келеді , жылу сан определённогосын ошақта шоғырлауды тиісті қамсыздандыру , температура тап осы процесіне арналған қойылатын талап мүмкіндік беретінді алу . Металлургия агрегаттардың қызмет ұзақ мезгілі оқиғада томға тек қана мүмкін , егер газды фаза оларға және балқымалар жоғары қызулардың әсерлері және химиялық әсерге қарсы отқа төзімді материалдар қажетті беріктікпен , беріктікпен ие болса . Сонымен қатар , футеровкамен отқа төзімді сыртқа жылу ең аз жоғалтулары тиісті қамсыздандыру .

Негізгі талаппен , көрсетілушімен отқа төзімді материалға , отқа төзімділік келеді - қабілеттілік жоғары қызуларға қарсы тұру , нәсілдердің емес ­ плавляясь , және құрылыс жүкті тиеуді жоғары қызу жанында шыдау . Сандық мынау қасиет температурамен сипатталады , қайсыда отқа төзімді материал сыналатын үлгісі ( пирамида түрінде ), размяг ­ чаясь , бейнемен определённым формасы өзгертіледі .

Отқа төзімдердің таңдауы жанында жұмысшы күй-жағдайда олардың механикалы беріктігі қажетті еске алыну – жылыту жанында және жүкті тиеу астында , термиялық беріктік – қабілеттілікті температура өкпек өзгертуінің растрескиваться емес , көлемді кеңейту коэффициент , уақ тесікті , оттекке химиялық салғырттық , көмір қышқыл , сұйық күйінділердің әрекетіне немесе тұздық балқымалардың , ал жылу өткізгіштік және электр өткізгіштік кейде . Ең өтетін отқа төзімді материалдар арзан және қолайлы тотықтардан түзеледі , қышқыл жоғары қызулар жанында бола алады ( 2), негізгілермен ( ), немесе амфора тәрізділермен ( Al 2 O 3, Cr 2 O 3).

Отқа төзімдердің өндірісіне арналған шикізатпен тотықтар , силикаттар , карбидтер және басқа қосуларды қызмет етеді , ,0 температураларға дейін қорытылмайды және ажыратылмайды : Al 2 O 3-2050, SiO 2-1713, CaO -2580, MgO -2800, Cr 2 O 3-2275, ZrO 2-3500, HfC -3900, TiB 2-2980, нитридтер және металдардың силицидтері соның ішінде , сонымен қатар кокс және графит ( табл .7.4).

Отқа төзімді материалдардың таптастыруы . Отқа төзімділік мөлшерімен материалдар үш топқа ұсақталады :

Орта отқа төзімділіктің ...............................1580-1770° А

Биік отқа төзімділіктің ...............................1770-2000° А

Ең жақсы отқа төзімділіктің ................................ 2000° С . жоғарыдан

Берік материалдар температуралар жанында жоғарырақ 15800 кірпіштің , әр түрлі мөлшерлердің модалы бұйымдарының және түр түрінде өнеркәсіп босатады , ұнтақта кейде сонымен қатар . Высокоогнеупорными заттарды шартты есептейді , қалушылар қаттылармен 20000 С .

Бұйым Шамотныесі , беріктер 17500 , отқа төзімді сазбалшықтан істейді , 2 2·2 H 3·2 SiO 2 O қайсы каолинит Al негізгі құрастырушы Туралы .

Высокоогнеупорные материалдар кесте 7.4 Минерал	Tпл .,,0	Минерал	Tпл .,,0
Si 2- кварц Туралы	1713	Сг 203	2330
· Cr 2 O 3- шпинель	1780	· Cr 2 O 3- магнезиохромит	2400
· Сг 2 3- хромдау Туралы	1780	СаО	2625
3 Al 2 O 3·2 SiO 2- муллит	1870	ВеО	2610
2 MgO · 2- форстерит	1890	- карборунды	2700
Ал 12 3- корунды Туралы	2050	2	2715
2 CaO · 2(α)	2130	- периклаз	2825
· Ал 2 Оз - шпинель	2135	ThO2	3050

Басқа алюмосиликаттылар – высокоглиноземнистые отқа төзімді материалдар , басқа табиғи силикаттардан алады : кианитті және андалузита . Al жоғары ұстауымен 2 O химиялық беріктік және отқа төзімділік 3 үлкейеді 19500 С .

Динасовый кірпіш кварцитовтан істейді , кемірек 95% кремнезем емес ұстаушылардың , ізбес сүтпен ұсақтайды , арластырады және дымқылдық жанында 5-9% престейді . Тік тұрулардың Динасы 17000 және жұмысшы күй-жағдайда берік , бірақ аз термиялық беріктік болады .

Магнезиттілер ( периклазовые ) магнийдің (80-85% тотық отқа төзімді материалдар периклазадан түзеледі ). (20000 C негізгі күйінділердің , высокоогнеупоренге қарсы тік тұрулардың магнезитті кірпіші 3. шикізатпен табиғи магнезиті қызмет етеді ), берік , тығыз , бірақ термостоектің және жолдар аз .

Басқа бұларды доломиттықтар - магнезит арзандау , бірақ кемірек огнеупорен ; хроммагнезитовые - огнеупорны ( магнезитке жол бермейді ), бірақ салыстырма бейтарап ; карборундысы – өте қатты және отқа төзімділік биік , берік , бейтарап , бірақ тотықтыратын ортаға тік тұрулар аз және маңызды жылу өткізгіштік болады .

Балқыту өнімдері . Тотық кендердің балқытуларының негізгі өнімдерімен сұйық метал келеді ( қорытпа ), күйінді және газ ; немесе штейн , күйінді , газ - сульфид кендердің проплавкесі жанында .

Балқытылған металдардың қасиеттерінде көптеген металдардың биік тығыздығы белгілеп қоюға болады ( Fe , Cu , Zn , Pb , Ni және др .) және қорытпалардың , не айырылу тоқтауда салыстырма қамсыздандырады олардың көбірек лёгких күйінділердің .

Сұйық металдар ( қалай және қаттылар ) жылу биік ие болады - және электропро ­ сулықпен .

Алғашқы жазылған металдар анау немесе қоспалардың басқа санын әрқашан асырайды , келесі өңдеумен алыстатылады ( см .2.6).

Металл фазамен түрлі түсті металдардың сульфид кендерінің өңдеуі жанында әртүрлі құрам штейнысы келеді ( табл .7.5).

Составы заводских штейнов, % Таблица 7.5

Тип штейна	Cu	Ni	Pb	Zn	Fe	S
Медный	10-60	до 0,5	до 1	1-6	30-50	23-26
Медно-никелевый	5-10	5-13	-	-	40-60	24-27
Никелевый	0,2	12-20	-	-	55-60	15-22
Полиметаллический	10-30	-	10-20	5-10	20-40	13-22

Штейновпен зауыттық құрамдар ,% кесте 7.5

Еріт штейнымен мыс және мыс - никельденгендер жақсы келеді ­ телями ( коллекторлармен ) барлық мейірбан металдардың .

Штейны көптеген қасиеттерімен балқытылған металдарға таяу : жоғары тығыздықты болады ( жанында 5 г | см 3), жақсыны электрлік - және жылу өткізгіштік және жидкоподвижностьпен биікті .

Штейнов балқу температуралары биіксіз : -1190; Cu 2 S -1130; Ni 3 S 2-790° : ещё эвтектикаларының балқу температуралары төмен : Cu 2 S - -995; Cu 2 S – -550° C .

Балқытылған күйінді сұйық фазамен келеді , қайсыда шихтаның йтын құрастырушыға шоғырланады : кен шығатын материалдардың бос тұқым , ісік , отын күлі , сонымен қатар бүлінетін отқа төзімді материалдардың компоненттері . Явля ­ ясь , бір жағынан , өндіріс кетуімен , күйінді ауруды сонымен қатар ойнайды ­ пирометаллургическихте шую роль процестерде , лақтырған алу қамсыздандыра ­ қойылатын талап химиялық құрам ла және сапаның . Нақ күйіндіге соналарды кешіп өтеді ­ зиянды қоспалардың новное саны : күкірттің және фосфордың . Қайсысыз металлургияларды технологияларда қоспалаушы элементтердің металына күйіндіден асуды ұйымдастырады ( мысалы , ванадийді , марганецті , болатқа хромның ). күйінді қабат үшін ­ зиянды әсердің щищает балқытылған металы газды атмоспен пеш ­ феры : метал тотығуының және тойдырудың оның газдармен . Руднотермической элек жанында ­ троплавке күйінді кедергі элементінің біреудің рөлін атқарады , қайда теп бөлінеді ­ ло электрлік ток өтуі жанында .

Барлық бұлар күйінді функциялары көрсетеді оған айқын талаптың балқу температурасымен , жабысқақтықтың , үстіңгі керуге , электр өткізгіш ­ ности .

Тәжірибеліде жиі металлургия процес температурасын күйінді балқу температурасы анықтайды ( егер ол метал балқуы температурасы жоғарырақ ), процес температуралық деңгейі төмендеуіне арналған сондықтан ( энергетикалық шығындардың азаю мақсатымен ) темпера ең азбен күйінділерді теріп алуға талаптанады ­ балқу туройы . Үшін мынаның талапқа сай боламын күй-жағдай диаграммалары қолданады ­ жүйелердің щихі . Дәл осылай , 2, 203- SiО домналық балқытулардың артынан жүйесін негіз болатынның келеді ал түрлі түсті металдардың кен шығатын балқытуларына арналған - СаО жүйесі - – 2.

Гетерогенді процестердің биік жылдамдық жетуіне арналған , қандайлармен күйінді аралық әрекеттестік келеді және металмен , туралысыз ­ ходимо диффузиялық сатылардың биік жылдамдығы қамсыздандыру , , қалай ­ өлшеу казываюты , лимиттелушіге жиі келеді . Долж күйінділері сондықтан ­ ны ең аз мүмкін жабысқақтық болу . Үлгілі сондай күйінділердің құрамдары орнында болады аналарды ғой облыстарда , не және құрамдар ең азбен плав температурасымен ­ ления . қажеттілерді ис лайықты күйінділерінің іріктеп алуына арналған оқиғаларда ­ төрттен бірі жүйелердің диаграмма пользуюты : - Al 2 O ,- 2- MgO және др .

Күйінді балқымалардың жабысқақтығы жабысқақтық маңызды жоғарырақ балқытылған ­ металдардың ныхі және температурадан күшті тәуелді болады . Температура жоғарылауымен күйінді құрылысты бірліктерінің үлкейтуі болады ( күрделі иондардың ), және ол көбірек жидкоподвижным тұрады ( кемірек жабысқақпен ). жабысқақтықпен сұйықтық молекулалары аралық ішкі қажалу коэффициентін атайды . Жабысқақтық туралы , Н келесі тап осы көрнектілікке арналған ертіп әкелуге болады · | м 2:

Су 200 0,001

Глицерин 300 0,78

Күйінділер :

- жидкотекучие <0,5

- орталар 2

- жабысқақтар >3.

Қандай көрініп тұр күріш .7.9, Ашу ­ лые күйінділер жабысқақтық жылыту жанында өзінікін төмендетеді көбірек баяу (« ұзындар »), немен негізгілер (« қысқалар ») күйінділер .

Күріш .7.9. Күйінділердің жабысқақтық өзгертуі температурамен :1– негізгі күйінділер ( | >1);2– ащы күйінділер .

Балқытылған күйінділердің тығыздығы өзгереді 2,9 3,9 г | см 3( ұстаудың тәуелділігінде қосулардың тяжёлых оларға , мысалы ).

Сұйық тотық балқымалар досталарды ие болады ­ дәл биік үстіңгі керумен , бла ­ годаря неге , сонымен қатар , ұсақ металл емес қосулардың коагуляциялауы жеңілденеді көбірек жарма ­ тамшы ныесі және жылдам олардың қалқып шығуы балқытылған ­ ном металда ( болат раскислениясы мысалы , барысында ).

Балқытулардың үшінші өнімдеріне газдарды келеді . Бір қатар жағдайда өзінің құрамға олар назарды ұсынбайды және атмосфераға лақтырылады . Бірақ қайсысыздарды технологияларда газдар қолданылады немесе газ тәрізді отын сияқты ( жеткілікті биік ұстау жанында және Н ,- мысалы кокс және домналық газдар ), немесе газдардан өрмелеуге шығарады ­ ные компоненттер : 2, буға ұқсастар мырыш , қорғасын , германий , ТiС 14 және др .

Газдар металлургия агрегаттан шығатындар ( атмосфераға алып тастаудың алдында ) санитарлық тазалауға душар болуға міндетті тиісті шаңдат және зиянды компоненттердің ( , 12, SO 2, тотық азоттың ).

Негізгі әдебиет 5[104-151 стр .],6[38-47,80-112 стр .]

Қосымша әдебиет 8[183-247 стр .],9[215-263 стр .]

Бақылау сұрақтар :

1. қалай металлургия ошақтарды топтастырылады , олардың артықшылықтар және жетіспеушіліктер ме?

2. қалай қолданылады олар күнгей ошақтар және қайда жұмыс істейді ?

3. қандай заттарды отындар құрамына енеді ? Жылу айырбас түрлері және не сондай « қара дене »?

4. мақаламен қандайлардың жылы теңдік түзеледі ме? Отқа төзімді материалдардың түрлері және олардың құрамы ма?

5. қандай өнімдер балқытудан кейін , олардың құрамы және қасиеттерді алады ?

Лекция 8. гидрометаллургияда негізгі жабдықтау – үгітшілер , сгустители , сүзгілер , автоклавтар , электролизерлер .

Лекция конспектісі

Ерітіндіден , қатты қалдықтың отделённогосы оның келесі бөліспен кендердің принцип өңдеу тәсіл гидрометаллургическогосы шығарылатын метал ерітіндісіне аудармада болады ( бос тұқымның ), элемент түрінде немесе химиялық қосудың .

Негізгі адамгершіліктің , арқасында гидрометаллургическиемен қайсыларға кең тарату көбірек барлық кендердің бөлісу әдістері алады , болады :

- металдардың сайлау шығару мүмкіншілігінде бейшаралардың және кендердің труднообогатимыхі ( кен шығатын денеден кейде ортасыз - мыс жер асты сілтіден айыру , уранның ) ең аз жылу энергетикалы шығындармен - жоғары қызулар жанында ( 300° );

- жоқ болуда атмосфера ластанулары зиянды газды алып тастаулармен ;

- көбірек қолайлы санитарлық - гигиеналықтардың еңбек шарттарында қызметші қызмет етуші .

Негізгі кезеңдермен технология гидрометаллургическойы келеді :

1) дайындау бөлісуге кен шығатын шикізаттың ,

Шығарылатын метал ерітіндісіне 2) аударма – сілтіден айыру ,

З ) ерітінді бөліну және қатты қалдықтың ,

4) жағымсыз қоспаның ерітінді химиялық тазалауы ,

5) бөліс ерітіндіден металдың .

Сондай қасиеттердің оған мақсатпен сілтіден айыруға кен алдын ала дайындаулары беруді келеді , нәтижесінде кен шығатын минерал еру процесі жылдамдықпен және толықтықпен барынша көп мүмкінмен келе жатқан үшін :

- салыстырмалы бет артуының кен шағылысулары еріткішпен ұсақтау жолымен ;

- қажеттілік оқиғасында басқа химиялық қосуға табиғи кен шығатын минерал өзгертулері , жақсы ерігіштікпен қожалық етуші , өртеу жолымен ( тотықтыратынды . Қалпына келтіргішті , сульфатизирующего ) немесе кен бірігуінің айқын химиялық реагенттердің қосымшаларымен .

Ең маңыздылармен келтірілгендердің операциялар жоғарырақ бөлісу гидрометаллургическогосы сілтіден айыру және мақсаттық метал ерітіндісінен бөліс келеді .

Сілтіден айыру . Технологтердің негізгі мақсатымен бөлісу мына кезеңінде сондай еріткіш іріктеп алуы келеді және сілтіден айыру сондай шарттарының ( температуралар , реагенттердің концентрациялары ), қайсыларда шығарылатын метал толықтықпен және жылдамдықпен барынша көппен еру , ал бос тұқым және ілеспелі элементтер немесе жалпы ерген жоқ , немесе дәреже оларды ерітіндіге асуды ұлысыз болу .

Кендердің сілтіден айыруына арналған және өндіріс тәжірибеліде аралық өнімдерді пульпа механикалы араластыруымен реакторларды қолданады – үгітшілер ( күріш .8.1) Немесе пневматикалы араластырумен – пачуки .

Биік цилиндрлік күбі өзімен Пачук ұсынады 1, 2. мына құбыр ішке қондырылған құбыр жақтардың екеуілерінен ашық қайсы тік осьтың жүреді 2| З биіктің басқа құбыр 3, арқылы қайсыны пачукта қысылған ауа енгізіледі . Құбырдан шығуда ауа селі ұсақ көбікшелерге соғылады . Көбікшелермен қанған маңызды азырақ ауаны құбырда сұйықтық орта тығыздықты 2 болады , немен сұйықтық құбыр сырттан . Мынау 2 құбырға төменгі жақ арқылы көбірек ауыр сұйықтық түседі және ауамен сұйықтық бағанасы жоғары жаншады , құбыр жоғарғы жағы арқылы құйылады . Дәл осылай аппаратта толассыз айналып жүруі орналастырады - пульпа араластыруы . Қақпақта 4 тесік арқылы өңделетін кен толтыра артылады , ал еңбек сіңірілген пульпа шығады арқылы патрубок 5. реакторлардың мына үлгі үлкен адамгершілігімен әркім механикалы қозғалушы бөлімдердің жоқ болуы келеді . Пачуков мінездемесі : диаметр 3,0-4.5 м ; биік 10-15 м ; сыйымдылық 50-150 м 3; шығын ауаның 1.5-3,0 м 3| мина ; ауа қысымы 150-300 кПа (1,5-3,0 атм ). кен ұсақтауы барысында кейде сілтіден айыру өндіреді жұмыр немесе өзектілерді диірмендерде , топтастырғышпен буда жұмыс істеушілердің . Мына оқиғада су орнына сілтіден айыруға арналған ерітіндіні қолданады .

Күріш .8.1. Сілтіден айыруға арналған күбі механикалы араластырумен ( үгітші ):1– келтіру ;2– тиейтін люк пульпа жылуына арналған ;3– жылан түтік ;4– дене ;5– футеровка ;6– диффузор ;7– импеллярная бұлғауыш ;8– бітіруші патрубок ;9– бұру конденсанттың ;10– жеткізіп салу екі ;11– қақпақ .

Сілтіден айыру температуралар жанында жоғарырақ 100-110° мүмкін тек қана газды фаза жоғары қысымдары жанында . Бұларды оқиғаларда реакторлар кім, не ретінде автоклавтарды қолданады ( күріш .8.3).

Күріш .8.3. Бокситтердің сілтіден айыруына арналған автоклав схемасы :1– шығару пульпаның ;2– жылуды шығармау .

Оқтын-оқтын тәртіпте әдеттегі өндіріс үмеген масштабтары жанында сілтіден айыруға арналған реакторлар жұмыс істейді . Біраз уақыт арасында кен өңдеуін жүргізеді , жеткіліктіні , толық кен шығатын минерал еру процесі өтті үшін . Кіріскен істерде үлкен өнімділіктің сілтіден айыру толассыз тәртіпте жүзеге асырады .

Пульпа бөлінуі ерітіндіге сілтіден айырудан кейін және арқасында қатты тұнба өндіреді аналардың ғой құрулардың , не және концентрат құрғатуы ылғал байытудан кейін : тұндырғыштардың - сгустителей , гидроциклонов , сүзгілердің .

Өндіріс салыстырма үмеген масштабтары жанында перспективалымен центрафигурамен қатты кішкентай бөлшектердің бөліну және сұйықтықтарды келеді . Мына тәсіл негізгі адамгершілігімен құрғату биік жылдамдығы есептеуге ереді , сонымен қатар тұнбалардың алуы азбен дымқылдықпен , немен вакуум - сүзгілерден кейін . Егер алынған қатты тұнба технологиямен кептіруге душар болса , анау мына түрде кептіруге жылу шығынында үлкен үнемділік жетеді . Бір 1,6 м горизонтальдық центрифуга типо өлшемдерінен диаметрмен дабыл болады , биікті 0,7 м , пайдалы сыйымдылық 500 дм 3, жиілік айналудың 500 туралы | миналардың ; (3,5 атм 355 кПа ылғал қысым астында сығылады ), дымқыл тұнбаның 80-100 кг сағаттық өнімділік құрастырады .

Қатты фазаны - шлам - бөлінуден кейін жуып тазартады және бағыттайды немесе ысырылысқа , немесе ілеспелі элементтердің шығаруына .

