Вольфрам кендері және олардың маңызы

Презентация қосу

Жұмыстың мақсаты:

Метал кендерінің құрамдарына байланысты байытудың
технологиялық схемалары, реагенттік режимдері,
минералдық құрамының байыту технологиясына тигізетін
әсерлері, кеннен алынатын біртекті концентраттарын бөлу
әдістері туралы теориялық негіз алу және кендерді байыту
негізінде металдарды өндіріске жіберумен танысу
Жоспар:
I. Теориялық кіріспе
II. Негізгі бөлім
2.1 Вольфрам кендері және олардың маңызы
2.2 Вольфрам концентраттарын қорыту әдістері
2.3 Вольфрам кендерінің заттық құрамы және түрлері
2.4 Вольфрам кендерінің және қиыршықтарының
байыту технологиясы
2.5 Кендердің сапасы мен концентраттарына
қойылатын талаптар
2.6 Технологиялық схемалар және байыту көрсеткіштері
2.7 Вольфрамның Қазақстандағы кен орындары
2.8 Қолданылуы
III. Қорытынды
IV. Пайданылған әдебиеттер
ВОЛЬФРАМ
• Вольфрам (латынша Wolframіum) ашық сұр түсті, баяу
балқитын металл табиғатта аз тараған, жер қыртысыны ң
0,0004%-ын құрайды. Бос күйінде кездеспейді, оны ң
минералдары – вольфраматтар, аздап оксидтер және
сульфидтер күйінде кездеседі.
• Вольфрамды 1781 жылы швед химигі Карл Шееле
тапқан, 1783 жылы ағайынды д’Элуяр вольфрам
ангидридін көміртекпен тотықсыздандыру арқылы
алғаш рет металл вольфрам алған.
• Вольфрамның бізге танымал 15 минералдарының екеуі
ғана өндірісте маңызды орын алған, ол вольфрамит
(Fe,Mn)WO4 жəне шеелит СаWO4. Вольфрамның кендегі
мөлшері 0,14 %-тен 0,5%-ке дейін ауытқып тұрады.
Вольфрам минералдары
• Вольфрамит (xFeWO4·yMnWO4) темір және марганец
вольфраматтарының изоморфты қоспасы. Егер
минералды темір 80%дан көп болса, оны ферберит деп
атайды. Егер минералда марганец 80%дан көп болса,
оны гюбернит деп атайды.
• Шеелит CaWO4 таза кальций вольфраматы.
Вольфрам кендерінде вольфрам аз болады, оларды
қорыту тиімді болу үшін ірі кен орындарында WO 3
минималды мөлшері 0,14-0,15%, ал кішкене кен
орындарында 0,4-0,5% болуы қажет. Кендерде қоспа
ретінде қалайы касситерит түрінде болады, және
молибденнің, висмуттың, мышьяктың және мыстың
минералдары кездеседі. Бос тау жынысы негізінен
шынытастан тұрады.
Вольфрам кендерін және қиыршықтарын
байыту
• Вольфрам кендерін байыту сұлбалары әртүрлі және күрделі. Оларда гравитациялы қ
байытумен, магниттік немесе электростатикалы қ сепарациямен ж әне флотациямен
бірлестіріліп жүргізіледі. Байытудың әртүрлі әдістерін біріктіре қолданып, WO 3 55-72%
деңгейінде болатын концентраттар алады. Вольфрамны ң кеннен концентрат қа өтуі 82-
90%.
• Вольфрам концентраттарының құрамы, %: WO3-40-72; MnO-0,008-18; SiO2-5-10; Mo-
0,008-0,25; S-0,5-4; Sn-0,03-1,5; As-0,01-0,05; P-0,01-0,11; Cu-0,1-0,22.
Волфрам концентраттарын қорытудың технологиялық сұлбасы екі топ қа б өлінеді:
сілтілік және қышқылдық.
Бұл әдіспен Қатты материапдардың әр Байытудың
текті түйірлі қоспаларын,
Гравитация