Сұйық фазаны - ерітінді - жағымсыз элементтің тазалауына басында ұшырайды , өтіп кеткендердің кеннен ерітіндіге , ал негізгі элемент неёсінен шығаруға содан соң бағыттайды .

Ерітінділерден металдардың шығаруы . Ерітінділерден металдардың шығаруына арналған әртүрлі тәсілдерді қолданады :

1) тұндыру ерігішсіз химиялық қосу түрінде шығарылатын элементтің ;

2) цементтеу ;

3) электролиз ерітінділердің ;

4) автоклавтық тұндыру ;

5) айыру және тазартуды - сәйкестікте компоненттерге ерітінділердің бөлінуі қайнау олардың температураларымен ;

6) шығару элементтердің және ерітінділерден қосулардың сорбенттермен немесе экстрагенттермен .

Алынған ерітіндіге реагентті енгізеді , ерігішсіз химиялық қосу тап осы металмен құрушы ( гидроксид , сульфид , сульфат және басқалар тұзда ). дәл осылай , мысалы , мыстың молибден ерітінді тазалауына арналған күкіртті аммонийді қолданады :

[ Cu ( 3)4] OH + 4 НS +3 H 2 O = ↓+5 NН 4 OH .

Қайсысыздарды тап осы метал тотығу немесе бұрынғы қалпына келу алдын ала ерігішсіз қосу біліміне арналған оқиғаларда өткізеді оның иондардың . Алынған сондай реакциялар нәтижесінде сүзумен немесе центрафигурамен тұнба сұйық фазадан бөліп алады .

Элементтік түрге металдардың біреулерін ерітінділерінен ығыстыру басқалармен , химиялық көбірек белсенділермен , цементтеумен аталады . Электродтық потенциалдардың олардың бірінші жақындауда металдардың химиялық белсенділік өлшемімен мөлшер қызмет ете алады ( табл .2.7). мына кестеде әрбір метал көңіл болумен қалпына келтіргішпен есептеле алады бәріне басқа , орналасқанмен төмен . 2 Ме электр терістілікті металы 1 көбірек ерітіндіге тиеу жанында Ме металының тұзда ион шектесуі жанында және Ме атомының 2( қалпына келтіргіш ) тотықтыратын - қалпына келтіргіш процес басталады . Тәжірибеліде қалпына келтіргіш кім, не ретінде мырышты жиі қолданады , арқасында қайсының алтын , кобальт , мыс ерітінділерден белгілейді ( бейшара ерітінділерден соның ішінде , алынғандардың сілтіден айыру жанында шикізаттың забалансового құрамында мыс бар ).

Жағымсыз элементтің электролит тазалаулары электролиз тәжірибеліде кең қолданылады , сонымен қатар ерітінділерден негізгі метал шығаруына арналған оны тұзда ..

Автоклавтық тұндыру газбен - қалпына келтіргішпен негізгі ерітінді өңдеуінде негізі салынған ( жиірек барлығы сутегімен ) температуралар жанында 100-2000 және сутегі қысымында 1-3 МПа . процес жүзеге асады герметикалықтарды ыдыстарда автоклавтарда қарқынды араластыру жанында . Тәсіл биік өнімділікпен және метал биік тазалығымен құйып алады ( емес кемірек 99%). тәжірибеліде автоклавтық тұндыру Сu тұндыруы үшін қолданады , Ni , Co шоғырланғандардың (>30 г | дм 3) ерітінді .

Ерітінді компоненттерінің бөліну тәсілі тазартумен және тазартумен сұйықтықтардың қоспасы үшін қолдануға болатын , маңызды айыратындардың қайнау температураларымен . Тәсіл маңызы булану процестерінің жүйелі өткізуінде және конденсацияға болады .

Температураны , қайсыда сыртқы бірдей қанған қысым екі тұрады ( атмосфералыққа ), сұйықтық қайнауы температурасымен атайды . Әсіресе қарқынды мына температура жанында бу түзілу процесі жүреді . Қайнау температурасын өзінікін атомдық - молекулалық байланыстардың үлгісінің тәуелділікте әрбір сұйықтығы болады .

Өзара ерігіш сұйықтықтардың бөлінуіне арналған айырмамен үмеген қайнау температураларында операцияны « булану - конденсация » қайта-қайта қайта айтады . Сұйықтықтардың бөліну сондай тәсілі тазартумен атайды .

Күріш .8.4. Ректификаттық құру схемасы :1– ректификаттық бағана ;2– жылытқыш негізгі ерітіндінің ;3– су қайнатқыш ;4– дефлегматор ;5– мұздатқыш ;6– жинақ легколетучего компонентті Ал ;7– ашық көктің қалдық ( труднолетучий компонент ).

Тазарту процесі тәжірибеліде іске асады арнайыларды аппараттарда - бағаналарда , таныстырушы мұнараның үлкен санмен анықталғандардың қайсысыз ара қашықтықта горизонтальдық қалқалардың досының досы тесіктермен – тәрелкелердің . Tвқа дейін қыздырылған төмен жағынан жоғары көтеріледі бағана төменгі бөлімдері немесе арнайы жылытқышта сұйықтықтардың қоспа булары . Компонентті легколетучего қайнауы температурасы сәл жоғарырақ температурамен бөлінуші сұйықтық тәрелкеге тәрелкеден үстіңгі жағынан төмен құйылады – tа .

Теориялық әрбір тәрелкеде тазарту процес элементарлық актісі жүреді , суреттелген жоғарырақ . Төмен жағынан тәрелкеде тесіктер арқылы « ал » газды сел қозғайды , сұйықтық компоненттерінің екеулерінің буларының қоспа таныстырушы . Барботируя сұйықтық қабаты арқылы көбірек температурамен аласаның , булар фракция высококипящейі сұйықтықта конденсацияланады және қалады , ал легколетучего қайсысыз сан компонентті газды фазаға сұйықтықтан қосымша кешіп өтеді Ал , сол себепті мынаның орналасқан тесіктер арқылы өтетін тәрелке жоғарырақ « » компонентпен бай көбірек газды фаза болады Ал , немен тәрелкеде сұйықтыққа кіру жанында « ал ». өз кезегінде , сұйықтық тәрелкеде « », аққан трубканы переливную арқылы тәрелкеден « ал », В . компонентімен байыған труднолетучим болады

.8.4. күрішке көрсетілген толассыз әрекет ректификаттық бағаналары құрылғы жалпы Сұйық қоспа , фракцияларға керек бөлу , жылудан кейін берілген температураға дейін бағана орта бөліміне береді . Ағып кете тәрелкелермен төмен , ол бірлесіп әрекет қылады көтергенмен паром жоғары және азат болады компонентті Ал , ал бағана төменгі бөлімдері сұйықтықты жинастырылады , құрылушы дерлік тұтас компонентті , оны атайды - сылбырмен . Сылбыр бөлімі - ашық көк қалдық - бағанадан алыстатылады , ал басқа бөлім жоғары су қайнатқышта қызу жанында tвқа дейін буланады және көтеріледі , сұйықтық компоненттерінің екеулердің булардың қоспалары сел өрлеп келе жатқанға құрастыра . Бу бағанадан шығатын , компонентті легколетучегодан негізінде құрылушы Ал қоспамен үмеген булардың компонентті , дефлегматорға әпереді .

Сұйық қоспа бөліну дәрежесі құрастырушыларды оның компоненттер , т . е . тазалық алынғандардың дистиллятты және ашық көк қалдықтың , фазалық контакті беттері мөлшерден тәуелді болады - бағанада тәрелкелердің санынан . Тәрелкелердің саны теориялық циклдердің санына бірдей « булану - конденсация ». тазарту қолдануы үлгісімен түрлі түсті 4. TiCl техникалық металлургияның тазалау келеді

Шығару ион алмасушы процестері және қоспаның металдардың тазалаулары қатты заттардың қатар қабілеттіліктеріне негізі салынған - иониттердің - электролиттердің ерітінділерімен иондармен ауысу . Мынау жұту процесі қайсысыз металдардың иондарының иониттерімен сорбциямен аталады .

Кезең :1- й процес үшеу кезеңнен түзеледі - өңделетін ерітіндіден иондардың жұтуы мына ерітінді сүзуі нәтижесінде бидай дәндерінің ионитовых қабаты арқылы ( жуандықпен 1,5 м ). аппараттан тап осы метал ең аз ұстауымен ерітінді шығады . Шығару іріктеуі ионит үлгісі таңдауымен қамтамасыз етіледі . Мынау соған дейін процес созылады , (12-48 ч ионопоглотительная ионит қабілеттілігі толық емес қолданған болып жатқанда .).

2- й кезең – ионит десорбциясы . Иониттің метал сорбенттелген иондарының айырылуы арнайы ерітінді тогында жүзеге асады - элюенттің ( қышқылдардың ерітінділері , аммиактың ). мыналар жанында байыған өнімді алады – элюат , қайсыда метал концентрациясы 10-100 бір жоғарырақ , немен негізгі ерітіндіде .

З - й кезең - сорбент регенерациясы ( ион алмасушы шайырдың ): тазарту сумен , қопсыту , жаттығу , подгузка және др .

Күрделі және өндіргіш аппараттар көбірек өнеркәсіпте қолданады , сорбент өлшенген қабатымен толассыз тәртіпте жұмыс істеушілер . Пульпадан ортасыз бір қатар жағдайда ерітілген метал шығарады - қойылту арбиған операцияларының жүзеге асыру және сүзусіз . Жаңа өңдеу тоқталмайды , жетілген ион алмасушы материалдар көбірек . РЗМ өндірістері ерітінділерден металдардың шығару ион алмасушы әдісі технологияларда қолданады ; Zr , Hf , Re , Mo , , Ag , Au , U .

Экстракцаямен сұйықталған басқа сұйық фазаға су ерітіндісінен берілген метал шығару процесі өзімен ұсынады , экстрагентпен атайды . Мынау табысты шарт жанында процес жүреді , не сұйық фазалар практикалық өзара ерігішсіз . Экстрагенттер кім, не ретінде органикалық заттарды қолданады : алкилфосфаты Дпен ащылар -2- ЭГФК , алкиламины ТОА , ТЛА , трибутифосфат ТБФ және др ., ерітілгендер жиірек барлығы керосинде . Экстрагент тойдырудан кейін оны шығарылатын элементпен экстрактімен аталады . Су ерітіндісі , қайсының метал суырылған , рафинатом аталады .

Өзінің мәнге сұйықталған экстракция көптегенде ерітінділерден металдардың шығару ион алмасушы технологиясын есіне түсіреді :

1- й кезең - органикалық еріткішке ерітіндіден метал экстракциясы ;

2- й кезең - зкстракта бөліну және рафината ;

З - й кезең - реэкстракция - су ерітіндісіне экстрактіден метал аудармасы ;

4- й кезең - экстрагент технологиялық қасиеттерінің бұрынғы қалпына келу және қайтару оның процеске - цикл келесі .

Экстракция противоточныемен толассыз процестері үшеу үлгі аппараттарында жүзеге асырады : бағаналарда саптаумен немесе тәрелкелі бағаналарда тамыр соғумен ; үлгі экстракторларында « араластырғыш - тұндырғыш »; центрден тепкіштерді экстракторларда .

Экстракциялық жұмыс нәтижелілігі 1 бағана күшті жоғарылайды , егер сұйық фазаларға қайтқан - алға басқан тамыр соғулар хабарлау . Пульсационныхте бағаналарда бөліп тұратын тәрелкелермен күш жанында , бағытталғанда жоғары , тәрелкеге жоғарырақ орналасқанға саңылаулар арқылы органикалық фаза бұзып жарып өтеді . Саңылаулар арқылы үстіңгі жағынан төмен күш жанында төмен су фазасы орналасады . Тәртіпте бағаналардың жұмысы тамыр соғулармен үш бірге олардың өнімділігі жоғарылатады .

Іріктеу және металдардың шығару толықтығы экстракция жанында экстрагент лайықты және үйлесімді қышқылдық іріктеп алуымен жеткізіледі .

Экстракция өнімдерінің бөлінуі ( экстрактіні және рафината ) тұндырғыштарда өндіреді ( тығыздықтардың айырмасын қолдана ) немесе ректификаттықтарды бағаналарда , реэкстракциеймен мына операцияны бірлестіре .

Органикалық фаза Реэкстракциюі ыстық сумен , қышқылдардың ерітінділерімен жүзеге асырады , сілтілердің , тұздардың . Мына процес жүруінде органикалық фазаға метал кешендері қиратылады , және метал ноны бай ерітіндіге жаңадан кешіп өтеді , қайсының содан соң метал біреуінемен қатты фазаға бөлінеді суреттелгендердің тәсілдер жоғарырақ ( электролизбен , ерігішсіз тұнба білімімен және др .).

Сұйық фазалы экстракцияны қолданады технологиялықтарды схемаларда Ta өндірістері , Nb , In , , , Mo , Te , , Re .

Негізгі әдебиет 3[101-115 стр .],5[154-161 стр .]

Қосымша әдебиет 8[21-48 стр .]

Бақылау сұрақтар :

1. тәсіл гидрометаллургическогосы қандай көрсеткіштер негізгі адамгершіліктерге келеді ?

2. қандай аппарат қолданылады үшін жоғары температуралының сілтіден айыру ма?

3. қайда және қалай сілтіден айырудан кейін пульпаны бөледі ?

4. қандай тәсілдер равстворовтан металдардың шығаруы үшін бар болады ?

5. не сондай тазарту ?

6. қандай кезеңдерден сұйықталған экстракция түзеледі ?

Лекция 9. схема құрамында темірі бар шикізат өңдеулері . Шикізат дайындау технологиясы .

Лекция конспектісі

Құрамында темірі бар шикізат өңдеу схемасы . Нға дейін алты мың жыл қалай дегенмен адамзатқа белгілі темір болды . э ., метеориттер алдымен түрінде , ;8,5% Ni 90% Fe әдеттегі ұстаушылардың және 0,5% . Жер қабыққа қорлар бұларды нға дейін 15 жүз жылдық кешіктірмей кендерден қорытуға үйренді 2·103:1. темір металдарды көңіл болуға шамалау талапқа сай болады . э .

Таза темір – күміс тәрізді – ақ , жабысқақ және созымды метал , балқу жанында ол көлемде үлкейеді 4,4%.

Темір кеннің химиялық және минералогия құраммен келесі топтарға ұсақталады :

Ал ) магниттік тотық кендері без немесе железнякимен магниттіктер , олар 4; 3 O Fe түрінде қиын қалпына келтірілетін магнетитінің 50-60% без асырайды

Б ) сусыз тотық кендері без немесе железнякимен қызылдар , мынау айрықша бай кеннің ұстаумен без 50-70% 2 O Fe гематиті түрінде фосформен тазалықпен 3, құйып алады және күкіртке , бос тұқым – кремнеземистая ;

) су тотығы кендері без немесе железнякимен қоңырлар , олар бейшара , асырайды 25 50% без 2 Fe лимонита түрінде 2 O 3·3 H 2 O , попродамен бос сазды , кендер фосформен жиі ластанған , мышьякпен және күкіртпен ;

Г ) көмірқышқыл кеннің без немесе шпатовые железняки тұзда , олар темірмен бейшара , бірақ күкірттің және фосфор аз асырайды , жеңіл қалпына келтіріледі , 3; сидериті түрінде темір орнында болады

Д ) марганец кендер қосымшамен қызмет етеді , шойынға енгізушінің – ферромарганец өндірісінде негізгі материалмен . Марганец кендер минералдардан түзеледі : пиролюзиті 2, браунит Mn 2 O 3, манганит Mn 2 O 3· H 2 O , Mn гаусманиті 3 O 4.

Сәйкестікте лекцияда келтірілгенмен 4 схема өндіріс без , ал – болаттар қосады өзінені следуюшие төрт саты :

Саты : механикалы байыту және темір кендердің окускованиесі ,

Саты : тотықтардың бұрынғы қалпына келуін без және айырылу без бос пирометаллургическим тұқымдары тәсілмен - домналық балқытумен ,

Саты : жартылай өнім тазалауы - шойынның - жағымсыз қоспалардан алумен берілген химиялық құрам болаттары ,

Саты : болат әртүрлі маркаларының тұтыну қасиеттердің жақсару технологиялық қабылдауларының кешені онан арғы тазалау жолымен оның газды және металл емес қосулардан .

Қара металлургия кен шығатын базасы . Алуға арналған шикізат кім, не ретінде без темір кендерді қолданады , :1. сәйкестікте кен шығатын минерал минералогия үлгісімен төрт үлгіге бөледі железнякимен қызылдар - кен шығатын минерал - гематит – Fe 2 O 3,

2. железнякимен магниттіктер - кен шығатын минерал - магнетит - Fe 3 O 4,

3. железнякимен қоңырлар - кен шығатын минерал - гидроксидтер без - Fe 2 O 3· nH 2 O ,

4. сидериты - кен шығатын минерал - 3.

Темір кендердің болу және басқа бір түрлері : мартиты , полумартиты , титаномагнетиты және др .

SiОдан негізінде темір кендердің көпшілік бос тұқымы түзеледі 2, аздарды 2 сандарда қатысады .

Жиі темірлерді кендерде бар үмегендерді қоспа концентрацияларында :

- пайдалылар : Мn ; ; Сг ; Ni және др .;

- зияндылар : ; Р ; As ; Zn .

Тап осы кен шығатын материалдан домналық балқытуға шойын алу экономикалық нәтижелілігі екі фактор бірге әсерімен анықталады : кен құнымен металлургия кіріскен істе және оның металлургия құндылығымен ( см . лекцияны 3).

Кен сапа немесе оның металлургаческаясы құндылық , кен шығатын материал проплавкуына домналық цех шығындары анықтаушы ( кокс құны негізінде ), тәуелді болады :

- ұстаудың без ( санның бос тұқымның ),

- құрамның бос тұқымның : СаО көңіл болуларынан | SiО 2 және SiО 2| АI 2 Туралы 3( немен көбірек анамен жақсырақ ),

- зиянды және пайдалы қоспалардың ұстауының .

Ресей қара металлургия және Қазақстанды железорудногомен Отан шикізат жеткілікті қорларымен ие болады .

Домналық ошақтардың шихтасында минералды шикізат комплексті қолдануы мақсатымен домналық балқыту сырт өнімдері және басқа өндірістердің кетулері жиі қолданады , жоғары сан без ұстаушылар және басқа бағалы элементтердің : колошниковую шаң және скрап ( домналық цехтен ), қабыршақты ( жалға берілетін және темір соғатын цехтерден ), пиритпые шырақ тұқылдары ( күкірт қышқылы өндіріс кетулері ), қызыл шлам ( кетулер өндіріс глиноземногосы ) және др .

Саты - балқытуға темір кендердің дайындауы . Жоғары талап өте замандас домналық өндіріс материалдарға железоруднымға көрсетеді қыр өлшегіштік және химиялыққа құрамдарға , зиянды қоспалардың ұстауымен , беріктікпен , восстановимости . сондықтан практикалық барлық табылатын темір кендер дайындау толық кешеніне душар болады : ұсақталу , ұсақтау , грохочение , таптастыру , байыту , орталау , окускование .

Немен концентратта ұстау без жоғарырақ алуды қалайды , анамен кенді уатуға ұсағырақ келеді , анамен концентрат қымбаттау болып шығады және көбірек жоғалту оның құйрықтарда . Сондықтан әрбір металлургия кіріскен істе байыту үйлесімді шарттары анықтайды , қайсыларда домналық шойын ең аз өзндік құны болып шығады .

Қалай белгілеп қойған , железорудныймен ұсақ концентрат домналық балқытуда ортасыз қолдану үшін жарамдысыз - оның окусковывать керек алдын ала 20-40 мм . кен шығатын материалдардың окускованиясына арналған қара металлургияда агломерацияны және құйындылардың өндірісін қолданады . Агломерация мақсатымен ( бірігудің ) окускования тек қана емес келеді , сонымен қатар материалдардың металлургия қасиеттердің жақсаруы – күкірт қашықтауы , офлюсованиемен алдын ала , кесектердің нығайту , макропористости жоғарылауы . агломерат қолдануы домналықтарды ошақтарда орнына дымқыл кендер кокс шығынын төмендетеді 18-20% және өнімділік үлкейту 25%.

Окускования тәсілі таңдауы жанында келесі түсініктермен басшылыққа алады . Егер байытудан кейін концентраттарды грубозернистые болып шықса , анау агломерацияны әрқашан қолданады . Концентраттардың тонкоизмельченныхінен (-0,05 мм ) ана оқиғаларда әдеттегі құйындыларды өндіреді , қашан окускования фабрикасы домналық цехтің қашықтауында орнында болғанда ( горно - байытатын комбинат құрамында ). құйындылар жақсырақ ( қиратусыз ) теміржолдық көлікпен тасуды алып барады .

Агломерируемыйға жоғары қызулардың әсер кратковременностына байқайсыз материал (1,5-2,0 мина ), оған көп санды химиялық реакциялар және физикалық айналуларды өтуге үлгереді , агломерат сапасына әсер етушілер .

Агломерационным басқару негізгі технологиялық параметрі процеспен - мынау шихтада отын көміртек ұстау жөнге салуы . Жылу кен шығатын кішкентай бөлшектердің бірігуіне арналған қойылатын талап көміртек жануы жанында бөлінеді , ал құрылушы газды фаза мыналар жанында үлгілі бірдей концентрациялармен және вюстита біліміне 2 жағдай жасайды ( FеО ) 2 O Fе жарым-жарты бұрынғы қалпына келуі нәтижесінде 3 және Fе 3 O спекаемомда 4. Присутсвие FеО материалда балқыма алуы жеңілдетеді жоғары қызуларда салыстырмалы (12000 ) 2 FеО фаялита білімінің арқасында · SiО 2 немесе железокальциевых оливинов СаОх · FеО 2- х · SiО 2( агломераттардың низкоосновных өндірісі жанында ).

3; қайсысыз сан без будалар құрамына енеді офлюсованныхте негізгі сан без 2 O Fе ұстауы 4; бірнешенің азырақ 3 O Fе түрінде агломераттарда орнында болады - түрінде оливиновпен кальцийлердің . 4 3 O шихтада отын көміртегі ұстауы артуымен Fе концентрациясы үлкейеді және оливинов және гематит ұстауы аласарады - Fе 2 O 3. мыналар жанында агломераттардың беріктігі үлкейеді , бірақ олардың восстановимосты аласарады .

Екіншімен технологиялық фактормен процес агломерационногосы шихта негізділігін келеді . Фаялитпен қиын қалпына келтірілетін неофлюсованномда агломератта будамен келеді . өлшеммен шихта негізділік жоғарылаулары келесі фазалардың ұстауын жүйелі үлкейеді : оливинов → кальций силикаттардың (2 СаО · SiО 2)→ феррит кальцийдің ( СаО · Fе 2 O 3,2 СаО · Fе 2 O 3).

Жүруде процес агломерационногосы табысты ( кеннен күкірт 70-90%) алыстатылады - жанып кетеді ( 2). агломашин тәуліктік өнімділігі құрастырады SО түрінде газбен кетеді жанында 40 т | м 2.

Күйдірілген тотыққандарды құйындыларда кен шығатын фазамен ең басты гематит келеді ( FеО ұстауы жанында -2-3%). йтын фазаның аналар ғой , не және агломераттарда . Құйындылардың өртеуі жанында кеннен күкірт үлкен бөлімі газбен алыстатылады .

Сатыны - см домналық және болат қорытатын өндірісі . лекцияда 10.

Негізгі әдебиет 2[223-227 стр .],5[182-185 стр .]

Қосымша әдебиет 9[35-40 стр .]

Бақылау сұрақтар :

1. қандай негізгі топтарға темір кендерді ұсақталады ма?

2. қалай құрамында темірі бар минералдарды аталады ?

3. қандай тәсілдер балқытуға темір кендердің дайындауы үшін қолданылады ?

Лекция 10. технология шойын алуының және болаттың . Ферроқорытпалардың өндірісі . Түзу алу әдістері без .

Лекция конспектісі

Шойын алу технология және болаттың . Пісіру домналық шығаруға арналған негізгі агрегатпен темір кендерден без келеді . Домналықтарды құю кәсіпорны ошақтарда қорытады , передельные ( мартендер , бессемеровские , томасовские ) және арнайылар ( ферроқорытпаларға арналған ) шойындар . (0,8-1,0 т отын жоғары шығыны жанында құю кәсіпорны шойын қорытады 1 т шойынның ), ыстықта үрлеу және (0,6-0,9 т күйінді биік шығуы жанында | шойын ты ).

Бессемерский шойын футеровкой ащысымен конверторахте болатқа бөлісу үшін арналады және әуедегіде үрлеу . Оған ,0,6-1,5% Mn 0,9-2,0% Si болады , көбірек 0,07% Р емес және көбірек 0,04% S . емес

Мартен шойын болатқа өңдейді мартендерді ошақтарда . Қажет үшін оған болды 0,6-0,9% Si , ал фосфорды және күкірттің сәйкесті емес көбірек 0,3 және 0,06%. шығын коксті қоытпада 1 т шойынды құрастырады 0,5-0,7 т .

(10-12% Si арнайы шойындарға ферросилиций жатады ), айналы шойын (12-20% Mn ) және ферромарганец (60-80% Mn ).

Домналық процес ( шойын өндірісі ).

Домналық ошақ құрылғысы . Жұмыс принцибімен ол шахталық ошақтарға жатады . Ошақ горизонтальдық қимасы - шеңбер . Тік қимада бес элементтен түзелуге пісіру ( күріш .10.1).

Жоғарғы оның бөлімі колошникомды аталады ( ). бөліммен ең басты ошақта көлеммен шахта келеді ( Ш ), таныстырушы қиып тасталған конус . Ең кең бөлім - распар ( Р ) заплечикиде кешіп өтеді - З ( кері қиып тасталған конус түрінде ). ошақ ең төменгі бөлімімен көрік келеді ( Г ).

Күріш .10.1. Домналық пісіру

Ошақ негізімен фундамент қызмет етеді , түзеледі бірнеше қатар кірпіш высокоогнеупорного немесе көміртекті одақтардың биікпен 4-5 м . көрік металлоприемникадан түзеледі , қайда шойын және күйінді жинастырылады , және аймақ фурменнойы , қайда кокс өртенеді .

(30-40) көрік жоғарғы бөлімдері үлкен санды болады біркелкі таратылғандардың тесіктердің фурменных шеңберімен ( Ф ), арқылы қайсыларды айналма ауа құбырынан 5 қыздырылған ауа әперуге пісіру . Металлоприемника қалауы жуандықты болады 1,5 м . сырттан көрік 30 мм жуандықпен болат жапырақтардан сауытқа тұтқын . көрік қабырғалары шамотногомен жоғары сапалы кірпіштен ретімен айтып береді . 2-4 тесік көрік төменгі бөлімдері болады , арналғандардың шойын шығаруына арналған 7 және күйіндінің 6- летокпен шойындық және күйінділердің ( Л ) чугуновозныйда ожау 8 және шлаковозный -9. леткамен шойындық орналасқан 500 мм лещади жоғарырақ . леткимен күйінділер лещадинің 1,4-1,9 м биікте орналасқан . әрбір тесікпен водоохлаждаемую фурмумен мыс конустық летоктан болады . Шахта кірпіш шамотногосынан ақтарылған және металл қаптамаға тұтқын , құрылғылардың колошниковыхіне арналған тірекпен қызмет етеді . Құрылғы Колошниковыесі шихта тиеуі үшін қызмет етеді және газдардың бұруының . 4. қанаудың салқындау жүйесімен қамтамасыз етіледі ішінде бірнеше жыл қайсы ошақ ішкі бөлімі 3, амандық отқа төзімді кірпішпен ақтарылған

Шихтовыми домналық ошақ тиеуі 1 материалдармен скипами шығарылады аппарат засыпногосы үстіңгі жағынан арқасында 2, қайсы мыналар жанында атмосфераның оның ішкі кеңістігі пісіру және бөлектеуге герметикалық жабады .

Домналық ошақ шихтасы түзеледі үшеудің негізгі бөлімдердің , алынғандардың есептелген қатал айқын арақатынаста алдын ала :

1– железорудный материал - агломерат немесе құйындылар ;

2– кокс - энергия жылы негізгі қайнары , ол реагентті - қалпына келтіргіш ролі сонымен қатар орындайды ;

З - ісік – балқу температура төмен түскен материалы бос кен шығатын материал тұқымдары және кокс күлінің . Жиірек барлығы ісік кім, не ретінде ізбесті тасты қолданады , 96-98% СаСО ұстаушы күйіндіге металдан күкірт асуы сонымен қатар 3. мына оқиғада ісік СаОсы үлкейтеді , метал сапасы жақсарта .

Күріш .10.2. Тарату негізгі химиялық процестердің ошақ биігімен :1– аймақ берік фазалы бұрынғы қалпына келудің без ;2– аймақ шлакообразования ;3– аймақ коксті және балқыту сұйық өнімдерінің ;4– аймақ кокс жануының .

Жану процестері және домналық ошақтар қалпына келтіргіш газ білімдері . Кокс жануы фурмда болады , арқылы қайсыларды домналықты ауа түсуге пісіру , қыздырылған 1000-12000 . газдарда оттек ұстауы ошақ осына бағытпен азаяды ; ұстау 2 өседі , ал жеке реакциялармен көміртекпен әрекеттестік нәтижесінде содан соң азаяды :

+ Туралы 2= 2

+ 2=2

2 + Туралы 2=2

Жиынтық реакция кокс жану процесін қайтарады . Қалпына келтіргіштермен сутегі және көміртек тотығы келеді , (34,7% газдарда аса маңызды мағына сандық басым болады және болады және 65,3% Н 2). домналық ошақтар жоғары қызу ең – жану фокусында ара қашықтықта фурмның 700-800 мм , ол 1850-20000 С . жетеді

Тотықтардың бұрынғы қалпына келуін без және басқа қосулардың . Мінездемелімен домналық процестің артынан қалпына келтіргіш газдардың қарсы селімен үзілмеліліксіз және материалдардың шихтовых түсіруші әрекеттестігі келеді . Сатылы тотықтардың бұрынғы қалпына келуі без ағады – ең жақсы тотықтан металдың без : Fe 2 O 3 Fe 3 O 4 FeO Fe .

5700 температурадан бастай 3+ 2 O :3 Fe тотықтардың бұрынғы қалпына келуі без үш сатымен жүзеге асады =2 Fe 3 O 4+ 2,

Fe 3 O 4+ =3 FeO + 2,

+ = Fe + 2.

Без тотықтарға сатылы ұқсас марганец тотықтары қалпына келтіріледі :

2 MnO 2+ = Mn 2 O 3+ 2,

3 Mn 2 O 3+ =2 Mn 3 O 4+ 2,

Mn 3 O 4+ =3 MnO + 2.

Реакциямен жоғары қызулар жанында кремнезем бұрынғы қалпына келуі қатты көміртекпен болады : 2+2 = Si +2 .

Сұйық шойын Образоваиесі . Тотықтардың бұрынғы қалпына келуі без аяқталады 1100-12000 С . қатты темір қатты ерітінді білімімен көміртекті ерітеді – аустениттің :

3 Fe +2 = Fe 3 + 2.

Науглероженного балқу температура без көбірек аласа , немен тазаның без , науглероженное темірі сондықтан 1,5-2% , распара деңгейінде балқиды және тамшылармен кокс кесектерімен ағып кетеді , элементтердің карбидообразующих шойынына 307-4,2%. бары жетеді көміртек , шойында қайсы ұстау қосымша еріте ( марганецті , хромның ) шойында көміртек ұстауы жоғарылатады . Бары оған кремнийді , фосфорды және күкірттің көміртек төмендеуіне жағдай жасайды , 3 Fe жайып қоя және графит түрінде азат көміртек белгілей . Мынау шойын механикалы қасиеттері жоғарылатады .

Шлакообразование . 3,40-50% CaO 2 O 2,10-25% Al :30-40% SiO үшеу тотықтан негізінде домналық күйінді түзеледі ( марганецті , темір ( алғашқы күйіндіде 20%) силикат қосулар түрінде ). сұйық күйінді біліміне бірігуді бұрын болып өтеді және химиялық тотықтардың әрекеттестіктері , агломерация жанында басталады . Шойын құрамына тек қана емес Шлакообразование маңызды әсер етеді , сонымен қатар ошақ жұмысына бүтінде . Балқыту нормалы жүруіне арналған ол жабысқақ күйінді материалдардың шихтовых түсу , қозғалыс және газдардың таратуын бұзады 14500 С . температура жанында жидкотекучим тиісті болу , қабырғаларға жабысады , настыли құрастыра . көпшілікпен жабысқақтық көңіл болудан оны тәуелді болады . егер мына көңіл болу мөлшері бірлікке таяу , күйінді жидкотекуч жеткілікті .

Күріш .10.3. Домналық ошақ салуларының газоочистных кешен схемасы :1- газды клапандар ;2- газды ысырма ;3- дроссельные клапандар шлам шығаруына арналған ;4- құрылғы ;5- осветленная су .

Домналық немесе колошниковый газ домналық ошақ көрігінде құрылады . Газ орта құрамы :8-12% 2,39-40%( + 2),0,2-0,4% СН 4,57-58% N 2,2,5-3,0% Н 2. колошникуге подвижение өлшемімен газ құрамы алмастырады – азырақ тұрады , ал 2 көбірек . Көміртек тотығы өзгертусіз газ көлем жалпы көмірқышқыл газ білімімен жанама бұрынғы қалпына келуге шығын шығарады . Отын сияқты домналық газ қолданады .

Болат өндірісі . Алынған домналық балқыту нәтижесінде шойын қолдану шек қойылған облысын болады , дәл осылай қалай ол сынғыш , әсемдікпен ие болмайды , аласа екпінді беріктік болады . Болат қорытатын өндіріс мақсатымен келеді , негізгі материал сияқты шойын қолдана , қорытпалар алу - болаттың - маңызды жақсы механикалы қасиеттермен .

Болат қорытатын өндіріс принципшіл негіздері . Химиялық құрамдардың салыстыруынан шойын передельного және конструкциялық болаттың ( табл .10.1) көрініп тұр , не көміртек үлкен бөлім , кремнийді , фосфордың болат алуына арналған металдан қашықтатуға талап қойылады , күкірт концентрациясын төмендету . Шойын тотығуы жолымен болады мынау істеу : көміртек газға кешіп өтеді ( түрінде ), ал күйіндіге кешіп өтеді ( тотықтар түрінде ).

Сайып келгенде , бірінші болат қорытатын өндіріс принципшіл айырмашылығы домналықтың - мынау процестердің тотықтыратын мінез-құлығы .

Екінші айырмашылық томға түзеледі , не маңызды көбірек жоғары қызу болат өндірісі талап етеді , немен шойын өндірісі . Сәйкестікте күй-жағдай диаграммасымен « Fе - » қорытпада көміртек ұстауы азаюымен ликвидус температуралары маңызды өседі . 1580-1620° С . болат қорыту процесі нормалы жүруіне арналған метал температурасы тиісті болу

Химические составы чугуна и стали Таблица 10.1

Сплав	Содержание, %
	C	Si	Mn	P	S
Чугун	4,5	0,6	0,5	0,3	0,05
Сталь	0,3	0,2	0,5	0,04	0,03

Шойын химиялық құрамдары және болаттың кесте 10.1

Үшінші айырмашылықтарға өндіріс оқтын-оқтын мінез-құлығы келеді , қашан металлургия агрегатқа ( пісіру , конвертер ) шойын айқын сан және басқа материалдарды беріледі , және болатқа шойын бөлісуін жүргізуге бастайды . Өту бойынша қайсысызды уақыттардың , үшін қайсыны тотықтыратын процестер қажетті көлемде өтеді , дайын болат ошақтан босатады немесе конвертердің . Кейін ненің кезек балқыту басталады .

Айқын ерекшілікке байқайсыз конвертерде болат өндірістері , мартен ошақтар және электр пеште , бірдей негізгі химиялық процестердің мінез-құлық және технология элементтері болады үшін бұларды үшеу агрегаттың .

Болат қорытатын агрегаттардың шихтасы екі бөлімнен түзеледі : метал және металл еместің .

Металл бөлім негізін шойын және болат сүйменді құрастырады . Кислородно - конвертерномда шойын үлесі процесте жетеді 80%, мартенде - 60%, электросталеплавильномда -5%. зауыттарда толық металлургия циклмен ( қайсыларды домналық ошақтарды болады ) шойын болат қорытатындарды цехті сұйық түрде әпереді және миксерге құяды - үлкен ожау сыйымдылықпен 2000 т , қайда химиялық құрам тегістеу және әр түрлі домналық ошақтардан шойын температуралары болады және әр түрлі шығарулардың . Металлургия және машина жасайтындарды зауыттарда кесектер түрінде домналық ошақтарсыз қатты шойынды қолданады - торайлардың . Металлургия зауыттардың өздері болат сүймен қайнарларымен кетулерді келеді : ақаулы кесектер , скрап , жалға берілетін өндірісте обрезь , машина жасайтын зауыттардың кетулері : жоңқа , кетулер өндіріс штамповочногосы , сонымен қатар қызмет өтегендер металл бұйым өз мезгілі : машиналар , металлоконструкциялар , рельстер және т . п .

Вторчермета зауыттарында мынау болат сүймен арнайы дайындауды жүреді : түрлі түсті металдың тазалауын , ірі денелі бұйымдардың кесуін , жеңіл салмақты кетулердің пакетированиесі .

Ферроқорытпалар сонымен қатар болат қорытатын өндірістердің шихта металл бөлімдері апарып беруге болады , ашытқылардың және қоспалаушы компоненттер кім, не ретінде қолданылады .

Шихта металл емес бөлімі материалдарды үлгілермен екімен көз алдына келген : қатты тотықтырғыштардың және ісіктердің . Қатты тотықтырғыштар кім, не ретінде болат өндірісі жанында бай темір кенді , агломерат , құйындылар , жалға берілетін және темір соғатын өндіріс қабыршағын қолданады . Бұлар 3 2 O материалдар Fe үлкен санын асырайды және Fe 3 O 4. ізбесті тас түрінде негізгі ісікпен СаО келеді ( СаСО 3) немесе свежеобожженной құрту . Жоғарылауға арналған жиі күйінді жидкоподвижностисі бокситті қолданады ( ұстаушы жанында 50% Аl 2 O 3 және жүзу қанаттық шпат ( көбірек 90% СаF 2).

Бір шихтовымға негізгі талаптардан материалдарға - ең аз ұстауы 2.

Болат қорытатын процес жалпы схемасы . Дайын болат кезек шығаруынан кейін жаңа балқытуды келесі ретте өткізеді .

Завалка - шихта тиеуі пісіру немесе конвертер ; шихта қатты бөлімін басында толтыра артады : чушковый шойын , скраппен жеңіл салмақты , ісіктер , қатты тотықтырғыштар , ал сұйық шойынды содан соң төгіп алады . Сұйық шойын , төмен ағып кете , шихтаны кусковую тек қана емес жылытады , сонымен қатар науглероживает болат сүймен , балқу оның температурасы аласарады неге алғыс айта .

Өзіне меншікті металлургия процес шихта балқуынан басталады , нәтижесінде қайсының сұйық металл былау құрылады және оның балқытылған күйіндісі жабатын . Балқытуды мынауды дәуір жүргізеді барынша көпте жылы ошақ жүкті тиеуіне , оның ұзақтығы минимумге дейін қысқарту үшін . Жіңішке мынауды дәуір көрінетінмен жылдамдықпен шойын қоспаларының күйіп кету процестері жүруге бастайды .

Өзіне меншікті металлургия процес шихта балқуынан басталады , нәтижесінде қайсының сұйық металл былау құрылады және оның балқытылған күйіндісі жабатын . Балқытуды мынауды дәуір жүргізеді барынша көпте жылы ошақ жүкті тиеуіне , оның ұзақтығы минимумге дейін қысқарту үшін . Жіңішке мынауды дәуір көрінетінмен жылдамдықпен шойын қоспаларының күйіп кету процестері жүруге бастайды .

Тотықтыратын процес негізгі дәуірімен келеді , жүруде қайсыны алыстатылады - жанып кетеді - көміртек артық саны .

Процестерді схема жалпы , ағып жатқандардың мынауды дәуір , келесі бейнемен ұсынуға болады . Конвертерномда ( ең бұқаралықта ) болатқа шойын бөлісуі тәсілінде көміртек үрлеу газ тәрізді оттегі атмосферасында тотығады . Дәл осылай қалай барлық тотығу реакциялары экзотермикалықтар , анау мынауды дәуір метал температурасын маңызды жоғарылайды .

Пештерді тәсілдерде болат өндірістері ( мартенде , доғалық электрліктерді ошақтарда ) оттек түседі газды фазадан метал ( күйінді қабаты арқылы ). мына тәсілде метал көміртегі оттекпен нёмда растворённыммен әрекеттестік шотының артынан тотығады . Құрылушылар көбікшелер көміртек тотығуы жанында сұйық металл былау бетіне қалқиды , әсер жасай « қайнаудың » болаттың . Мынау процес болат сапасына пайдалы әсер етеді , құраммен біркелкі көбірек араластыру нәтижесінде болып шығады және температураға . Металл емес кішкентай бөлшектердің оның бетіне шығару сонымен қатар метал қайнауы маңызды жеңілдетеді .