Сепарация

Флотация
минералдарды бөлу тығыздығы әр түрлі физикалық
олардың сұйықтарды, айырмашылықтары
эмульсияларды,
түйіршіктерінің газдардағы, булардағы, екі на негізделген және
белгілі ортада (суда фазалы орталардағы қатты минерал бетінің
не ауада) шөгу түйіршіктердің химиялық
қалқымаларын немесе
жылдамдықтарыны тамшыларын бөлу. Сондай- қасиеттері,
ң арасындағы ақ суспензияларды, олардың суды
тозаңды-газды қоспаларды,
айырмашылыққа (эмульсияларды (су-мұнай,
сіңіруін тудырады.
негізделген су-органикалық экстрагент)
бөлу т.б. жатады
Байытудың принципиалды схемасы
Байыту қондырғыларының схемасы
Вольфрам концентраттарын қорыту
әдістері
Вольфрамиттік және шеелиттік концентраттарды қорытуды ң
алғашқы сатысы ашу деп аталады, ол вольфрам минералдарын
жеңіл еритін химиялық қосылыстарға айналдыру. Вольфрамитті
концентраттарды ашу үшін оған сода қосылады немесе 800-
9000С температурада балқытады. Бұл кезде келесі реакциялар
жүреді:
• 4FeWO4 + 4Na2CO3 + O2 = 4Na2WO4 + 2Fe2O3 +4CO2 (1)
• 6MnWO4 + 6Na2CO3 + O2 = 6Na2WO4 + 2Mn3O4 +6CO2 (2)
Шеелитті концентраттарды 800-9000С температурада келесі
реакциялар жүреді:
• CaWO4 + Na2CO3 = Na2WO4+ CaCO3 (3)
• CaWO4 + Na2CO3 = Na2WO4+ CaO + CO2 (4)
Вольфрамның концентраттарынан вольфрам (VI) оксидін өндіруге
мынадай тəсілдер қолданады:

• 1. Вольфрамит пен шеелит концентраттарын содамен
жоғарғы температурада өңдеп содан кейін суда ерітіп
бөліп алу.
• 2. Концентраттарды (шеелит пен вольфрамит) автоклавта
соданың ерітіндісінде еріту.
• 3. Вольфрамит концентратын натрийдін, гидроксидінде
еріту.
• 4. Вольфрамның концентратын қышқылдарда еріту.
Тазартылған WO3 алу:

Н2WO4 вольфрам қышқылын аммиакты суда ерітеді.
Буландырып суытқаннан кейін (NH4)10H2W12O42·4H2O

қосылысы кристалданады.
Тазартылған WO3 алу үшін сүзілген тұнбаны жуып,

кептіріп, 500-850 °C қыздырады
Металды вольфрам алу:
Балқу температурасы жоғары болуына байланысты
вольфрам металын оксидтерді тотықсыздандыру кезінде
ұнтақ түрінде алады. Содан кейін оны электронды-
сəулелі немесе вакуум-доғалы пештерде балқытып
ұнтақты металлургия əдісімен тұтас бұйымға
айналдырады. WO33 тотықсыздануы 700-850 °C-та
сутегімен жүргізіледі. Процесс екі кезеңде жүреді:
(I) WO3 + Н2 = WO2 + Н2О;
3 2 2 2
(II) WО2 + 2H2 = W + 2H2O.
2 2 2
Тотықсыздандыру ретін (жылдамдық пен температураны)
қадағалап түрлі ірілікте вольфрамды ұнтақ алуға болады.
Тұтас вольфрам алу
Келесі операциялар жүреді:
а) ұнтақтардан пресстеп ұзынды ғы 500-650 мм, к өлдене ң

қимасы 10´10-40´40 мм-гедейін жететін дайынды қтарды
(штабик) алу;
ə) үлгілердің тығыздығы мен беріктігін өсіру үшін осындай

дайындықтарды күйдіру. Күйдіруді 1150-1300 °C температурада
электрпештерде 0,5-2 сағат бойы жүргізеді. Осылайша өңделген
штабиктерді вакуум-доғалы пештерде пайдаланатын
электродтарды дайындауда қолданады;
б) штабиктерді «пісіру» - пісіру процесін 2900-3000°C

температурада жүргізеді. Қыздыруды сутектің атмосферасында
штабиктер қыздыру элементінің міндетін атқаратын
жабдықтарда іске асырады, штабиктердің бір ұшына 10-20 В
кернеу беріледі. Қажетті температураға жету үшін штабиктерді ң
көлденең қимасына байланысты 2,5-12 мың ампер аралы ғында
ток күшін береді. Пісірілген штабиктерді қысыммен өңдеу
кезіндегі дайындықтар ретінде қолданылады: со ғу ға,
штамптауға, прокаттауға, созуға пайдаланады.
Құйылған вольфрам алу.

Алып мөлшердегі қаңылтыр жаймасын дайындауға арналған, құю
əдісімен бұйымдарды жасауға жəне құбырларды созуға арналған ірі
дайындықтарды (200- 3000 кг) өндіру үшін, вольфрамды вакуумды-
доғалы немесе электрон-сəулелі пештерде балқытады. Жалпы
процесс терең вакуум жағдайында жүретін болғандықтан (10-3 Па),
балқыған вольфрамнан бу ретінде: O, N, C, H, Fe, Cu, Ni, Mn ж əне Co
қоспалары бөлінеді. Сонымен қатар шығындалатын электроды
арнайы штабиктен жасалған доғалы пештер қолдануда. Штабиктерді
бір-бірінің ұзындығымен 1,0-2,5 м дейін жалғап пісіреді. Содан кейін
оларды 4-16 данадан қалталарға жинақтайды. Металда ғы оттегі
мөлшерін төмендету мақсатында электродтарды дайындау
барысында оларға азғантай тотықтырғыштарды қосады: C, Zr, Ti
секілді. Қайта балқытылған вольфрамның құрамында оттегі, азот,
көміртегі жəне сутегі қоспаларының 10-3-10-5 % болады.
Қолданылуы
Бұл металдың балқу температурасы басқа барлық металдардан
жоғары, тек көміртегінен төмен. Сондықтан бұл металды ң ерекшелігі,
өте жоғары температурада қайнайды да, баяу жылдамды қпен буланады.
Қазіргі кездегі металлургия саласындағы алынып жүрген вольфрамды
мынадай өндірістерде пайдаланады.
Оның 50-55 %-ті вольфрамньң карбиді мен қатты құймаларын, 20 %-ті
аспаптар алу үшін болатқа қосылады, 15 %-ті ұнтақталған металл,
қалған 10 %-ті ыстыққа төзімді құймалар мен жəне басқа заттарды
алуға қолданылады. Мысалы,
вольфрам мен болаттың қоспасынан темірден жасал ған заттарды
жылдам кесетін арнайы (ара, фрез, фильер ж əне т. б.) аспаптарды
дайындайды. Оньң құрамында 8 %-тен 20 %-ке
дейін W; 2 ¸ 7 % Сr; О ¸ 2,5 % V; 1 ¸ 5 % Со; 0,5-1 % С болады.
Вольфрамның басқа металл құймаларымен
қосылыстарының қолданылуы
• Вольфрамның карбиді мен қатты құймалары өздерінің қаттылығымен, беріктігімен,
төзімділігімен жəне өте жоғары температурада балқитындығынан өнеркəсіпте көп
қолданылады. Осымен қатар вольфрамның тантал, ниобий, молибден, рениймен жəне
тағы басқа металдармен қосылған құймалары ыстыққа төзімді келеді. Сондықтан бұл
құймалардан ауа қозғалтқыштың жапқыштарын, турбина қалақтарын, бұрғылау
аспаптарын даярлайды. Мыс пен вольфрамның құймаларынан көптеген материалдар
жасалынады, мысалы электр ажыратқышы, қосқыштары жəне тағы басқалары. Таза
вольфрамнан сымдар, ленталар, катодтар, жоғарғы вольтті түзеткіштер, жогары
температурада 3000 °С-та жұмыс істейтін электр қыздырғыштар жасайды.
Вольфрамнын,
химиялық қосылыстары, мысалы Nа2WO4 лак жəне əртүрлі пигмент жасайтын
өндірістерде, оның аммоний сульфаты мен фосфатының қоспасы тігін енеркəсібінде отқа
жəне суға төзімді маталар жасау үшін, вольфрамның қышқылы (Н2WO4) тігін
өнеркəсібінде маталарды бояу үшін, химия өнеркəсібінде жоғарғы сапалы бензин алу
үшін катализатор ретінде қолданылады.
Вольфрамның Қазақстандағы кен
орындары

• Вольфрам қоры жөнінен Қазақстан әлемде бірінші орын
алады. Вольфрам қорының 53 % - дан астамы 16 кен
орнында шоғырланған, оның 12 - сі баланстық. Вольфрам
кенінің басым типтері – кварц-желілі-грейзенді және
штокверкті, оларға Қараоба, Ақшатау, Жоғарғы
Қайрақты, Бұғыты, т.б. кен орындары жатады.
Вольфрамға бай кентастар скарндық-грейзендік кен
орындарында (Солтүстік Қатпар, Баян) немесе олардың
мүжілген қатпарларында (Көктіңкөлі) кездеседі.
Кесте 1
Молибденді-вольфрамды кендердің өнеркәсіптік шоғырланған түрлері және
үлестері

Mo мен
Өнеркәсіптік Кенді- Табиғи W Өнеркәсіптік Шоғырланған
Басқа да түрлері
шоғырланған формационды түрлері құрамы, жерлерге
компоненттер мысалдар
түрлері түрі (минералды) үлеспен, (технологиялық)
%