Болат Раскислениесі . Оттек болатында растворённого нақты ұстауы тотықтыратын дәуір аяағына қарай ( қашан көміртек берілген ұстауы алынғанғанда ) болады 2-3 бір жоғарырақ тепе-теңдіктің - 0,02 0,08. болатта оттек сондай үлкен саны серьёзно тек қана емес оның механикалы қасиетінің төмендейді , сонымен қатар болат Маргіне керек алуға рұқсат етпейді « көміртекпен », дәл осылай қандай тіпті тоқтаудан кейін оттек түсулері метал сырттан көміртек жылдамдықпен көрінетінмен тотығуға жалғастырады .

Көрсетілген жою үшін негативтік құбылыс жоғарырақ , операцияны өткізеді , болат раскислениемін атайды . Болаттардың әр түрлі маркаларына арналған мамандарды раскисления әртүрлі тәсілдері қолданады : қоршап қамаушы , диффузиялық , өңдеумен синтетикалық күйінділермен немесе вакуумда . Распространённым ең раскисление қоршап қамаушыға келеді , қашан сұйық болатқа элементтердің үмеген сандары енгізгенде , оттекке биік ешпен көбірек қожалық етушілердің , немен темір немесе көміртек . Сондай элементтермен - ашытқылармен бола алады ( өлшеммен химиялық белсенділік күшейтулері ): Мп ; Si ; Al , сонымен қатар Тi ; Zr ; Са . раскисления нәтижесінде сан оттек растворённогосы төмендетеді тепе-теңдіктің ( ал кейде және төмен тепе-теңдіктің ). раскисления өнімдері 2, MnO кішкентай бөлшектерінің твёрдыхі түрінде , Al 2 O 3( тығыздық қайсылардың бірнеше бірдің болат тығыздығы азырақ ) күйінді қабатына қалқиды және кешіп өтеді .

Өкінішке , тотықтардың ұсақ кішкентай бөлшектердің бөлімі қалқып шығу аласа жылдамдықтары болаттан және остаётсяны бөлінуге үлгермейді оған металл емес қосулар түрінде . Қалай және газдар , металл емес қосулар болат сапасын төмендейді . Даёт маңызды жақсы нәтижелері АМС үлгісі комплексті ашытқыларының қолдануы ( алюминий қорытпа , марганецті және кремнийдің ). тотықтардың қоспасы бұларды элементтерді балқиды ; қағысу уақытына сондай тамшылардың болатында қозғалыс жанында олардың ағып келіп қосылуы болады , және қалқып шығу жылдамдығы маңызды үлкейеді .

Басқа бір түрлерін төмен суреттелген ( тәсілдер ) болат қорытатын өндірістің .

Бессемеровский процес . Бессемеровский тәсіл томға түзеледі , не сұйық шойын арқылы ауаны үрлейді , шойын қоспалары тотықтандыратын . Темір алдымен тотығады :

2[ Fe ]+ 2=2( FeO ).

Құрған тотық безі металмен араласады , темірде жарым-жарты ереді және күйінді фазаға әсіресе бөлінеді , темірлі күйінді құрастыра . Қоспалар тотықтырады ( кремний , марганец , көміртек ). қоспалардың құрылған тотықтары күйіндіні құрастырады . 15-20 минут ішінде үрлеу шығарылады конверторемен тік орналасқанда – үлкен болат жапырақтардан ретортаға , футерованной динасовым кірпішпен . Конвертора жұмысында үш дәуірді айырып танады : бірінші дәуір кремний жігерлі күйіп кетуімен сипатталады және марганецтің ( ұзақтық 3-5 мина .), Қыздырылған балқымадан екінші дәуірде 15000 С жылдамдықпен үлкен көміртек жанып кетеді , үшіншіде – көміртек күйіп кетуінен кейін кремний қалдықтарының тотығу және марнаца , күшейтілген тотығумен бірге жүрілуші без созылады ( ұзақтық 1-3 мина .). Ожау дайын метал сталеразливочныйда төгеді , ал күйінді – шлаковницуде . күйінді үлгілі құрамы :53-55% SiO 2,0,5-1,0% Al 2 O 3,18-22% MnO ,20-25% FeO . конвертора тәуліктік өнімділігі сыйымдылықпен 25-30 т құрастырады жанында 1200 т .

Томасовский процес . Томасом 1878 жылында конверторе негізінде фосфорлы шойындардың үрлеуі жүзеге асырылған болатын . үрлеу жанында ізбес тас үстейді және фосфор биік ұстауымен негізгі күйінділерді алады . Фосфор тотығады кейін тотығудың кремнийді , марганецті және көміртекті , кешіп өте күйінді түрінде Р 2 Туралы 5,3 · Р 2 Туралы 5 және 4 СаО · Р 2 Туралы 5. әдеттегі томасовский шойын асырайды 1,8-2,0% Р , кремний оған жағымсыз және тиісті болу емес көбірек 0,6%, ал марганец 1,3%. температура шойынды құюға конвертор құрастырады 1180-12500 С . үрлеу сондайды салқынды металды мүмкін алғыс айта аздың жабысқақтықтың фосфорлыны шойынды . Үш дәуірге сонымен қатар Томасовский процес бөліседі . Бірінші дәуірді без тотығумен мінездемелі , кремнийді және марганецтің . Екінші дәуір көміртекті тотығумен мінездемелі . Үшінші дәуір мінездемелі қарқындымен тотығумен фосфорды , толық ерітеді ізбес тас және құрастырады беріктер фосфаттар 3 СаО · Р 2 Туралы 5 және 4 СаО · Р 2 Туралы 5. үрлеуді аяқтайды кейін төмендеулер ұстаудың фосфорды 0,05-0,08%. Томасовский процес салыстыруға бессемеровским ұзақ және кемірек өндіргіш , бірақ рентабелді . Томасовские күйінділер 14-28% Р 2 Туралы тыңайтқыш кім, не ретінде ауылдық шаруашылықта 5 қолданады .

Және әйтеуір , жоғары сапалы болат алуына арналған её қоспалау , тты жүзеге асырады . е . неёде үстейді үмегендерді сандарда қоспалаушы элементтер : , Ti , Mn , Cr , Ni . ферроқорытпалар түрінде көп жағдайда оларды енгізеді . Қайсысыздарды оқиғаларда раскисления операциялары және қоспалаудың болат шығаруы дәуіріне өткізеді - ожауда .

Болаттың , алынғандар суреттелгендерге жоғарырақ әлдеқашан және кең қолданылатын технологияларға –« классикалықпен »( мартенге , конвертерному , ашық доғалықтарды ошақтарда ), конструкторлардың талаптарына сапамен жиі қанағаттандырмайды , өнеркәсіп жаңа бұтақтарына арналған өңдеуші құрудың : ядролық , ғарыштық , замандас өте жылдам көлікті және др . болат сондықтан , арналғандар жауапты бұйымдардың даярлауына арналған , қосымша өңдеуге душар болады , бағытталғанның метал онан арғы тазалауына жағымсыздардың ( зияндылардың ) элементтердің , ерітілген газдардың , металл емес қосулардың . Биік нәтижелілік растауына арналған дәл осылай аталатындардың « внепечных » келесі тап осы тәсілдерді болат өңдеулері ертіп әкелуге болады : айгөлектердің ұзақ өмірлігі , дайындалғандардың тәсілдермен внепечнымимен өңделінгеннің болаттың , үлкейді 10 бір ; 7 бір внепечной десульфурацииден кейін болат екпінді беріктігі өсті ( 0.025 0,002% S ).

Тәжірибеліде өңдеу внепечнойы келесі түрлерді қолданады : болат өңдеуі синтетикалық күйінділермен , метал өңдеуі вакууммен , болат үрлеуі салғырт газдармен , болат үрлеуі газо - ұнтақталған ағыстармен , электрошлаковый метал қайта балқытуы .

Болаттардың таптастыруы . Болаттардың сортаментпен кең қара металлургия өндіреді , айыратындардың механикалы , электрлік , магниттік қасиеттермен , беріктіктің химиялық әсерлер , жоғары қызуларға қарсы . Болаттардың таптастыруын келесі белгілермен өткізеді :

1) өндіріс тәсілімен : кислородно - конвертерные , мартендер , электродуговые , вакуумдық - индукциялықтар ;

2) дәреже раскисленности : тынықтар , полуспокойные , қайнап тұрғандар ( қайсыларды баяндалуларға құю дәуіріне тіпті көміртек күйіп кетуі созылады );

3) сапа ( күкірт концентрациясымен және фосфордың ): кәдімгі ( ұстау және Р 0,06%), сапалы және жоғары сапалы ( және Р кемірек 0,03%);

4) химиялық құрамға : көміртекті және қоспаланғандар ;

5) тағайындау : конструкциялықтар (<0,6% ), аспаптықтар (0,7-1,5% ) және арнайы тағайындау болаттары : рессорно - серіппелі , подшипниктер , штамповые , тоттанушысыз , қызуға төзгіш және қызуға төзімділер және др .

ГОСТом пайдалануы ыңғайлылығына арналған болаттардың таңбалауы анықталған . Дәл осылай , мысалы , СтЗ белгілейді - кәдімгі , конструкциялық болат , көміртек ұстауы 0,3%; УI 2 Ал - көміртекті болат ,1,2% , сапалы .

Болаттарда қоспалаушы элементтер орыс әліпбисі әріптерімен белгіленеді : Ni - Н ; Сг - Х ; - ; Мn - Г ; ; ; Тi - Т ; - Ф ; Аl - Ю ; . цифр алды әріптермен ұстау белгілейді жүзіншілерді пайыз үлестерінде ; цифрлер әріптен кейін - пайыздарда элемент ұстауы . Дәл осылай , болатта 8 Х 22 Н 6 Т болады -0,08%; Сг -22%; Ni -6% және Тi -1%.

Ферроқорытпалардың өндірісі . Ферроқорытпалармен қоспалаушы элементтермен без қорытпаларды атайды ( , , Ti , Zr , Nb , Cr және др .) немесе элементтермен - ашытқылармен ( Mn , Si және др .). қолдану олардың технологиялық процесте болат өндірістері көбірек ыңғайлы және көбірек пайдалы , немен таза элементтердің . - біріншілердің , ферроқорытпалар , ереже сияқты , балқу аласа температурасын көбірек болады , не сұйық болатқа олардың кіріспе жеңілдетеді . - екіншілердің , ферроқорытпалар маңызды арзандау , немен таза металдар , дәл осылай қалай кендерден ортасыз болып шығады .

Тотық түрінде сондықтан қоспалаушы метал кенде немесе концентратта орнында болады , анау балқытылған темірде еруге тап осы элемент бұрынғы қалпына келуіне және оның ферроқорытпалардың алу процесі апарылады . Соңғы жағдай процес нәтижелілігін маңызды жоғарылатады - идёт бұрынғы қалпына келуі көбірек жылдам және көбірек толық .

Осы шақ электротермиялық ферроқорытпалардың алу негізгі тәсілдерімен келеді және металлотермический .

Электротермиялық процес жанында балқытуды жүргізеді рудовосстановительныхпен қуатты доғалықтарды ошақтарда ( күріш .10.4), Толассыз тәртіпте әдеттегі жұмыс істеушілердің : отдозированные шихтовыелер материалдар толтыра артылады олардың проплавлениясы өлшеммен пісіру ; оқтын-оқтын қорытпа және күйінді босатылады арқылы ожауларға 2-4 ч . Қызу және ошақ ферросплавнойында шихта балқуын электрлік доғалардың жылу әсері нәтижесінде болып отыры , көмір электродтар арасында көрінушілердің және металл былаумен . Доғаның сондайларды ошақтарда шихта қабаты астында жанады , жабық сондықтан оларды атайды . Ереже сияқты , электротермиялық процесте қалпына келтіргішпен көміртек келеді .

Металлургияда әртүрлі ферроқорытпалардың кең гаммасын өндіреді : феррованадий , ферровольфрам , ферромолибден , феррониобий , ферросиликомарганец , ферросиликохром , силикокальций және др .

Барлық бұлар ферроқорытпалар алады электрлік доғалықтарды ошақтарда ( футеровкой көміртектісімен ), толассыз тәртіпте жұмыс істеушілердің . Кремний , марганец , хром металдарға трудновосстановимымға жатады , жоғары қызулар жанында сондықтан процес жүргізеді . Дәл осылай , ошақ кеңістігінде температура FeSi өндірісі жанында жанында 17000 С . бұларды шарттарда бұрынғы қалпына келу дәрежесі құрастырады : SiО 2-98%; FeО -99%; АI 2 O 3-10-55%; Р 2 O 5-100%. бұрынғы қалпына келтіргендер практикалық толық кремний және темір қорытпаға кешіп өтеді , ал алюминий , кальций , фосфор - жартылай ( басқа жарты буланады ).

Ферроқорытпалардың безуглеродистых алуы қажеттілігі жанында металлотермический тәсілді қолданады . Мына оқиғада қалпына келтіргіштер кім, не ретінде кремний , алюминийді әдеттегі қолданады немесе олардың қоспаның . Әдеттегі ферроқорытпалардың өндірісі жанында мына тәсілмен процес жүргізеді балқытуларды көріктерде , қайда қажетті процеске арналған жылу кремний тотығуы экзотермикалық реакцияларының жүруінде бөлінеді немесе алюминийдің .

Күріш .10.4. Үш фазалық болат қорытатын электрлік ошақ схемасы :1– дене ;2– жинап алатын күмбез ;3– бесік ( цилиндрлік бет );4– механизм ылдині , көтеруді және күмбез бұрылуының ;5– электрод ;6– электрододержатели ;7– құм затвор шихта тиеуіне арналған ;8,9– тесік ;10,11,12– футеровка ошақтың .

Өте маңыздымен жақсы нәтижелердің жетуіне арналған процес металлотермическогосы температуралардың реакция аймағында жасауды келеді , жеткіліктілердің реакция өнімдерінің балқуына арналған : бұрынғы қалпына келтірген металдың ( қорытпаның ) және тотықтың ( күйіндінің ) фазаның . Қалпына келтіргіш процестердің ағып өту биік толықтығын тек қана емес балқымаларда әрекеттестік қамсыздандырады , сонымен қатар метал келесі жақсы бөліну және күйіндінің .

Түзу алу әдістері без . Өндіріс дәстүрлі екі сатылы схема без ( болаттардың ), жеткен жетілгендік биік дәрежелері металлургтардың көптеген ұрпақтарының тәжірибе қолдануының арқасында , бүгінгі қара металлургия негізімен келеді - әлемде мына схемамен алады жанында 98% болат . Замандас металлургия агрегаттар - домналық ошақтар және оттек конвертерлер мол өнімділікпен ие болады - тәуліктерге метал 12-15 мың ттарына дейін .

Сонымен қатар , мынау әдіс парасатпен ішкі қайшылықтар асырайды , дәл осылай қалай принциппен жүзеге асады « екі адым алға - бір артқа »: бірінші сатыда - домналық балқыту жүруінде - тотықтардан бұрынғы қалпына келу без тек қана емес болады , сонымен қатар оның « перевосстановление »- тойдыру без көміртекпен . Мынау екінші сатыны ұйымдастыруға мәжбүр етеді - көміртек молдық қашықтау және қайсысыз басқа элементтердің тотығу жолымен .

Анау домналық балқыту екінші қайшылықтарына келеді , не алынғандар концентрат кішкентай бөлшектері темір кендердің терең байытуы нәтижесінде мөлшермен 0,05 мм азырақ , қабілеттілер қыздырылу және қалпына келтірілу үшін секунды жүзінші және мыңыншы үлестері , домналық процес газ қозғалысы шарттарымен окусковываться тиісті - агломератқа оларды айналдырады немесе құйындылар . Мыналар жанында кен шығатын материал кертартпа беті мың бірлерге азаяды , және жылыту процестері және бұрынғы қалпына келудің созылады бірнеше сағаттың .

Дәстүрлі технология келесі жетіспеушілігі томға болады , не бірінші саты - домналық балқыту - кокс қолданусыз мүмкінсіз . Тек қана емес бізде елде , сонымен қатар бәріне әлемде кокстаушы тас көмірлердің жетіспеушілігі сезіледі . Көптегендерді елдерде олардың жалпы жоқ . Кокстаушы көмірлердің қымбат шығаруы көбірек әрбір жылмен тұрады - негізгі көпшілік шахталық тәсілмен оларды жетеді , 1 км шахталардың мына тереңдігі жетеді және көбірек .

Коксохимиялық өндіріс металлургия зауыт жақын маңда экологиялық жағдайды парасатпен төмендейді . Жүйелердің қолдануына байқайсыз газ тазалаулары және судың , ауаға және заттардың адамына арналған зиянды көп суды тигізеді : күкірттің , фенолдардың , альдегидтердің , басқа органикалық қосулардың , канцерогендік қасиеттермен қожалық етушілердің .

Шойын үрлеуі жанында атмосфераға конвертеракта оттекпен без тотық кішкентай бөлшектерінің тонкодисперсных үлкен саны бөлінеді , не қоршаған орта экологиялық күй-жағдайы сонымен қатар шиеленістіреді .

Барлық бұлар проблемалар ғалымдардың және тәжірибелілерді үйіп-жийді - без металлургтарды алу жаңа әдістері өңдеу , өндірістердің домналық және коксохимиялық болу . Оған қарамастан барлық белгілі тәсілдер без домналық алу әзірше қымбаттау дәстүрлінің - екі сатылыны , жұмыстың олардың толық жетілдіруімен тоқталмайды .

Темір кендердің маңыз өңдеу тәсіл кричногосы томға түзеледі , не бейшара , жаман байытатын кен ісікті - ізбесті тас қосымшаларымен және қатты қалпына келтіргіштің - көмірдің өңделеді құбырлы айналғандарды ошақтарда . Процес уақытының артынан кен қыздырылады 13000 , көбірек мына темір қалпына келтіріледі 90%. қалған бөлім FеО түрінде әрекеттестік жанында кен шығатынмен тұқыммен полурасплавлснный күйінді құрастырады . Ақырғы өніммен крица келеді - тұқым бос қатып қалған көпшілігі , қайсыда без бұрынғы қалпына келтірген королектерді дақ түскен . Кейін ұсақталудың және магниттікті байытудың алады кричное темір , ұстаушы ,%: Fе -92-94, -0,5-1,5, -0,2-0,8 және 2-4 күйінділердің қосулардың . Крицамен сондай болатқа қайта балқытуға жүреді . Биік ұстауда көбірек бос крицу тұқымдары домналық бөлісуге бағыттайды .

Жалғыз түр бұрынғы қалпына келтірген алу бездоменного без іске асырылған өнеркәсіптілерді кәрі - Оскольском электрометаллургическомға Ресейде масштабтарда 1984 жылда комбинатта

Отынның және қалпына келтіргіш газ кім, не ретінде конверсиялаудан кейін табиғи газ қолданылады . Сүзумен басында реформера никельденген катализаторларының қатарынан шығу құтылуына табиғи газ құрамында күкірті бар компоненттерден алдын ала тазартылады арқылы « молекулалық елеуіш » адсорберлер арқасында , ал химиялық әрекеттестікпен содан соң ZnОмен . газда күкірт ақырғы ұстауы 0,0001%.

Алу өзгеше тазаның без . Техникалық таза өнеркәсіпті сорттың без , тәсілмен пирометаллургическиммен алынғандар , көбірек тазалық биік дәрежелері өңдеумен келесі химиялықпен электролиздік әдіспен алады 99,75-99,85%. темір тазалық дәрежесін болады .

Темір , электролизбен бөлінген хлорид ерітінділерінен немесе сульфаттың без , асырайды жанында 0,1% ;0,1-0,2% Туралы , сонымен қатар 0,015-0,05% S , егер тұндыру сульфаттан шығарылу . Без электролиздік алу жанында оған никель , кобальт , марганец қалады . Оттек қашықтауы сондайдың сутегімен без сұйық немесе қатты без өңдеумен жүзеге асады - өртеуден кейін 900-1400° құрғақ сутегі тогында оттек ұстауы аласарады 0,003%. күкірт без инеде марганецпен өңдеумен алыстатады құрту және жүзу қанаттық шпаттың . Sn қосымшасымен , Sb , Bi , құрушы ұшатын сульфидтер биік вакуумда сонымен қатар Десульфуризацию өндіреді .

Кабонилді әдіспен сонымен қатар биік таза темір алады - Fe ыдыратуымен ( )5 200-3000 С . бірақ және мына оқиғада қосымша өңдеу талап қойылады .

Негізгі әдебиет 1[236-242 стр .],5[214-238 стр .]

Қосымша әдебиет 9[311-325 стр .]

Бақылау сұрақтар :

1. қандайларды аппараттарда шойын қорытылады ма?