1 2 3 4 5 6 7
Штокверкті Молибденді Молибденді 0,05–0,25 Cu, Pb, Zn, Bi Металлургиялық Бугдалин,
штокверкті молибденді
(грейзеновый) (сұрыпталған, Жирекенс
флотационды)

Вольфрам- Шеелит- 0,03–0,10 Cu, Bi Металлургиялық Көктінкөл
вольфрамиды вольфрам-
молибденді
штокверкті
(WO3 0,6 молибденді
молибденитті дейін)
(сұрыпталған,
флотационды-
гравитациялық
)
ВОЛЬФРАМНЫҢ НЕГІЗГІ КЕН ОРЫНДАРЫ

Вольфрамның негізгі қорлар 6 ірі және аса
ірі: Жетіқара-Қайрақты, Бұғыты, Қараоба
(штокверк), Солтүстік Қатпар, Көктіңкөлі,
Баян, Ақсораң кен орындарында шоғырлан ған.
Жетіқара-Қайрақты вольфрам кен орны -
Қарағанды облысындағы Ағадыр темір жол
станциясынан солтүстік-шығысқа қарай 50
км жерде орналасқан. Кен орнын 1945 жылы
геолог Г.И. Бедров ашқан.
Жетіқара-Қайрақты
вольфрам кен орны.
Кендердің сапасы мен концентраттарына
қойылатын талаптар
ТУ 48-19-60-78 Вольфрамды қоспа, титан-вольфрамды қоспа,
титан-тантал-вольфрамды қоспаларға технологиялық
талаптар.
1. Қоспа ұнтақтарының және күйдірілген үлгілердің негізгі
физико-механикалық құрамдары ГОСТ 3882-74 (МЕСТ 3882-
74) талаптарына сай болу керек немесе 1-кестеге сай болу
қажет.
Кесте 1
Ұнтақтар қоспасындағы негізгі компонеттердің
Физико-хииялық қасиеттері
құрамы, %

Қоспа
маркасы Иілу кезіндегі
вольфрам ванадий Хром Тантал Тығыздығы,
карбиді карбиді карбиді
кобальт беріктік шегі, Қаттылығы
карбиді г/см3
кгс/мм 2

ВК15-М 85 - - - 15 155 13,8-14,1 87,0
ВК20-М 80 - - - 20 175 13,3-13,7 85,0
ВК15-0М 82,9 0,1 - 2 15 150 13,8-14,3 87,0
ВК10-Х0М 89,2 - 0,8 - 10 150 н.м. 14,3 89,0
ВК15-Х0М 84,2 - 0,8 - 15 165 н.м. 13,8 87,5
2. Екі жақ келісімі бойынша қоспа құрамында кобальт,
көміртек, оттек және темір белгілі талаптарға сай
бекітілген мөлшерде болуы мүмкін. Құрамындағы
мөлшер нормалары ТУ 48-1У-10.4-73 талаптарына
немесе 2- кестеге сай болу қажет. Кесте-
2 Компоненттер мен қоспалардың құрамы%
Қоспа Кем емес
Жалпы
маркасы Кобальт Еркін
көміртек Оттек Темір
көміртек
ВК3 2,8-3,3 5,65-5,8 0,1 0,4 0,3
ВК20 19,5-20,5 4,7-4,95 0,1 0,5 0,3
ВК25 24,5-25,5 4,5-4,75 0,1 0,5 0,3
ВК3-М 2,8-3,2 5,7-5,95 0,1 0,6 0,3
ВК6-0М 5,8-6,2 5,7-6,0 0,25 0,9 0,3
ВК10-М 9,5-10,5 5,3-5,5 0,08 1,0 0,3
ВК15-М 14,2-15,5 5,0-5,2 0,08 1,2 0,3
ВК10-Х0М 9,5-10,5 н.м. 5,40 0,25 0,8 0,5
ВК20-М 19,0-20,5 4,7-4,9 0,08 1,5 0,3
ВК15-Х0М 14,2-15,5 н.м. 5,10 0,25 1,0 0,5
• 3. Мемлекеттік сапа Белгісімен аттестацияланған қоспа
маркалары бойынша дайындалған бақылаудағы үлгілердің
физико-механикалық қасиеттері төмендегі 3-кестеде
көрсетілген.
• Кесте 3
Физико-механикалық қасиеттері
Иілу кезіндегі
Қоспа маркасы
беріктік шегі, Тығыздығы, г/см3 Қаттылығы
кгс/мм2
ВК6 150 14,8-15,0 88,7
ВК8 165 14,6-14,8 88,0
ВК15 180 13,9-14,1 86,0
ВК20 195 13,4-13,7 84,0
Т5К10 150 12,5-13,1 88,7
Т14К8 130 11,2-11,6 89,7
Т15К6 120 11,2-11,6 90,3
Т30К4 95 9,5-9,8 92,0
4. Дайындалған бақылаудағы үлгілер тұрақтылық нормалары ОСТ 48-99-76
талаптарына сай болу керек.