2. қандай домналық процесте без жүйеліліктер тотықтардың бұрынғы қалпына келуін жүреді ме?

3. немен шойын өндірісінің өндірісінің болат қорытатын құйып алады ?

4. не раскислениемен сондай болаттың ба?

5. бір түр болат қорытатын өндірістер және немен олар достың досы құйып алады ?

6. қалай болаттарды топтастырылады ?

7. не сондай ферроқорытпа және қайда оны алады ?

8. қалай таза темір алады ?

лекция 11. алюминий алуына арналған шикізат өңдеу технологиялық схемасы .

Лекция конспектісі

Кен шығатын база . Алюминий - ең көп таралған метал жер қабыққа , 8,8%. оның ұстауы құрастырады бірақ алюминий негізгі көпшілігі минералловпен әр түрлі үлкен сандар арасында ұмытшақ ( жанында 250). алюминий аз концентрациялары көпшілік бұларды минералдардың рентабелді өңдеулердің артынан емес . Өнеркәсіпті мағына болады тек корунды – Аl 2 O 3, бемит - AlООН , нефелин ( Na , )2 Туралы · Ал 12 O 3·2 SiO 2, гибсит - Ал 1( ол )3, каолинит - Ал 12 O 3·2 SiO 2·2 H 2 O .

Алюминий өндірісіне арналған негізгі кен шығатын шикізатпен бокситтерді келеді . Салыстырумен бокситтердің туған жерлерінің темір кендерінің туған жерімен , жарамдылардың өнеркәсіпті өңдеулердің артынан , азырақ және мөлшерлер олардың азырақ . Нефелиновтан сонымен қатар Ресейде алюминий алады . кестеде бокситтердің қайсысыз үлгілердің құрамдары 11.1 келтірілген және нефелиннің ,%.

Кесте 11.1

Себебі без металлургия жанында ретпен салыстырумен кері қабылданған алюминий тотығы трудновосстановимым , кендерден алюминий шығару ретін келеді - 2 O Аl басында 3 бөліп алады бос тұқымның , содан соң топырақтағы алюминий тотығы электролизбен қалпына келтіреді .

Бокситтер жаман баяды , процес сондықтан жиі химиялық байытудан лезде оларды өңдеулер басталады немесе Аl алуының 2 O 3.

Қайсы шақпақ тас модульмен атайды Аl алуы 2 O 2, 3. 3| SiO 2 O бокситтердің сапа өте маңызды мінездемесімен Аl көңіл болуы келеді ; бай кендердің артынан ол 10-15, бірдей үшін бейшаралардың 3-4. тәжірибе анықталған , не әртүрлілер сапамен бокситтер әр түрлі әдістермен мақсатқа лайықты өңдеу . Бай бокситтерден топырақтағы алюминий тотығы Байера тәсілімен шығарады - .11.1. өңдеу схемасы күрішке келтірілген

Тәсіл ойы томға болады , не алюминий гидроксидтері әсер жанында шоғырланған NaОН оларға натрий ерігіш алюминатын құрастырады :

Al 2 O 3· nH 2 O +2 NaOH =2 NaAlO 2+( n +1) H 2 O .

2. натрий силикаты әрекеттестігі жанында натрий алюминатымен ерігішсіз тұз құрылады Al боксит сілтіден айыруы жанында бір уақытта 2 O 3 ерітіндіге қайсысыз саны кешіп өте алады , түсетін тұнба . Мынау қосымша процес алюминий бокситінен шығаруды кемітеді , сілті жоғалтулары үлкейтеді , пульпа құрғатуы төмендейді . Боксит ұсақтауы жағымсыз күшті әсер бірге мынау СаО айқын санымен маңызды төмендетеді кальций ерігішсіз силикаты білімінің арқасында .

NaОН концентрациялары және температураның топырақтағы алюминий тотығы ерігіштігі өсу шегімен маңызды жоғарылайды ( 200-3000 С ). қандай белгілі , процестердің өткізуі су ерітінділерінің қатысуымен температуралар жанында жоғарырақ 100° мүмкін тек қана жоғары қысымдар жанында . 250° температуралар жанында бұл жағдайда бокситтердің сілтіден айыруы жүргізеді және қысымда 3 МПа ерекше герметикалық болаттарды ыдыстарда - автоклавтарда сыйымдылықпен 24-30 м 3. автоклав толассыз тәртіпте жұмыс істейді .

Сілтіден айырудан кейін автоклавтардан пульпа сепараторларға береді , қайда төмендеу нәтижесінде газ қысымдары қарқынды бу түзілу және пульпа салқындауын болады : бірінші сепараторда - 180, екіншіде ( атмосфералық қысым жанында )- екінші сепаратордан 105° С . пульпаны пульпа бөліну учаскесіне әпереді және сгустителиде ерітіндіні немесе гидроциклоны . ерітінді ақырғы бөліну және шламды вакуум - сүзгілерде болады . Тазартудан кейін шлам хвостохранилищада бағыттайды . қызыл шлам , 2 3,5-11% SiO 2 O 12-15% Al ұстаушы және жанында 50% Fe 2 O без шығаруға арналған шикізатпен 3 қызмет ете алады және алюминийді , сирек элементтердің .

Күріш .11.1. Аl алу технологиялық схемасы 2 O 3 Байера тәсілімен

Бөлімше шламнан ерітінді декомпозициюге әпереді - процес , жүруде қайсыны кристалдық бөліс болады ( ол )3. мына ерітіндінің артынан сумен сұйылтады ( төмендеу мақсатымен концентрациялары ) және суытады 50-55° С . бұларды қатты тойыған шарттарда ерітінді тұрады , және үлкен бөлімі ( ол )3 түсіп қалады тұнба . Шүрпі ерітіндісіне кіріспе нәтижесінде кристаллдану процесі тездетіледі - ұсақ кристалдарының ( ол алюминий гидроксиді ерітіндісінен )3. тұндыру декомпозерахте өткізеді - цилиндрлік резервуарларда биікпен 22 және диаметрмен 7,5 м ( сыйымдылықпен 1000 м 3). ұзақтық кристаллдану процесінің - декомпозиции 55-60 ч ( күріш .11.2).

Күріш .11.2. Учаске аппараттарының шынжыр схемасын ерітінді декомпозиции алюминатногосы :

1– декомпозер аэролифтныммен араластырумен ;2– гидроциклон ;3– сгуститель ;

4– вакуум - сүзгі ;5– репульпатор .

Алюминий гидроксид құрғатуы - 12000 температура жанында дәл осылай аталатын кальцийлеуді жүзеге асырады ( ереже сияқты , құбырлы айналғандарды ошақтарда ).

Байера процес көрсеткіштері :

- топырақтағы алюминий тотығы шығару дәрежесі -85-88%;

- салыстырмалы шығын 1 т топырақтағы алюминий тотығының : бокситтің -2,0-2,5 т ; -70-90 кг ; СаО -120 кг ;

- екі -7-9 т ; электр энергиясының -280 кВт ч .

Кремнеземистые бокситтер ( ұстауымен бірігу тәсілімен 2 көбірек 5%) өңделеді . Al бөліс принцибі 2 O 3 остаётся кенінен анамен ғой , не және Байера тәсілінде :

- ерігіш күй-жағдайға топырақтағы алюминий тотығы аудармасы ,

- шламның айырылу ерітінді алюминатногосы ( бос тұқымның ),

- бөлісі ( ол )3 ерітіндіден кристалдық тұнба .

Байера процесінің айырмашылықтары қажеттілікпен байлаулы бокситте 2 жоғары ұстауынан азат болу .

Айырмашылық бірінші . Al сілтіден айыруына арналған шихта құрамына 2 O 2 Na күйдіргіш содасы 3 енгізіледі 3, сонымен қатар СаО ізбесті тас маңызды саны , кальций ерігішсіз силикатына 2 тиісті байланыстыру . Сайып келгенде шихтаны құрастырады , молярлы арақатынастарды орындалған үшін :.

Келесі процестердің нәтижелілік жоғарылауына арналған даярланған шихтаны ұсақтайды жұмырларды содалы ерітіндіде диірмендерде .

Айырмашылық екінші . Байера тәсілінде Al химиялық әрекеттестігі 2 O 3 боксит және бір уақытта және натрий алюминаты ерітіндісіне аударма болады және бір аппаратта - автоклавта . Бірігу тәсілінде бұлар процестер бөлінген : в басында құбырлыларды ошақтарда жоғары қызулар жанында (1200-1250° ) химиялық процестерді жүзеге асады , ал 2. еруін содан соң өндіреді

Айырмашылық үшінші . Сондықтан жүруде бірігудің жоғары қызуларда реакциялар білімдер 2 және 2 СаО ·2 2 жүреді жеткілікті толық , жоқ қажеттіліктің өндіру сілтіден айыру жоғарылардың температураларда автоклавтарда - мынау процес табысты жүреді температураларда 70-80° ( және атмосфералықта қысымда ). мақсатпен артудың кертартпаның беттер пісірген құбырлылардың ошақтардың , нығыздалған және жарым-жарты ерітілген , душар болады ылғалға ұсақтауға жұмырлардың немесе өзектілердің диірмендерде содалыда ерітіндіде . Нақ мынауды уақыт және ерітіндіге 3 2 O Al негізгі сан асуы болады . Шлам бөлінуі барысында сілтіден айыру аяқталынады және ерітінді алюминатногосы .

Айырмашылық төртінші . Алюминатныхпен алынғандарды маңызды саны тағы ерітінділерде болады 2, не стандартты сапаның 3 2 O Al алуға рұқсат етпейді . Сондықтан ерітінділер Са ізбес сүтімен өңдейді ( ол )2 тұндыруына арналған 2 кальций силикаты ерігішсіз тұнбасы түрінде .

Айырмашылық бесінші . Сілті ерітіндісінде концентрация төмендеуі , ерітіндісінен құлау неге алғыс айта ( ол ерітінді путём карбонизациисін )3 өндіреді . Карбонизацию практикалық бактарда ерітінді үрлеуімен жүзеге асырады ( декомпозёраммен ұқсастардың ) сыйымдылықпен 500-600 м 3 құбырлы ошақтың түтіндік газдарымен ( бірігудің немесе кальцийлеудің ), 12-14% ұстаушылардың 2.

( ол )3 анау ғой , не және Байера тәсілінде .

Процес көрсеткіштері бокситтерден топырақтағы алюминий тотығы шығарулары бірігу тәсілімен :

- топырақтағы алюминий тотығы шығару дәрежесі -82%;

- салыстырмалы шығындар 1 т Al 2 O 3: боксит - жанында 3 т ; ізбесті тастың -1,3-14 т , -20-30 кг құрту ; соданың -180-200 кг ; шартты отынның 1,1- I ,2 т ; электр энергиясының 800 кВч · ч .

Нефелинов өңдеуін қайсысыз сандық өзгертулермен ұқсас схемамен жүргізеді . 2 O процес нәтижесінде Al басқа 3 және Na 2 тағы 3 алады және цемент ( 10 т үлгілі | алюминий ты ).

Металл алюминий алуы . Алюминий оттекке биік ешпен құйып алады . Және Н 2 3. бұрынғы қалпына келу 2 O күй-жағдайда емес Al алюминий қалпына келтіру ғой ең металл алюминий бұқаралық алуы нәтижелі тәсілімен электролиз келеді 2000° С . тек қана температуралар жанында жоғарырақ көміртекпен жүре алады .

Бірақ мүмкін , дәл осылай емес су ерітінділерінен электролизбен алюминий қалпына келтіру қалай том күштенуде , 3+ біріншімен катодта Н бөліну Al дәрежесі үшін талап қойылады +, маңызды аз электродтық потенциал бар болушы болады . Мынау кедергі жоюлады , егер электролиз балқытылған тұздардан жүргізу , иондық құрылым бар болушылардың . –3 NaF сондай балқыма негізімен криолит келеді · 3|

Температура оның балқудың 1008° С . жүйе эвтектикалық температура криолит - топырақтағы алюминий тотығы 937° С . 2 электролитінде әдеттегі қатынасушылар және балқу температурасын 2 тағы көбірек төмендетеді . Al шекті ерігіштігі 2 O 3 криолитте 1050° С -16%. 4-8%. балқымада топырақтағы алюминий тотығы ұстауы жанында тәжірибеліде электролиз жүргізеді

Жеткілікті электр өткізгіштік қамтамасыз етуіне арналған және сұйық алюминий электролиз нәтижесінде алшы 930-970° С . электролит жидкоподвижностисін температураны шектерде оны сүйейді ( tпл =660° ) жиналады подинемен көміртектіде , катод роль орындаушы . Оларға балқытылған электролит қабаты орналасады ( тығыздықпен 2,1 г үлгілі | см 3, тығыздық алюминийдің 2,3 г | см 3).

Анод шығындауы өлшемімен оны түсіреді , 4-5 см тұрақты межполюсное ара қашықтық сүйей . мыналар жанында анод жоғарғы бөлімі өсіп жетілдіреді , көміртекті көпшілікті самообжигающуюся қолдана . Бір электролизді былаулардың типо өлшемдерінен ішкі мөлшерлер болады : ен 3,8, ұзындық 10,0 м ; горизонтальдық қимада анод мөлшерлері 18 х 9,0 м ( күріш .11.3). Электролизерлер серияда әдеттегі біріктіреді 100-150 дана . Тәуліктерге бір жиналған вакуумдық насос арқасында былауда алюминий сорады . Былау өнімділігі 550- I 200 кг | сут .

Күріш .11.3. Алюминий алуына арналған электролизер схемасы :1– футеровкамен көміртекті ;2– футеровкамен отқа төзімді ;3– қатып қалған электролит ;4– балқытылған электролит ;5– көмір анод ;6– самообжигающаяся көміртекті көпшілік ;7– газоотвод ;8– қабат топырақтағы алюминий тотығының ;9– токоподводы .

Таза алюминий алуы . Суырылған қоспалар көп былаудан алюминий - шикізат асырайды , метал сапа төмен түскен : бөлінушілер катодта алюминиймен бірге темір , титан , механикалы қоспаның ( Al 2 O 3, карбид алюминийді , көмір кішкентай бөлшектің ), Н газдары 2, Туралы 2, 2, және др .

Әдеттегі қоспаның алюминий тазалауын хлормен метал қабаты үрлеуімен өндіреді . Құрылушылар қосу хлорлауы нәтижесінде бетке қалқиды , қайдан оларды алыстатады . 99,80-99,85%. алынған алюминий тазалықты болады

Күрделі қабылдаулармен көбірек биік тазалық алюминийі алады : электролиздік тазартумен (99,996%), зоналық балқытумен (99,9999%) немесе тазартумен . Соңғы түрде буға ұқсастар 3 немесе 3 1000° балқытылған алюминийдің үстінде өткізеді . Мыналар жанында тұрақтысыз қосуларды құрылады :

AlCl 3+2 Al →3 AlCl немесе 3+2 Al →3 AlF .

Келесі салқындау жанында 700° -99,99998%. таза алюминий өзгеше бөліспен реакция кері бағытта жүреді

Негізгі әдебиет 2[211-215 стр .],5[241-248 стр .]

Қосымша әдебиет 8[158-165 стр .]

Бақылау сұрақтар :

1. қандай кендер алюминийді негізінде алады ма?

2. қайда выщелачивают алюминийлік шикізат ? Не сондай шақпақ тас модуль ?

3. қандай аппараттар декомпозиции үшін қолданылады ?

4. немен бірігу процесінің Байера процесі құйып алады ?

5. қалай таза алюминийді алады ?

Лекция 12. мыс алу технологиялық схемасы .

Лекция конспектісі

Кен шығатын база . Көп таралғандықпен жер -0,01%( орын 22- е қабыққа мыс орынға ие болады без көбірек 5%). үмегендерді сандарда кендерді кездеседі , 2; табиғи мысты өте сирек тауып алады қайсыларды тотықтарының және СuО түрінде мыс қатысады ( метал түрінде ). табиғи мыс кендердің негізгі саны сульфид минералдардың түрінде мысты асырайды : 2, CuS , Cu 2 S . біреудің мыс кендердің ерекшеліктерінен олардың жинақтылығы келеді - кендерде мыс басқа Fe , Zn , Ni , Pb қатысады , сонымен қатар үмегендерді сандарда мейірбан және сирек металдар : Ag , Au , Se , Te және др . рентабелді көбірек жолай элементтердің шығаруы мыс өндірісін істейді .

Кендердің механикалы байытуы . Материалдардың смачиваемыхі жаман сульфид кен шығатын минералдар санға жатады , ал тотықтар бос тұқымның - смачиваемым жақсы . сульфид мыс кен сондай ерекшелігінің арқасында флотация әдісімен жақсы баяды . Мыс басқа кіріскен істердің қатарында алумен комплексті мыс кендердің байыту схемалары өңделген тағы және мырышты , қорғасын , никельденген немесе молибденді концентраттардың .

Штейна қоытпасының ( химиялық байыту ). тұқымдар екі балқыма алуымен мыс концентраттардың балқытуын болды бос ең мақсатқа лайықты тәсілмен негізгі саннан азат болу : штейна , мыс сульфидтері және без ұстаушыны , және күйіндінің , кремний тотықтарынан құрылушыны , алюминийді , кальцийдің . Тығыздықпен маңызды ерекшеліктің арқасында ( штейнада -4,8-5,3, ал күйіндіде - жанында 2,8-3,2 г | см штейна практикалық толық бөліну және күйіндіні 3) болады .

Пирометаллургическим концентраттарынан мыс алу принципшіл технологиялық схемасы тәсілмен , ең кең көп таралған металлургия тәжірибеліде , .12.1. күрішке келтірілген

Мыс концентраттардың тотықтыратын өртеуі . Жоғары қызулар жанында сульфаттардың қайсысыз саны құрылады : +2 O 2= CuSO 4(100-3000 C )

:2 CuS біркелкі температуралардың облысында элементтік күкірт білімімен ең жақсы сульфидтердің диссоциация реакциялары жүреді = Cu 2 S +0.5 S 2(400-4500 C )

Бірақ негізгі процестермен диссоциацияның тотықтыратын өртеу жанында өнімдердің сияқты жану реакциялары келеді , дәл осылай және табиғи сульфидтердің біліммен :

+1,5 O 2= CuO + 2(3500 C )

Күріш .12.1. Пирометаллургическим мыс өндіріс технологиялық схемасы тәсілмен .

Құрылған жоғары қызулар жанында диссоциация болады сульфаттар ертерек . 4 қарқынды ажыратылады ( диссоциация серпімділігі 1 ат бірдей .), 700° температурадан бастай , 4 температурадан қоспада 820° С . 400° С . мыс сульфаты температурадан ажыратылады

Барынша көп мүмкін температура жанында мыс сульфид кендердің өртеуі жүргізеді , доспен дос кен шығатын кішкентай бөлшектердің бірігу басымен анықталады . Кендердің көпшілігіне арналған мынау 9000 С . сайып келгенде , көрсетілген температура жанында 2 S өртеу қатты өнімдерімен Cu ең төмен сульфидтері келеді және және тотықтары ; Fe 2 O 3, Fe 3 O 4.

Бүтінде сульфидтердің тотықтыратын өртеуі - экзотермикалық процес , отын қосымша шығындарсыз сондықтан көп жағдайда өртеу жүргізеді . Сульфид кендердің өртеуі КС ошақтарында әдеттегі жүргізеді ( қабат қайнап тұрған ).

Үлкен саны барысында бөлінуші пайдалану маңызды элементпен сульфидтердің тотықтыратын өртеу технологиялары ұмтылуды келеді 2, қайсы қышқыл сернасымен алу үшін қолдануға болады . Дәл осылай , 100 кг өртеу жанында сульфид мыс концентраттың ( штейиге келесі балқытулардың артынан ) 2, сонша бөлінеді не қышқыл сернасымен 40-45 кг алуға одан болады .

Штейнге балқыту . негізгі химиялық процестердің маңызы , балқыту агрегатта ағып жатқандардың ( 14000 ), келесі бейнемен ұсынуға болады . Ең төмендер сульфидтер обожженых мыстардың концентраттардың Cu 2 және , бола жоғары қызулар балқудың (1130 және 11900 ) құрастырады балқыма - штейн . қатынасушы кен шығатында материалда тотық CuО айналдырылады Cu 2 Туралы жарым-жарты нәтижесінде диссоциацияның ( tразл =1000° ), жарым-жарты нәтижесінде бұрынғы қалпына келудің . Мысқа күкіртке үлкен еш сол себепті , немен без мыс сульфидизациясын болады . Жиыныда практикалық бәрі мыс штейнеде (99%) шоғырланады .

Екінші балқыма бір уақытта құрылады - күйінді , без силикаттардан негізінде құрылушы .

Күйінділерде бары температурамен аласамен облысқа олардың СаО үмеген сандары аударады олардың балқудың ( және жабысқақтықтың ). шихтаға мына мақсатпен ізбесті тас қайсысыз саны енгізіледі .

Күріш .12.2. Ванюкова ошақ схемасы :1– шахта ;2– подфурменная аймақ .

Процестердің тобына , балқыма көлемінде ағып жатқандардың , Ванюкова ошағында балқыту тәсілдері жатады ( күріш .12.2), Конвертерлерде ,« Норанда » және др . суреттеу арнайы әдебиетте табуға оларды болады .

Мыс алғашқы жазылған алуы . Алшы мыс сульфидтерінен негізінде штейн сульфид мыс кендерінің балқытуы нәтижесінде түзеледі және без . Мыс босатуы нәтижелі әдісімен ең без және үрлеу 1866 жылда тағы ұсынылған күкірттің болды ауамен штейнамен балқытылғанды – штейна конверсиялауы .

Термодинамикалық талдау көрсетеді , не 1200-1300° әрбір тепе-теңдік күй-жағдайында сульфидтерден ауа оттегімен тотығуға практикалық толық тиісті :

Арналған :∆ 01100=-354 кДж | күйе ; Cu арналған 2 S :∆ 01100=-243 кДж | күйе .

Бірақ ағып өту жылдамдықтары бұларды процестерді күшті айырады . Қалай шойын конверсиялауы процесі қарауы жанында белгілеп қойған , элементтердің тотығу жылдамдықтары екі фактор бірге ықпалын жасауымен анықталады : оттекке элемент ешімен және оның балқымада концентрациямен кертартпа бет жақын маңда . Екінің бәсекелес реакциялардан тап осы жүйелердің артынан қолайлы шарт көбірек без сульфид үшін болады .

Сайып келгенде , штейнамен мыс конверсиялау процесі екі кезеңге автоматты бөлінеді , біріншіде қайсылардың штейнадан алыстатылады - темір тотық түрінде күйіндіге кешіп өтеді , ал күкірт тотығы 2- газға . Тәжірибеліде Cu тотығуы 2 S басталады қалған концентрациялары 4%. бірінші дәуір аяғысы бойынша ( ұзақтықпен 8-20 ч ) железосиликатный күйіндіні құяды және қалған балқыманы үрлеуге бастайды - штейнмен ақ , пайыз оныншы үлестері ұстаушы . екінші дәуірге (2-3 ч ) күкірт практикалық бәрі газға алыстатылады , және металл мыс болып шығады : мынаны аталатын алғашқы жазылған мыс дәл осылай (96,0-99.5% Cu ) кешіп өтеді және барлық мейірбан металдар .

Штейнамен мыс конверсиялауға арналған агрегат кім, не ретінде әдеттегі 3-4 диаметрмен горизонтальдық цилиндрлік конвертерді алмастырады және ұзындықпен 4-9 м , сыйымдылықпен 100 т берумен жақ үрлеудің фурмы арқылы . фурм саны конвертер ұзындығымен анықталады ( жанында 50).

Таза мыс алуы . Алғашқы жазылған мыс асырайды 0,5 ло 4,0% қоспа , механикалы оның нашарлағандардың және әсіресе - электрлік қасиеттің . Ең нәтижелі тәсілмен мыс тазалаулары электролизді келеді . Қолдану жанында мыс ерігіш электродтары кім, не ретінде көрсеткіштер оны маңызды жоғарылайды , өтіп кеткеннің « атыс тазарту ». мына операцияны өткізеді шағылдырғыштықтарды ошақтарда , ұқсастардың анамен , қайсыларды мыс концентраттарды балқытады .

Бірінші дәуірге балқытылған мыс ауамен үрлейді . Нәтижесінде ненің мыс тотығы мысында ерігіш қайсысыз сан құрылады . Былау араластыруы жанында ол біркелкі бөлінеді бәріне метал көлемінде . Мыс тотығы реагентті - тотықтырғышты біреудің рөлін атқарады , оттекпен қайсыны қоспалық металдар мыста орнында болған тотығады : Fе , , Мn , Zn және др . тотықтар бұларды металдарды былау бетіне қалқиды , қайда олар ошлаковываются кварц ісікпен . Қиын алыстатылған қоспалардың санына жатады : Ni , As , Sb , Pb . Bi , Se , Te , Au , Ag және платиноиды алыстатылайын деп қалды .

Табиғи газбен металл былау үрлеулері екінші дәуірге жолмен мыс раскислениесін өткізеді . Құрылушылар 4 сутегі СН ыдыратуы жанында және 2 Cu қалпына келтіреді Туралы . мына операцияны атайды « дразнением ».

Ақырғы өнім - қызыл мыс - 0,2-0,8%, қоспаларды асырайды Au соның ішінде 0,04%; Аg 0,30%; Sе 900 0,03%. 900 х қызыл мыс пластиналарға төгеді және жуандықпен 40 мм , анодтар кім, не ретінде электролиз жанында қолданылады .

Ошақтардың рафинировочных күйінділері мыспен бай , сондықтан олар металлургия бөлісуге қайтып келеді , жиірек барлығы конверсиялау сатысына .

Мыс электролиздік тазалауы екі мақсатты ізіне түседі :

- биік тазалық мыс алуы , (99,94-99,97%); Отан және халықаралық стандарттардың талаптарына қанағаттандырғанның

- қымбатты және сирек металдардың шығаруы , қатысқандардың мыс кенде .

Электролиз жәшік үлгісі былауларында өткізеді ( ұзындықпен 4. ен 1 және тереңдікпен 1,25 м ), қайсыларды тік арқылы 30-40 катод бір орналастырады және анодтардың . Катодтардың беттері аралық ара қашықтық және анодтардың жанында 30 мм . таза катодтық негіз кім, не ретінде жапырақтарды қолданады ( электр желістінің ) мыстың жуандықпен 0,8 мм . 2 SO қосымшасымен 2 O 4·5 H мыс купорос ерітіндісі өзімен электролит ұсынады 4.

Тұрақты ток өткізуі жанында анодтар ереді , мыс иондары , катодты жетіп , қалпына келтіріледі , таза мыс қабаты катодтарда құрастыра . 5-7 сут катодтар өсіп жетілдіреді ., содан соң оларды шығарады және тазартудан кейін таза сумен кесектерге құюмен келесімен балқытуға бағыттайды - вайербарсы . анодтардың еру ұзақтығы жанында 20 сут . анодтардың қалдықтары ( скрап ) атыс тазарту ошағында балқытуға қайтарып береді .

Орнында болғандар әр түрліше қоспа анодтық мысының электролиз өнімдері арасында бөлінеді - белгінің тәуелділігінде және электродтық потенциал мөлшерлері .

Қорғасын өндірістері . Кендер және олардың дайындауы . Сульфид қорғасын кен ең алдымен металлургия өңдеуге қатыстырады . Олар металдардың - қоспалардың үлкен санын асырайды : As , Cd , Sn , Co , Mo , , In , Ge , Ta , Au , Ag . кендер тәсілмен флотационнымдарды жақсы баяды . Алынған концентраттар асырайды ортада .%:50-70% Pb ,12-14% Zn ,1.4% Cu ,3-7% Fe ,15-20% S .

Металл қорғасын алуы негізгі тәсілімен қалпына келтіргіш балқыту келеді шахталықтарды ошақтарда . Концентраттар агломерируются балқытуының алдында . ұсақ кендердің окускованиясына арналған және концентраттар тек қана емес агломерация қолданылады , сонымен қатар нәтижелі тәсіл сияқты қорғасын сульфидтерінің тотығуының ( және басқа металдардың ) және аударманың олардың тотықтарға . Қандай белгілі , агломерация жанында күкірт үлкен бөлімі газбен тотығады және алыстатылады .

Шихтада кокс шығыны жанында көңіл болумен газ 10-14% болып шығады 2: =1-2. сондай газ қорғасынды қалпына келтіреді , бірақ FеО қабілетті қалпына келтіру металдың без :

РbО + = Рb + 2;

2 РbО · 2+ СаО + FeО +2 СO =2 Рb + СаО · FеО · 2+2 2.

Балқыту нәтижесінде алғашқы жазылған қорғасын және күйінді болып шығады , без тотықтар ұстаушы , мырышты , кремнезем , сонымен қатар РbО қайсысыз саны . егер қорғасын агломератта мыс болу , анау балқыту жүруінде ещё және штейн құрылады ( мына мақсатқа арналған және шихтада күкірт қажетті айқын саны ).

Элементтердің - қоспалар көп алғашқы жазылған қорғасында болады - 2 7%. беру мақсатымен оған жақсы тұтыну қасиеттердің және Cu одан жүйелі алыстатылады бағалы металдардың шығарулары қорғасын көп стадиялы тазалауға , қайсы жүруде душар болады → аналар →( Аs , Sb , Sn )→( Аg ; Аu )→ Zn → Bi →( Са ; Мg ).

Штейн схемамен өңделеді , суреттелгеннің бөлімде « мыс өндірісі »( лекция 12). практикалық күйіндіге штейна конверсиялауы жанында кешіп өтеді барлық темір : мырыш бөлімі және қорғасынның . Возгоняется мырыш маңызды бөлімі ; 80% РЬ айдауларға кешіп өтеді . алынған көбірек 90% қорғасын ақырғы үрлеуден кейін өнім асырайды .

Алынған күйінділер өңдеуге пирометаллургическойларды душар болады – фьюмингованию , нәтижесінде қайсының мырыш , қорғасын , қалайы және басқа бағалы элементтерді олардан шығарылады . Фьюминговании жанында балқытылған күйінді қабаты арқылы ( 1200-1300° ) отын пылеугольного немесе табиғи газды толықсыз жану өнімдері үрлейді .

Күріш .13.1. Фьюмингі - процеске арналған құру схемасы :1– фьюминг өңдеуге ;6– күйінді сүзгілер ;5– рукавные әуедегі рекуператор ;4– ;3– қазан - утилизатор газ жағып бітуінің ;2– камера пісіру ;7– еңбек сіңірілген күйінді ;8– ұсталған айдаулар .

Құрылушы бұрынғы қалпына келу нәтижесінде газды селмен металл мырыш ошақтан буланады және ұшырылып әкетіледі . Бір уақытта айдауларға мырышпен Рb , Sп , Gені кешіп өтеді , 90%- In , анау , дерлік толық - Sе , аналар , Сd . онан әрі фьюмингі - ошақтан газдар камераны - суытқышқа тигізеді , қайда газда қалған ауа қосымша беруіне жанып бітеді және Н айдауларды 2, тотығады , қатты кішкентай бөлшектерге айналдырыла ( күріш .13.1). Ірі фракциялар жағып біту камерасында және қазанда - утилизаторда қоршап қамалуға шаңдат . Жіңішке шаң сүзгілермен рукавнымилерді ұстап алады . Ұстауда Zn және Рb негізгіде күйіндіде 16 және 2% кейін үрлеулер күйінді асыраған Zп -1,3 және Рb -0,3%. дәреже шығарулар біріктірді 85-95%. процес фьюмингования оқтын-оқтын ; ұзақтық операциялар үлгілі 1,5 ч .

Мырыш өндірісі . Сульфид комплексті кен негізінде металлургия өңдеуге қатыстырылады : мыс - қорғасын - мырышты , мыс - мырышты , қорғасын - мырыштылар . Байытудан кейін флотациямен концентраттар , содержа щие болып шығады .%: Zn -48-60, Pb -1,5-2,5, Cu -0,3, Fe -3-10, S -30-38. сонымен қатар , оларға Аg , Au , Hg , Ga , Te , Se , Tl және дрды қатысады .

Пирометаллургическое мырыш алуы . Мына технология негізінде кендерден мырыш шығарулары тазарту әдіс қолдануын жатады : бұрынғы қалпына келтірген температуралар жанында жоғарырақ 1000° мырыш лезде ғой буға ұқсас күй-жағдайға кешіп өтеді ( tкип =907° ) және газдармен пеш кеңістіктен ұшырылып әкетіледі , сайып келгенде бөліне қатты құрастырушылардың шихтаның . Ұстаушы кендерде күкірт қажетті физикалық - химиялық процестердің өтуіне кедергі жасайды , өртеу тотықтырғышы нәтижесінде сондықтан кендерден оны алдын ала алыстатады .

Бұрынғы қалпына келу операциясын және мырыш айдаулары реторталарда , электрлік және шахталық ошақтарда өткізеді . Тазарту әдістерімен Pb қалған қоспасының тазалауға , Cu , Fe содан соң конденсацияланған мырыш душар болады және ликвацияның .

Гидрометаллургическое мырыш алуы . Ресейде мырыш негізгі саны және әлемде тәсілмен гидрометаллургическим шығарылады .

Ерігішсіз қалдық сілтіден айырудан кейін вельцеваниеге бағыттайды - коксиком бұрынғы қалпына келуі 1100-1200° құбырлы ошақта мақсатпен мырыш доизвлечения , қорғасынның , кадмийді және ұшатын элементтердің . Технологияларға ұсталған айдаулар гидрометаллургическиммен комплексті өңдейді . Қалдықта вельцеваниядан кейін – клинкере - без басқа , бос тұқымдар Си , Аg , Au болады . мынау зауыттар өнім медеплавильныеге бағыттайды , қайда шахталық ошақтардың шихтасына қосымша кім, не ретінде оны қолданады .

Егер стандартты электродтық потенциалдармен соттау , анау су ерітінділерінен мырыш электролизі мүмкінсіз , дәл осылай қалай біріншімен катодта сутегі тиісті жақсы киіндіру , қайсының стандартты потенциал -0 - маңызды көбірек электроположителен , немен мырышта (-0,76 В ). бірақ табысты тәжірибеліде мырыш электролиз процесі жүреді . Мынау мырышта сутегі күшті зорлануымен байлаулы .

Мырышпен бірге металдар көбірек электроположительные барлық катодта бөлінеді : Си , Аg , электр желісті мырышты сапа нашарлаған , ерітінді алды сондықтан электролизбен қоспалардан мұқият тазалайды .

Мырыш сульфат ерітінді тазалауы гидролиттік тәсілмен өткізіледі ( Fе қоспаларынан , Аs , SЬ , Si ) және цементационным тәсілмен ( Сu қоспаларынан , Cd , Ni , Co ). қалған қоспаның , айналып жүруші ерітіндіде жинастырыла алады ( сілтілілер , Na , щелочноземельные Мg ), техникалық мырышты купорос өндірісіне айналып жүрулі циклден шығарылады .

Әдеттегі электродтық мырыш балқытуын жүргізеді индукциялықтарды ошақтарда . Гидрометаллургическом жанында тәсілде Zп өндірістері шикізат комплексті қолдану биік дәрежесін жетеді : иэвлечение құрастырады ,%: Zn -95-97, Сd -89-90, Рb -85-88, S -90, Сu -80-90. сонымен қатар , Аu , Аg , Hg , Ge , In , Tl , Se , Te шығарады .

Негізгі әдебиет 1[311-345 стр .],5[249-274 стр .],6[69-141 стр .]

Қосымша әдебиет 8[225-278 стр .]

Бақылау сұрақтар :

1. немен қалпына келтіргіш балқыту мақсаты болады ?

2. не фьюмингованиямен сондай ?

3. неге гидрометаллургическая мырыш өңдеуі көбірек использеутся тәжірибеліде ?

4. қалай таза қорғасын және мырышты алады ?

5. қандай түрде кенде мыс болады ?

6. не штейнмен сондай және күйінді ме?

Мыстың 7. алғашқы жазылған қандай компоненттер құрамда болады ?

8. қандай әдіспен таза мысты алады ?

Лекция 13. техника және автогендік әдістердің технологиясы сульфид шикізат өңдеулері ( ВП , ПЖВ , КИВЦЭТ , КФП және др .).

Лекция конспектісі

Металлургияда бас агрегаттары кім, не ретінде осымен орайлас проблемамен әлем елдерінің қатарында әуедегі бассейн тазалаулары шағылдырғыштық ошақтардың онан арғы қолдануы туралы сұрақты қойылған . Арзан процестердің өңдеуімен бір уақытта разубоженных тазалаулары 2 газ жаңа жасаумен жұмыстарды өткізілді , жетілген металлургия процестер көбірек , газдар күкіртті ангидридпен бай мүмкіндік беретіндердің алу , жарамдылар алуға арналған қышқыл сернасымен немесе элементарлық күкірттің , сонымен қатар басқа жақсарту техника - экономикалық көрсеткіштер . Зерттеуде нәтижесінде осы шақ көптегендерді елдерде ошақтар , өлшенген күй-жағдайда балқытатын сульфид концентраттарды жұмыс істейді жылығанда үрлеу және мыстың алғашқы жазылған лезде концентраттан алуды толассыз процестерді өткізіледі .

Автогендіктер ( отын шығындары ) балқыту әдістері сульфид мыс шикізат өңдеуі үшін қолданылады . Кинетикалық факторлар тек қана емес жаңа процестердің өңдеу негізіне тиісті , сонымен қатар көпшілікпен алмасу шарттары және жылу айырбастың . Макроучасткахте жылу және интенсифицировать шлакообразования процесі шоғырлау автогендік балқыту сульфидтердің тотығу реакциялары жылы күшті әсер қолдануы шотының артынан рұқсат етті , ал демек , және шихта балқу жылдамдығы үлкейту . Негізгі реакциялармен , жылу шихтасы балқуына арналған керек алу қамтамасыз етуші , пирит тотығу реакциялары есептеуге ереді және кремнезем қатысуында халькопириттің :

2 FeS 2+5 O 2+ SiO 2=2 FeO · 2+4 SO 2

2 CuFeS 2+4 O 2+ SiO 2=2 FeO · 2+ Cu 2 S +3 SO 2.

Жылы есеп-қисаптар , орындалғандар келтірілген жылы күшті әсерлер есепке ала реакциялар жоғарырақ , көрсетеді , не оқиғада техникалық оттек қолданулары процес жүреді отын шығындары , дәл осылай бөлінуші жылу сияқты жоғалтудың барлық толық компенсациялайды және температураға дейін балқыту өнімдері қыздырады , балқудың олардың температура асатын .

Концентрат балқытуы жанында , 20% халькопирит ұстаушыны және 70% пирит ауа жылуы талап қойылады 5000 , 50% пирит және 40% халькопирит ауа керек жылыту 6700 С . немен шихтада сульфидтер азырақ , анамен жылу температурасы жоғарырақ . Десульфуризации дәрежесі қаралатындарды балқыту түрлерінде вдуваемого санымен жөнге салынады ауаны пісіру ( оттектің ) және 85-90%. құрастырады

Автогендік процестерге жатады : өлшенген күй-жағдайда балқыту , кислородно - өлшенген балқыту ( КВП ), үрлеу жылыған ауамен ( финдық балқыту ), кислородно - шырақты балқыту ( канада балқытуы ), сұйық былауға балқыту ( ПЖВ ), КИВЦЭТ ( КИВЦЭТ - ЦС ), УОРКРА процесс , Норанда процесс , Мицубиси процесс және конверторахте балқыту .

Өлшенген күй-жағдайда балқыту . Мынау процес кең таратуды алды бәріне әлемде . Ауа атмосферасында шашыратылған кертартпа қабілеттілік үлкен қолдануы немесе концентрат кішкентай бөлшектерінің оттегінің тотығу процестерінің жылдамдық өкпек артуына ертіп әкеледі және сульфидтердің балқуының . Сульфидтердің тотығу маңызды жылы күшті әсері сонымен қатар барысында қолданылады , не отыннан жарым-жарты немесе толық бас тартуға рұқсат етеді . Өлшенген күй-жағдайда балқыту адамгершіліктердің қатарын болады :

- шоғырланған алыстаған газдардың тұрақты сел алуы (16-80% SO 2), жарамдылардың сұйық күкіртті ангидрид алуына арналған , қышқыл сернасымен немесе элементарлық күкірттің ;

- агрегат биік салыстырмалы өнімділігі ;

- процес толық автоматтандыру мүмкіншілігі ;

- десульфуризации биік дәрежесі (70-80%), не штейн мысы ұстауымен бай сәйкесті алуға рұқсат етеді және алғашқы жазылған мыс тіпті ;

- күкірт шығару биік дәрежесі ( жанында 90%).

1. Өлшенген күй-жағдайда балқыту процесі үш бір түрді болады :

2. Балқыту жылығанда температураға дейін 500-6000 әуедегіде үрлеу .

3. Балқыту жарым-жарты байыған оттек және жылығанда үрлеу .

Балқыту техникалық оттекте .

Өлшенген балқыту процесі концентраттардың толық кептірулері талап етеді . 120 тыс үлгілі өлшенген күй-жағдайда мыс концентраттардың балқытуына арналған ең ірі ошақтар құрастырады 0,1-0,4%. қуаттылық құрғақ материалда ылғал ұстауы құрастырады . жылға мыс ты штейнеде мыс ұстауымен . ауа жылуы кауперлерде жүзеге асырады .