Яғни, мемлекеттік сапа Белгісіне сай қоспа
маркаларының тұрақтылық нормалары төменде
көрсетілген:
• - қоспа ВК4 - 1,2
• - қоспа ВК6 - 1,2
• - қоспа ВК8 - 1,2
• - қоспа T5K10 - 1,6
• - қоспа Т14К8 - 1,35
• - қоспа TI5K6 - 1,6
• - қоспа Т30К4 - 1,10

5. ВК8-В, BK11-B, BK15 қоспа маркаларынан
дайындалған үлгілердің бұрғылау қасиеттері ГОСТ
4411-67 талаптарына сай болу қажет.
Қорытынды
Қазақстан минералды шикізіттарға бай мемлекет болып табылады. Әсіресе,
Қазақстан вольфрам шикізатына, вольфрам кендеріне бай. Біз білетіндей,
вольфрам қоры жөнінен Қазақстан әлемде бірінші орын алады. Вольфрам
қорының 53%-дан астамы 16 кен орнында шоғырланған, оның 12-сі баланстық.
Вольфрам кенінің басым типтері – кварц-желілі-грейзенді және штокверкті
болып бөлінеді. Бұл кендерге Қараоба, Ақшатау, Жоғарғы Қайрақты, Бұғыты
және тағы басқа кен орындары жатады. Вольфрамға бай кентастар скарндық-
грейзендік кен орындарында, яғни айта кететін болсақ, Солтүстік Қатпар, Баян
немесе олардың мүжілген қатпарларында – Көктіңкөліде кездеседі. Біздің
жерімізде вольфрамның 16 кен орны есепке алынған. Оның 85%-на жуығы
штокверк кендері, олардың орналасақан жері Шығыс Қайрақты, Бұғыты,
Көктіңкөлі, Қараоба және тағы басқа кен орындарында вольфрам
триоксидінің(WO3) мөлшері 0,12 – 0,19%. Негізгі қорлардың ішінде 6 ірі және
аса ірілері: Жоғарғы Қайрақты, Бұғыты, Қараоба (штокверк), Солтүстік
Қатпар, Көктіңкөлі, Баян, Ақсоран кен орындарында шоғырланған. Кейбір кен
орындары сатылып, барлау нәтижесінде жаңа кен орындары ашылып жатыр.
Бұл жер қойнауын қорғауды талап етеді.
Пайдаланылған әдебиеттер:

1) «Қазақстан»: Ұлттық энцклопедия / Бас редактор Ә. Нысанбаев – Алматы
«Қазақ энциклопедиясы» Бас редакциясы, 1998 ISBN 5-89800-123-9, V том
2) Издательство Московского государственного горного университета, Москва,
2006 г., 310 стр., УДК: 622.7, ISBN: 5-7418-0399-7 / «Основы обогащения
полезных ископаемых. Технологи обогащения полезных ископаемых Том 2»/
В.М. Авдохин, Том 2
3) М.М. Бәкенов., К.Т.Отарбаев. Қазақстанның бейметалды пайдалы қазбалары
ҚазҰТУ, 1998.
4)Позин М.Е. Технология минеральных солей. – Л.: Химия, 1974. В 2 ч. Часть І и
ІІ. – 558 с.
5) Н. С. Шәріпова, А. Ә. Мұсабекова / Сирек элементтерді ң минералдары мен
кендерін талдау, 2009 г.
6) http://www.metotech.ru - ТУ 48-19-60-78 Смеси вольфрамовые, титано-
вольфрамовые и титано-тантало-вольфрамовые. Технические условия *
7) А.К. Кобжасов. Сирек кездесетін металдарды өндіру. – Алматы, 1992. – 199 б.
Назар
аударғандарыңызға
рахмет!!!

Ұқсас жұмыстар

Қазақстанның қазба байлықтары!!!

Қазақстанның пайдалы қазбалар байлығы

Қазба байлық ресурстар

Моңғолия Республикасы

ҚР пайдалы қазбалары

Қазақстанның пайдалы қазбалары

Табиғаттағы металдар

Металдар өндірісі туралы ақпарат

Қазақстан Республикасының пайдалы қазбалары

Вольфрам элементі

Пәндер