Кислородно - өлшенген балқыту . Кислородно - өлшенген балқыту шихтасы мыс концентраттан түзеледі және кварцтың . Шихтаны ылғал төмендеуіне дейін екі сатыға кептіреді 0-0,5%.

Алыстаған газдардың температурасы жетеді 13500 , күкіртті ангидрид концентрациясы оған 70-75%. шығару штейнде мыстың 96%, дәреже десульфуризации 72%.

Күріш .14.1. Өлшенген балқытуға арналған ошақ схемасы :1– кислородно - әуедегі қоспа ;2– балқыту шахта ;3– тұнбалық аймақ ;4– аптейк ;5– қазан - утилизатор .

КИВЦЭТ . КИВЦЭТ – концентартовпен комплексті сульфид өңдеу тәсілі , техникалық оттекте камераға циклоннойда шихта балқытуын бір агрегатта біріктіретіндердің , балқымадан мырыш айдауын және гео конденсациясын сұйық метал , сонымен қатар күйінді бір уақытта кедейленуі мыспен , қорғасынға және басқа металдарға . Күкіртті ангидридтің 98%, штейнде мыс шығаруы құрастырады 80%.

Сұйық былауға балқыту . Сұйық былауға балқыту процесі – балқыту әдісі былау қарқынды барботажемі , жүзеге асатын жолмен үрлеу берулері балқыма қабатының астына . Агрегат масштабының тәуелділікте сульфид концентраттардың өңдеу процесі автогенностисіне арналған қажетті немесе жылыған үрлеу , немесе үрлеу , оттекпен байыған . Сұйық былауға балқыту процесімен дымқыл концентраттар өңдеуге болады . Қосулардың сұйық былауға балқыту жанында ұшатын металдардың айдау мүмкіншілік және олардың болады ( мырышты , қорғасынның , кадмийді және др .), егер балқыма қалпына келтіргіш газбен үрлеп тазарту .

1. УОРКРА процесі . УОРКРА процесі – концентраттардан мыс өндіріс толассыз процесі , балқыту процестері бір агрегатта мүмкіндік беретін сыйстыру , конверсиялаудың және күйінділердің кедейленуінің . Процес келесі ерекшеліктермен сипатталады :

2. Экзотермикалық реакциялардың көпшілігі балқыма былауында ағады .

3. Балқу аймақтарында балқыма былауы және конверсиялаудың турбулентті күй-жағдайда орнында болады , не оттек беруімен жетеді немесе оттекпен байыған ауаның , фурмы арқылы .

Штейна қозғалысы және алғашқы жазылған балқу аймақтарында мыстың және противоточное конверсиялауының күйінді қозғалысына .

УОРКРА процесі Гпен доктормен өңделген . Д . Уорнером ( Австралия ) күкіртті ангидридтің 98-99,5%. ұстау 1968 жылда алғашқы жазылған металда мыс ұстауы құрастырған алыстағандарды газдарда жетеді 90%.

Норанда процесі . Норанда процесі – бір агрегатта мыс өндіріс толассыз процесі , ұқсас конвертерге , қайсы бір соңыдан концентрат қоспа және кварц ісікті әпереді , ал басқаның мысты береді . Ауа үрлеуінің арқасында сульфидтердің тотығуы жүзеге асады , оттекпен байығанды , фурмы арқылы .

Штейномның үстінде және мыспен алғашқы жазылған ішінде барлығы процесті күйінді қабаты орнында болады , қозғайды олардын бір бағытта . Бай күйінді (8-10% Cu ) флотация әдісімен өңдеуге бағыттайды . Алғашқы жазылған мыс асыраған 98-99% Cu . реактор өнімділігі « Норанда »55 тыс . жылға мыс ты .

Мицубиси процесі . Мицубиси процес ерекшеліктері келесіде болады :

- барлық металлургия процестер – балқыту , конверсиялау және күйінділердің өңдеуі – жүзеге асады әр түрлілерді агрегаттарда ,

- толассыз алынған өнімдер ошақтан босатылады ,

- болу пісірулерінде противоточное орын штейна қозғалыс және күйіндінің .

Процес артықшылықтары : энергия үмеген шығын , аз күрделі шығынның , өнім аласа өзндік құн , күкірт шығару биік пайыз , мыс аз жоғалтулары күйінділермен . Шихта ауамен , байыған оттекпен үрленеді , сводовые фурмы арқылы . 98-99% Cu алынған алғашқы жазылған мыс асырайды .

Конверторахте балқыту . үрлеуге конверторахте концентраттардың балқыту процесі , байыған оттекпен концентрат высококремнистогосын өңдеу үшін қолданады ( джезказганского ). қоспада концентраттың құрғақ электр сүзгілердің шаңымен ұсатқышта чашевомға грануляциині ұшырайды . Үрлеуге конверсиялау бірінші дәуірінде тек қана түйіршіктелген концентрат өңдейді , оттекпен байығанда 25-30%. ақ төсек алуынан кейін гранулалардың тиеуін өндірмейді және процес конверсиялау жүргізеді әуедегіде үрлеу . Конвертор кен шығатын шикізат бөлінуі пирометаллургическогосы үшін мүмкін қолданған және сырт өнімдердің , негізі салынған металдардың әртүрлі ұшпалылығының және қайсысыз қосулардың ( мырыш сияқты , қорғасын , кадмий және ұмытшақ элементтердің қатары ).

Сонымен қатарға қаралатын автогендік процестердің көп санды артықшылықтарымен тәжірибеліде көрсетілген , не процестер механизируются жеңіл және автоматтандырылады , не қызметші қызмет етуші сан маңызды қысқартуға мүмкіндік туғызады .

Негізгі әдебиет 2[205-241 стр .],6[94-110 стр .]

Қосымша әдебиет 8[145-188 стр .]

Бақылау сұрақтар :

1. не сондай автогендік процестер ме?

2. автогендік процестердің қандай түрлері бар болады ма?

3. немен КИВЦЭТ процес ерекшелігі болады ?

4. немен автогендік процестердің артықшылығы болады ?

Лекция 14. алтынды өңдеу технологиялық схема және шикізат редкометальногосы .

лекция конспектісі

Алтын өндірісі . Шикізаттық база . Табиғатта алтын туған жерлерінің екі үлгісі кездеседі : тұрғындар ( кен шығатындар ), қайсыларды алтын кварцпен немесе сульфидтермен қауымдастырылған , және россыпные , құрылғандар тұрғын алтынды тұқымдардың атмосфералық қиратулары нәтижесінде және орналасқандар өзендердің арналарымен жаңа кендер түрінде . Бұларды туған жерлерінде алтын кішкентай бөлшектері азат күй-жағдайда орнында болады , тұқымдармен құм және саздымен тек қана араластырылған . Рентабелділермен кемірек 3-5 г емес өңдеуге арналған кендер , ұстаушы алтындар есептеледі | т (0,0003-0,0005%). алтын табиғилерді шарттарда табиғи күй-жағдайда орнында болады ( басқа элементтермен химиялық қосуларды құрастырмайды ), бірақ металдар әрқашан асырайды : күміс (1-10%), мыс ( көбірек 0,2%), темір емес ( 1%). мыс - никельденгендерді туған жерлерінде палладий қоспаларымен алтын кездеседі , родийді , платинаның . Ұстау алтын өзіне меншікті бөлінгендерді туған жерлерінің россыпных алтын кішкентай бөлшектерінің және алтын қосуларының 75-90%. мөлшер бидайдың дәндерлерінде құрастырады тұрғындарды колеблются кендерінде кеңдерді шектерде : 2 0,001 мм .

Алтын алуы басқа қайнарымен мыс металлургиясы өндірістерінің рафинировочных кетулері , никельді , қорғасынның және др келеді .

Технологиялық схема . Золотообрабатывающихпен замандастарды фабрикаларда негізгі процеспен кендерден алтын шығарулары цианирования процесс , тты келеді . е . еру оның циандыларды ерітінділерде ерітінді алтындыға айырылумен келесіде бос тұқымның . Бірақ көптегендерді алтынды кен оқиғаларында сонымен қатарға ірі алтын ұсақ кішкентай бөлшектерімен асырайды - көбірек 0,2 мм . ірі алтын баяу ереді циандыларды ерітінділерде , не шығарудың оның дәреже төмендеуіне жүргізеді . Сондайларды технологиялық схемаға оқиғаларда алтын ірі кішкентай бөлшектерінің шығару қосымша операциялары қосады : гравитация байыту келесімен алынған концентрат амальгамациясымен .

Кендердің механикалы байытуы . Алды байыту процеспен өзіне меншікті туған жерлерінің россыпных кендері сумен шайылады , ал алтын ұсақ кішкентай бөлшектері ең тұрғын туған жерлерінің кендері ірілікке дейін , лайықты мөлшерге ұсақталуға және ұсақтауға душар болады ( кейде -0,043 мм ).

(18-19 г алтын тығыздықтарының айырмасына үлкен алғыс айта | см 3) және бос тұқымның (2.6 г | см 3) өте нәтижелімен гравитация әдістермен кендердің байытуы келеді . Гравитация байытуға арналған құрылғылардың қарапайым үлгісімен шлюздарды келеді . Олар жантайған жазықтық өзімен ұсынады – тартпа , кесе- көлденең қайсының пластиналарды нығайған . Қоректену - алдын ала шайылған суда кен тартпа жоғарғы бөліміне береді . Су төмен ағып кеткен селі алып кетеді құм ұсақ өлшенген кішкентай бөлшектері және сазбалшық өзімен , ал ауыр минералдар алтынмен бірге - шлихи - көлденең пластиналармен кідіреді . Алтын шығару дәрежесі шлюздарда құрастырады ортада 40-50%. алтынды кендердің байыту тәжірибелісінде шлюздар басқа гравитация байыту көптеген басқа аппараттары қолданады : концентраторлы үстелдер , машина отсадочные , гидроциклоны , топтастырғыштар және др .

Концентраттардан алтын шығаруы . Концентраттардан алтын шығаруы амальгамациямен . Процес алтын кішкентай бөлшектерінің қабілеттіліктеріне негізі салынған сұйық қорытпа білімімен сынапта салыстырма жылдам еру – амальгаманың .

Кен түйіскен әрекеттестігі және сынаптың жүзеге асады өзекті немесе жұмырларды диірмендерде . 1 т кендер шығын шығарады 5 10 г сынаптың . 3-4 ч ішінде амальгамация процесі аяқталынады .

Күріш .15.1. Ленталық шлюз .

Тұқымның айырылуынан кейін амальгаманы жуып тазартады ( құм механикалы берілген кішкентай бөлшектерінің айырылуына арналған ) және сығады ( сүзеді ) тығыз мата арқылы немесе күдеріні бұрандалық престе . Сығылған сынап ұстаумен үлгілі 0,1% мейірбан металдарды процеске қайтарып береді , ал сығылған жартылай кепкен әсем амальгама , ұстаушы 20 50% Аu , түседі « отпарку »- реторталарда сынап айдауын жылыту жанында басында 350-400, ал содан соң 750-800° С . қалған суытылған ретортада алтын ұнтақтың немесе кішкене ерін түрінде ісікпен балқытады ( қоңырдың , содамен , селитрамен ). алғашқы жазылған алтын болып шығады .

Соңғы жылдары барлық ион алмасушы шайырлармен және белсенді көмірлермен сорбция әдісімен цианды ерітінділерден алтын шығаруы кеңірек қолданылады . Ең нәтижелімен түр болды , қашан контактіге сорбентпен ерітінді алтынды осветлённый емес ертіп әкелгенде , ал пульпаны ортасыз цианирования барысында . мынау әдіс - сілтіден айыру сорбционногосы - әдеттегі алды артықшылықтардың серьёзных қатары болады :

- идёт алтын сілтіден айыру процесі маңызды үлкен жылдамдықпен ;

- жоғарылаудың алтын шығару дәрежесі ( 10-20%);

- фабрика схемасынан цианированиядан кейін сүзу арбиған және қымбат операция және пульпа тазартулары шығарылады .

Дәл осылай сынап сияқты және цианды ерітінділер күшті улы заттармен келеді , кіріскен істерде , қайда алтынды кендердің өңдеуін жүзеге асырады , қызметші қызмет етуші жұмыс қауіпсіздігі қамтамасыз етуіне арналған ерекше өлшемдер қабылдауға ереді . Басқа іздеумен жұмыстарды тоқталмайды , алтын қауіпсіз еріткіштері көбірек . Алтын шығаруы шламовпен электр желістілердің . құрам мыс электролиз шламовы тербеледі кеңдерді шектерде ,%: Аg -4-24; Sе -3-12; РЬ -2-15; Аu -0.5-1,8; ана -0,5-4,0; Sb -4-10; Сu -15-40; Ni -6-12; Sn -1-4. бөліс селеннің ;2) шығару мыстың :1) қашықтау үш кезеңге жүйелі шламовтан алтындар өндіреді ;3) күміс алтын қорытпаға тотықтыратын балқыту :90-94% Аg және 2-6% Аu және күйінді , теллур ұстаушы .

Таза алтын алуы . Аффинаж ең жақсы тәсілімен - мейірбан металдардың бөлінуінің және алудың олардың таза түрде - электролиз есептеледі .

Күміс - алтын қорытпадан электролиз басында арқасында күмісті шығарады . Платина күмісімен бірге мыналар жанында катодта дәреже ескертуіне арналған арнайы өлшемдерді қабылдайды және палладийдің . Күміс сынауды электролиз жүруінде 999,7-999,9. алтын азотқышқылды күміс ерітіндісінде ереді және шламға кешіп өтеді . Кейін шлам химиялық өңдеулері ( қоспалардың барынша көп мүмкін сан қашықтауына арналған ) алтын анодтарды оны балқытады және әзірлейді . Алынған алтын екінші электролиз жанында ( 4-+3 е → Аu +4 Сl ), переплавляют индукциялықтарды ошақтарда . Алтын сынауды алтын электролизінің 999,8-999,9. шлам платиноидов шығаруына арналған шикізатпен қызмет етеді .

Уран өндірісі . Белгілі жанында 200 минерал уранның . Тотықтардың топ өте маңызды минералдарына уранинит жатады – 2, және настуран ( уран шайыр )- 3 O 8. бейшара уран кеннің -0,005-0,5% U 3 O 8. байыту механикалы әдістері жақсы нәтижелерді бермейді .

Химиялық концентрат алуы . Кендерден уран шығаруына арналған қолданады , ереже сияқты , сілтіден айыру тәсілі минералды қышқылдардың ерітінділерімен немесе соданың . Кейде кенді органикалық қосулардың қашықтау мақсатымен алдын ала күйдіреді , мышьякты , күкірттің , 2, карбонат .

Сілтіден айыру қышқылдармен ( күкіртті , азоттық немесе олардың қоспасы ) қолданады . күкірт қышқылыларды анион түрінде ерітінділерде уран орнында болады . Сілтіден айыру жанында сода ерітінділерімен ерігіш тұз құрылады :

3+ ЗNа 2 СO 3+ H 2 O = Na 4[ UO 2( CO 3)3] р - р +2 NaOH .

Ерітіндіден уран шығаруына арналған сорбцияны әдеттегі қолданады . Уран десорбциясын шайырдан аммоний нитраты ерітінділерімен өткізеді . Ерітіндіден уран бөлісі аммиак қосымшасымен жүзеге асырады — аммонийдің диуранитпен аса ерімейтін тұнба түсіп қалады . Тұнба қыздыруынан кейін , бөлімшені ерітіндіден , химиялық концентратты алады .

Металл уран алуы . 3, өнеркәсіпті тәжірибеліде металл уран емес мақсатқа лайықты қалпына келтіру ал 4, қайсы келесі бейнемен болып шығады :

3+ H 2= UO 2+ H 2 O 450-6000 , 2+4 HF = 4+2 H 2 O 450-5000 С .

Бұлар процестер ошақтарда немесе КС ошақтарында трубчатыкта өткізеді . қоспалардың ұстауы алынғанда пайыз мыңыншы үлестері 4 құрастырады . Тәсіл бұрынғы қалпына келу кальциетермическогосы кең қолданылады : 4+2 Ca = +2 CaF 2.

Бөлінуші жылулар жетеді үшін реакция өздігінен пайда болатын ағып өтулері және электрлік ұшқын арқасында ішінде гты 2. жағады уран қызуының және күйіндінің балқуға дейін (14500 С ). бұрынғы қалпына келу тоттанушысыз болаттан инелерде , футерованныхтерді өткізеді немесе тез тұтанғыш қоспамен ( Мg + Н 2 O 2). мына тәсілмен көпшілікпен уран кесектері алады 100 кг .

Күріш .15.2. Уран балқытуына арналған вакуумдық индукциялық ошақ схемасы :1– қақпақ түйрей ;2– графит тигельдердің ;3– тығын цирконий тотығынан ;4– экран ;5– баяндалу жоғарғы бөлімі ;6– рычаг қосу ;7– баяндалу төменгі бөлімі ;8– индуктор .

Айқын артықшылықтың салыстырумен суреттелгенмен тәсіл бұрынғы қалпына келу магниетермическогосы болады . Процес өткізеді болаттарды инелерде ( күріш .15.2).

Герметикалық жабық инелер орналасады пісіру , жылыту жанында 600-7000 реакция басталады , аяқталады үшін 1 минут . Уран алынған кесегі салқындаудан кейін күйіндіден жеңіл бөлінеді .

Негізгі әдебиет 4[191-215 стр .],5[290-299 стр .],6[274-283 стр .]

Қосымша әдебиет 10[355-384 стр .],11[152-188 стр .]

Бақылау сұрақтар :

1. қайдан алтын алуына арналған шикізатты алады ?

2. қалай амальгамаларды алады және өңдейді ?

3. қалай уран концентраттар және металл уранды алады ?

Лекция 15. схема металлургия кіріскен істің . Кіріскен істердің түрлері . Металлургия кіріскен істердің қосалқы қызметтері .

Лекция конспектісі

Өткен жүз жылдық басында машина жасау дамуымен , автомобильдік және теміржолдық көлікті , авиацияның және әскеринің техниктер жаңа материалдарды керек болды – металдар және қорытпалар . Және ана уақыттардан байқайсыз химиялық технология замандас табыстары , жаңа синтетикалық материалдар , қасиеттердің кешені тұрақты жеткізіп берушінің , ағаштың металдары айыратын , тасты , пластмассалардың және басқа қатты денелердің , металлургия өндіріс масштабтары барлық үлкейеді .

Шек қоюдың металлургия облысы химиялық технологиялар сияқты , металлургия зауытқа шикізат жеткізуін оны есептеу баспен ереді , ал жиынымен – тазартылған метал беруін немесе сортты қорытпаның кесектердің , гранулалардың , кесектер түрінде , немесе стандартты мөлшер ұнтағының ( іріліктің ). бірақ тәжірибеліде металлургия бұтақ мынада шектелмейді . Апарып салуды кенді жер қойнауларында оны керек анықтамас бұрын , бетке апарып салу және өңдеу . Бірақ геология және таулы іс бөлек өзімен-өзі бұтақтармен болат қазір , шекаралар олардың жалпы дамуынан осында тәуелді болады .

Кен өңдеуінің алдында уатады , ұсақтайды және байытады , улаляя тұқым бос бөлімі олардан . Алынғандар кейін мына концентраттар окусковать кейде ыңғайлы – бірігумен , брикеритованием ірілендіру немесе тәсілмен басқалармен . Металдардың қоытпасының кендердің күрделі даярлайтын өңдеулері талап етеді , байлаулылар химиялық құрам өзгертуімен және шикізат агрегаттық күй-жағдайлары .

Тұрақты өсу шегі металдардың қоытпалары біздің планетамыз жер қойнауларында шикізат қорлары әлсіретеді және біреудің негізгі мақсаттардан кендердің үнемді , комплексті қолдануы қазір болды – шығару олардан барлық бағалы құрастырушылардың . Қажеттілер үшін мынаның жолай және қосалқы бөлісулер металдардың алу технологиясын күрделендіреді .

Металлургия өндіріс кетулері жиі ұлы , әсіресе бейшарада шикізат . Күй-жағдайда оларды қажетті лақтырып тастау , ластайтында орта қоршаған емес – атмосфераны ( газдар ), топырақты ( қатты кетулер ), судың ( шламы , өндіріс судың ). үшін мынаның ерекше қосымша өңдеу талап қойылады , көрінетін күрделенген және удорожающая өндіріс .

Дайын , тазаланғандар қоспалардан металдар қысыммен өңдеуге ұшырайды – темір соғуға , штамптауға , жапырақ даярлауына арналған прокаткаға , проволки , профильдік дайындаулардың , немесе басқа элементтермен ағызады , кесектердің немесе стандартты түр жартылай фабрикаттары түрінде қорытпалар ала .

Әрбір металлургия кіріскен іс ұйымы мүмкінсіз жеткілікті дамыған энергетикалық базалар , қуатты транспорттық құралдардың , су және адам қорлардың .

Сонымен қатар , техникке керек жаңарту металлургияны дамыту үшін , жаңа технологиялар енгізу , еңбек өнімділік , өнім сапасы жоғарылату – барлық мынау әрбір бөлісу ғылыми , техника - экономикалық талдауының талап етеді .

Түрлі түсті және қара металлургияның жаңа ғылыми - негізді , механикаландырылған және автоматтандырылған бөлісулердің игеру қажеттілік , шығындардың төмендеулері және металдардың сапа жоғарылаулары және өндіріс нәтижелілігінің , сонымен қатар өнеркәсіпті қайнарлардың жоюы қоршаған орта ластанулары – мыналарға металлургия кіріскен істің барлық маңызды талаптарға бағынышты .

Егер . металлургия малопроизводительным , қолдық еңбекпен болды , анау қазір ол крупннейшим өнеркәсіп күрделі отраслемі , жан-жақты механикаландырудың және өндіріс автоматтандыруының , отын үлкен шығындарының , электр энергия және химиялық реагенттерді талап ететінді .

Өнеркәсіп дамуы соңғы жүз жылдықтар ішінде бірнеше , соның ішінде және металлургияның , агрегаттардың жеке қуаттылық артуы жол-жөнекей келе жатқан және определённыхте өндіріс концентрациялары өнеркәсіпті аймақтарда . Мынау биік экономикалық көрсеткіштер көбірек жетуге жағдай жасаған . Металлургия өндіріс концентрациясы мінездемелі болатын және Отан металлургияға арналған . 30-50 гг . бүгінгі Росии аумақтарына өткен жүз жылдықтар металлургия комбинаттарды жасалған болатын және жұмыс істейді қуаттылықпен жылдық болатпен 4-8 млн . тонналардың : Магнитогорский , ұсталық , Нижне - Тагильский , Череповецкий , батыстағы - сібір , липецкілік және др ., ал Қазақстанда жұмыс істейді « Испат - Карметкомбинат »( Темиртау ).

Үшін Отанның түрлі түсті металлургияның , салыстырмалы бейшара кендер өңдеушінің , горнообогатительными аралық тар байланыс әсіресе мінездемелі және өзіне меншікті металлургия кіріскен істермен , бірыңғай өнеркәсіпті кешен мәнмен таныстырушылармен . Құрылысты бірлікпен ең басты түрлі түсті металлургияның , кездейсоқ емес , комбинаттарды горнометаллургические келеді .

Күріш .16.1. Металлургия комбинат құрылымы аяқталған металлургия циклмен : - кіріскен істердің тобы , домналық цех шикізатпен қамтамасыз етушілердің ; – негізгі металлургиялар цехтің ; – қосалқылар цехтің .

Бірақ әрқашан емес ұқсас кооперация экономикалық мақсатқа лайықты . Металлургия өндіріс биік энергия сыйымдылығы оқиғасында оның арзан электр энергиясы қайнарлары жақын маңда орналастыру . Дәл осылай , мысалы , алюминийлік өнеркәсіптер таулы және металлургия кіріскен істердің орналастыруы жанында түседі . Мына бұтаққа арналған түрлі түсті металлургияның таулы кіріскен істердің біріктіруі мінездемелі топырақтағы алюминий тотығы өндірісімен , ал зауыттар қуатты электр станциялары жақын маңда металл алюминий өндірісімен орналасады .

Осыған орай металлургия комбинат күрделі ұйымдық құрылыммен ие болады . Суретте аяқталған металлургия циклмен комбинат құрылысты бірліктері аралық өзара байланыстардың схемасы 16.2 келтірілген ( болаттан дайын өнімді шығарушымен : рельстер , арқалықтар , швеллерді , жапырақ , сымды , құю кәсіпорны бұйымдар және др .)- негізгі металлургия бөлісулер және бөлек цехтер аралық технологиялық байланысты көрсетілген .

Осымен орайлас машина жасау көрсетілген , шұғылмен кіріскен істерде кері мақсат тұрады - өнеркәсіпті өндіріс бөліп жайғастыруы - металлургия кіріскен істердің маңызды сан жасау путёмы үмеген қуаттылықтың , қашан қызметтің олардың табиғат жағымсыз зардаптар қабілетті нейтрализациялағанда . Сондай мини - металлургия зауыттар шешуге істей алады және басқа проблеманы - ел аудандарының металлопродукцией отдалённых шапшаң қамтамасыз етуінің , сонымен қатар проблеманы аудандарда металлоотходов өңдеулері дамыған машина жасаумен .

Көптегендерді оқиғаларда сондай мини - металлургия зауыттар , қалай тәжірибе көрсетеді , бәсеке қабілетті әбден болады . Мынау мүмкін шығару ұйымы жанында сортаментамен тар , мамандандырылған өнім көбірек . Кіріскен істің үмеген қуаттылықтар базар жылдам алмастырылған талаптарының шарттарына жақсырақ лайықталған - металдардың номенклатура жылдам алмастыруына қабілетті және металл бұйымдардың . Үшін мини - және микрозаводов ( қуаттылықпен жылдық 5-50 тыс . т металлопродукции ) салыстырмалы үмеген ақша қаражатын жұмсауларды талап қойылады , возратпен жылдам олардың болады пайда түрінде . Сондай кіріскен істердің құрылыс мезгілі бірнеше бірдің азырақ , немен зауыттардың толық металлургия циклмен , Магнитогорский сияқты , ұсталық , Нижне - Тагильский , Череповецкий , батыстағы - сібір , липецкілік ,« Испат - Карметкомбинат » және др .

Металлургия өндіріс бөлек элементтері болады өте көптеген машина жасайтындарды зауыттарда - мынау объёмамен үмегенді мартендер , электродуговые және индукциялық ошақтың , құю кәсіпорны , темір соғатындар , штамповочные , престелген цехтер және учаскелер , дайын металл бұйымдардың термо жөндеуіне арналған учаскелер . Барлық бұлар құрылысты өндіріс бірліктер зауыт негізгі металлургы бағындыруына кіреді .

Қара , түрлі түсті , жеңіл және сирек металдардың металлургия даму перспективалы жолдары .

Ғарыштық металлургия . Зерттеудің , өткізіледі орбиталық ғарыштықтарды станцияларда , мүмкіншілік және жасау мақсатқа лайықтылығын көрсетеді « ғарыштық металлургияның »- металдардың алу технологияларының өңдеулері және қорытпалардың бірегей қасиеттермен , немесе төтенше қиын , немесе жалпы мүмкінсіз алу жерлерді шарттарда .

Ғарыштық кеңістік ерекше қасиеттері - биік вакуум (10-10-10-13 па ) шектелмеген көлемде , гравитация аласа деңгейі (10-6-10-9 g ), шуылдардың аласа деңгей және дірілдеулердің , күнгей сәулелену табиғи спектрі - сондай шарттарды жасайды , бірегей материалдардың өндірісі үшін қолданған бола алады және бұйымдардың . Мынау шала өткізгіштер , шынылар , композиттер , кристалдар жақсарған немесе ерекше мінездемелермен - көбірек құрылыммен жетілгеннің , қоспалардың біркелкі немесе берілген таратуымен немесе газдардың , төмендетілгенмен ақаулылықпен .

Металлургияға сәйкес ғарыштық кеңістік қолдануы перспективалы осы шақ есептеледі келесілерді бағыттарда .

Қорытпалардың Бесконтейнерная балқытуы - өлшенген күй-жағдайда балқыту балқытуға мүмкіндік туғызады , түйрей отқа төзімді материалмен шектесу метал суыту және кристалдау , не метал биік тазалығын қамсыздандырады . Арнайы электр-магниттік жүйелер арқасында балқыту мына тәсілі жанында метал көлемі жылытқыш құрылғыда ұстап қалынады .

Металдардың құю және қорытпалардың . Металдардың балқытуы жанында жерлерді шарттарда металдар жоғары азбен тығыздықпен орналасады . Мынау біркелкі құрылым алуына кедергі жасайды . Салмақтылықсыз шарттарында жүзгіштік және конвекция жоқ болады , ішкі ақауларсыз құюды алу мүмкіншілік көрінеді неге алғыс айта : ликвациясыз , кристалдық шарбақ ақауларының және ішкі күштенулердің . Метал қатуы жанында қолдануға болады және басқа құбылыстың : бақыланатын радиациялық салқындау жылы конвекцияның , кристаллдану орталықтарының бақыланатын тууы ұнтақ тәрізді немесе талшықты материалдардың сұйық металында біркелкі тарату жолымен .

Салмақтылықсыз шарттарында қалың қабырғалы сфералардың алуы мүмкін бір құрылыммен бір туған , қол жетерліксіз жерлерді шарттарда , жұқа қабырғалы қуыс сфералардың құюы сынмен шектерде қабырғалардың жуандығымен молекула аралық ара қашықтықтар бірнеше .

Материалдардың қатар салмақтылықсызында даярлау принципшіл мүмкіншілігі дәлелделген үшін электрондық және оптикалықтың техниктер мінездемелермен жақсырақ , немен алынғандардың жерде .

Үстіңгі керу күштері әрекеттестікпен тек қана сыртқы күштердің жоқ болуы жанында сұйықтық механикалы мінез-құлығы анықталады ( түр өзгертуші күштің ) және молекула аралық әрекеттестік күштерінің ( жабысқақтықтың ), қарсы тұрушы мына түр өзгертудің .

Шығындар , байлаулылар балқыту құрулардың ғарышына шығарумен және металдардың , терең вакуум жасауына шығындардың жоқ болуымен және материалдардың алуымен компенсацияланады және бұйымдардың ерекшелермен , емес қол жетерліктермен жерде қасиеттермен .

« Биометаллургия ». табиғатта бактерияларды бар болады , сульфидтер және түрлі түсті металдардың басқа қосулары тотықтыра алады , ерігіш түрге олардың аудара . Кендерден металдардың шығаруына арналған бактериялардың мына қабілеттілігі мақсатқа лайықты қолдану . Әсіресе перспективалымен қолдану келеді « биометаллургии » шахталарда кендерден металдардың доизвлечениясына арналған , жұмыс қайсыларды тұрады жіңішке тиімсіздің ( бірақ остаётся ещё онда 5 20% қор кеннің ).

Тәжірибелік тап осыларға халькопириттен мыс еруі үлгілі бактериялар арқасында жүреді 100 бір , немен таза химиялық жолмен . Бактериялы сілтіден айыру нәтижелілігі шетелдік елдердің мыс кен орндарының қатар жұмыстары тәжірибемен дәлелделген . Кендердің тұқымдары бос ысырылыстардың өңдеуіне арналған сонымен қатар шағын организмдер мақсатқа лайықты қолдану .

Бактериялар арқасында титан кен шығатын минералдары ерігіш күй-жағдайға аударуға болады , алюминийді , мырышты , никельді , кобальтты , алтынның , уранды , ренийдің , Германия .

Шағын организмдердің культивациялауына арналған инкубаторларды арнайы тоғандарды жасайды , қайда айқын шарттар жанында ( температураға , қышқылдықтар , биодобавках , аэрацияның ) олардың көбейтуі болады . Штамдардың біржола жоюымен жұмыстарды бір уақытта жүргізіледі және шағын организмдердің , тұрақтылардың ерітінділерде тұздардың жоғары концентрацияларына , аласа температураларға , белсенді тіршілік әрекетпен қожалық етушілердің .

Гидрометаллургияда микробтардың қолдануы шикізат забалансовогосынан көптеген металдардың шығару ең арзан және нәтижелі тәсілдерінен оның біреумен ғанасымен істеуге рұқсат етеді .

Маңызды назар металлургия өндірістердің ағынды су сулардың өңдеу терең тазалау биотехнологийін ұсынады .

Өндіріс « екінші қайтаралардың » металдардың . Сонымен қатарға өндіріспен дәл осылай аталатындардың « тұңғыштардың » металдардың - кендерден , өнеркәсіпті дамығандарды елдерде металдардың үлесі тұрақты үлкейеді , алынғандардың металл сүймен өңдеуі нәтижесінде ( қызмет өтегендердің металл бұйымдардың өз мезгіл , машиналардың бөлшектерінің және механизмдердің ) және металлургия өндіріс кетулерінің ( скрапа , құрылушыны метал құюы жанында , жапырақтардың обрези , кесектердің және др .).

Екінші қайтара шикізаттан металдардың өндірісі тек қана маңызды арзандау емес , немен кендерден , сонымен қатар кен шығатын шикізат жаңармалысыз қорлары көбірек үнемді жұмсауға рұқсат етеді , қоршаған орта ластануы маңызды төмендету . Адамгершіліктерден біреумен ғанамен « екінші қайтара металлургияның » қуаттылықтың салыстырмалы үмеген металлургия зауыттардың құрылыс мүмкіншілігі келеді металдардың ірі тұтынушылары жақын маңда , не тігінші шығындар транс барлық минимумге дейін апарады . Металлургия мына түрі жалғыз жетіспеушілігімен металдардың алуы келеді , басқа металдармен ластанғандардың ( бөлек металдарға металлолом толық алдын ала бөлінуі мүмкіншіліксізі артынан ). алынғандар вторсырьядан металдар немесе жауаптысыз өнім даярлауы үшін қолданады , немесе қосымша оларды ұшырайды ( жиі қымбат ) металдардың - қоспаның негізгі метал босатуына арналған металлургия өңдеуіне .

Металлургия өңдеуге дайындау кіруінде сүймен және кетулер сорттармен бөледі . Бірінші сортқа металл шикізатты апарып береді , арнайы алғашқы өңдеулер талап ететін емес . Қоқымның және бөтен металдар көп сондай шикізат тиісті емес асырау , айқындарды шектерде габариттер және сүймен кесектерінің көпшілігі тиісті орнында болу .

Шекті мағынаның бұларды параметрлерді техникалық шарттармен орналастырады ( ананы ) әрбір металдың артынан . Метал шикізат , емес қанағаттандырған мыналарға ананы , апарып береді екіншіге және үшіншіге сорттарға .

Өңдеуге екінші қайтара металл шикізат дайындауы металл емес қосулардың қашықтау , майлар , резеңкенің , битумді және тты алдын ала ескереді . п ., бөліну металдардың үлгілерімен , мөлшерлердің келтіру және шикізат кесектерінің көпшіліктері берілгендерге ананы . Сүймен өңдеу және кетулерді операциялар қосады : сорттауды , мүшелеуді , кесуді , кептіруді , майын кетіру , пакетирование , брикеттеу . Үшін шикізат ерекше түрлерінің алғашқы өңдеулері ( аккумуляторлардың , электр қозғалтқыштарының , скрапамен қаңылтырды және др .) мамандандырылған сызықтарды қолданады . Сүймен және өндіріс кетулері взрывоға тексереді - және радиациялық қауіпсіздік .

Үшін әрбірдің « екінші қайтараны » металдың ( мыстың , алюминийді , мырышты , қалайының , алтынның , күмістің және др .) сүймен өңдеулері еңбек сіңірілген технологиялық схемаларды бар болады және кетулердің , қара металлургияда скрап өңделген - және скрап - кен шығатын процестер , қайсыларды болат алады немесе металлошихтыдан тек қана , немесе қосымшамен оған сұйық шойын қайсысыз сандары .

Өте перспективалы және технология гидрометаллургическиесі . Үлгі төмен кім, не ретінде мыс өндіріс схемасы келтірілген вторсырьямен полиметаллдық мыстың . ол шикізат дайындаулары , мыс сілтіден айыруының , ерітіндіден металдардың шығарулары және кековтар операциялар қосады .

Сатыларға орталауға арналған шикізат дайындаулары оны құрамды балқу және балқыма тозаңдатуы мақсатқа лайықты қолдану .

Сілтіден айыруға арналған аммиачно - карбонаттық немесе күкірт қышқылды ерітінділерді әдеттегі қолданады , сонымен қатар тотықтырғыш ( ауа оттегі ). ерігішсіз металдар және қосулар кекте шоғырланады , ерітіндінің айырылуынан кейін арнайы технологиямен өңдейді .

Ерітінділерден мыс электролизбен , автоклавтық тұндырумен немесе буландырумен шығарады . Регенерируется қышқылы электролиз қолдануы жанында немесе автоклавтық тұндырудың . Ерітінді бөлімі жинастырылушы металдардың - қоспалардың шығаруына арналған айналымнан алып шығады .

Аморфты және микрокристаллдық металдардың өндіріс және қорытпалардың . Әр түрлі аспап конструкторларының Всё үлкен назары микрокристаллдық және аморфты металдарды соңғы жылдары тартады ( стёкламен металдар ), бірегей механикалы , магниттік және басқа қасиеттермен қожалық етушілер .

Бірінші фольга металдың шынылар алынған болатын 1959 жыл . Учёные және технологтер металлургия мына бағытымен шұғылдануға әсіресе қарқынды бастады , бастай 1975 жыл .

Аморфты қорытпалар материалдардың принципшіл жаңа сыныбына жатады , айырмашылығы барлардың әдеттегі металдардан және қорытпалардың реттелген құрылым жоқ болуымен , кристалдық денелерге өзіне тән . Өзінің құрылымға аморфты қорытпалар сұйық металдарға анағұрлым жақынырақ , немен твёрдым . оларға кішкентай бөлшектердің орналастыруында демекші жақын рет бар болады , бірақ құрылым жүйелілік , т жоқ болады . е . алыс рет . -106 металдардың өте тез салқындауы нәтижесінде сондай құрылым болып шығады | .

Аморфты металдар және қорытпалар биік қаттылық және механикалы беріктікті болады . 4000-5000 МПа қайсысыз қорытпаларға созылуға беріктік шегі жете алады , сол уақытта әдеттегілердің , тіпті қоспаланғандардың , болаттардың мынау 200-1500 МПа мөлшер шамадан асырмайды . қорытпалардың қатары биік магниттік қасиеттермен және коррозиялық беріктікпен ие болады , бірнеше бірдің коррозионно - берік болаттарды беріктік асатын .

Өзінің құрамға аморфты қорытпалар жатады өзінің эвтектикалық жүйелерге көпшілікте негізде без , кобальтты , никельдің қоспалаушы металдардың қосымшаларымен : хромды , молибденді , вольфрамды және др ., сонымен қатар металлоидтердің : көміртекті , кремнийді , фосфорды , Германия және др . міне қайсысыз сондай қорытпалар ( сандар элементтердің пайызды ұстауын көрсетеді ): Fe 40 Ni 40 B 20; Cu 70 Zr 30; Ni 60 Nb 40; La 80 Au 20; Cd 70 Ni 30.

Алу мүмкін тәсілдері бірнеше стёколмен металдардың ( буланумен және вакуумда металдардың келесі конденсация , плазмалық тозаңдатумен , химиялық және электролиздік тұндырумен ) ең үлкен тарату сұйық күй-жағдайдан шынықтыру әдісін алды . Жылдам айналған дабылға ( жылдамдықпен округтік 20-40 м | ) метал қатал реттелген ағысы береді , шапшаң ( үшін 10-4 ) ұйып қалады , 20-400 мкм жуандықпен бауды құрастыра және енмен 2 200 мм . барлық құрылғы атмосферамен жөнге салынатынмен герметикалық камераға орналастырылған , не метал тотығуы кемітеді немесе шығарады . Бауды магниттік экрандардың әртүрлі үлгі даярлауы үшін қолданады , магнитофондардың магниттік кішкене бастарының , трансформаторлардың , кесетін аспаптардың ; мембрананың , серіппе сонымен қатар аморфты металдардан істейді .

Аморфты қорытпалардың жетіспеушілігімен , олардың қолдануы шек қойылатынмен , салыстырма аласа термиялық тұрақтылық келеді . Олардың расстекловываниесі , т . е . кристалдық күй-жағдайға асу , мына көңіл болуда 400-600° С . микрокристаллдық қорытпалар көбірек перспективалиды , алынғандар аналармен ғой тәсілдермен , не және аморфтылар .

Негізгі әдебиет 2[5-7 стр .],5[155-165,345-348 стр .]

Қосымша әдебиет 7[455-458 стр .],12[73-91 стр .],13[241-258 стр .]

Бақылау сұрақтар :

1. қалай ғарышта металдарды алады ?

2. не сондай « биометаллургия », немен оның артықшылығының болады ?

3. қайда және қалай вторсырьені алады ?

4. қандай қасиеттер әдеттегі металдың аморфты қорытпасын айырады ?

5. ненің металлургия кіріскен іс сруктурасы түзеледі ?

6. қандай қосымша қызметтер тиісті болу ма?