Қорғасын металлургиясы

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Кіріспе
I. Кіріспе
II. Негізгі бөлім
2.1. Қалайы және оның қасиеттері
2.2. Қорғасын және оның қасиеттері
2.3. Қорғасын және қалайы металлургиясы
III. Қорытынды
IV. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

Кіріспе
Қалайы б.з-дан 6000 жылы бұрын белгілі болған. Оны өте ерте кезден-ақ әсемдік бұйымдар жасауда пайдаланған. Қалыпты жағдайда химиялық әсерге төзімді келеді, дымқыл ауада, суда өзгермейді, оның сыртында түзілген жұқа берік қабат қалайыны одан әрі тотығудан қорғайды. Табиғатта негізінен қосылыс күйінде кездеседі. Маңызды өндірістік минералдары: касситерит, станнин.
Қорғасын III мыңжылдықтан бізге дейін белгілі. Олардың ішінен құдай және патшалар үшін Месопатамияда, Мысырда мөр және әр түрлі тұрмысқа қажетті заттар, үлкен кірпіштер, мүсіндерді әзәрлеген. Қорғасынды зат үшін қолданады, сонымен бірге кестелер істеді. Римдіктер уақыт өте келе су құбырлар үшін трубаны қорғасыннан әзірлей бастады. Орта ғасырларда қорғасынның ауыр салмағының арқасында алхимия операцияларындаерекше рөл атқарды. XVII ғасырға дейін қорғасынды қалайымен жиі шатастырады. ОЛ ежелгі славяндық тілде қалайымен аталды. Бұл атаулар қазіргі чех тілде сақталды. Қорғасынның көне грек атауы жерге байланысты аталған болуы керек. Кейбір филологтар гректің Plumbum сөзі латынның mlumbum сөзінен шықты дейді. Басқалары, екі бұл атаулар санскрит тілінен аударғанда bahu-malu, яғни өте кір деген сөзден пайда болатынын көрсетеді. XVII ғасырда ақ қорғасынды, қара қорғасыннан ажырата білді. Қорғасынды алхимия әдебиетінде бірнеше атаулармен атаған, оның біразы құпия күйінде қалды. Бұл жолдардың авторы жазық бұл атау қортып айтқанда ұластыру кезінде ұсынды, өйткені жазықтың және Кавказда ежелгі римдіктерінде өзіндік дәмді ол тұлдаған қорғасын ыдыстарында сақталады, бұл дәм зәрлі заттардың улауын мүмкін. Римді қаздар құтқарды - бұл барлығына белгілі. Сергек құстар дұшпанның әскерлерінің жуықтауы және іле-сала көмей дыбыстар мен уақытында байқады, қауіп-қатер туралы сигнал берді. Бұл жолы барлық сәтті қарады. Әйтсе де, жазғанның Римдік империясы бірақ аран болды. Не себеппен құдіретті Рим империясы құлады? Осылай қорғасынмен улану Римнің құлауына себеп болды, - деп кейбір американдық ғалым-токсикологтерді санайды. Олардың пікірі бойынша, ыдыстың қорғасыннан жасалуы, қорғасын қосылған косметикалық бояуларды римдік аристократияның тез қырылуына себепші болды. Римдік аққсүйектердің орташа өмір ұзақтығы қорғасынның аз дозаларының жүйелі түрде улауы артынан 25 жылдардан аспады. Қайта қорғасыннан жасалған ыдыстарды, косметиканы қолданбаған төменгі сословие өкілдерінің қорғасынмен улануы төмендеу болды. Бірақ төменгі сословие өкілдері қорғасынмен уланбады деуге келмейді. Өйткені төменгі сословие өкілдері қорғасыннан сол кездегі тұрбаларды жасаған.
II. Негізгі бөлім
2.1. Қалайы және оның қасиеттері
Қалайы (латынша Stannum), Sn - элементтердің периодтық жүйесінің ІV-тобындағы химиялық элемент, атомдық нөмірі 50, атомдық массасы 118,69. Қалайы күміс түсті ақ, жұмсақ, иілгіш металл. Балқу t 231,91°С, қайнау t 2240°С. Табиғатта массалық сандары 112, 114 - 120, 122, 124 болатын 10 тұрақты изотопы бар. Жасанды жолмен көптеген радиоактивті изотопы алынған. Жер қыртысындағы салмақ мөлшері 8.10-3%. Қалайы қоршаған орта температурасына байланысты үш түрлі кристалдық модификацияда (түр өзгешелігінде) кездеседі:
кубтық (14°С-қа дейін) - тығыздығы 5,846 гсм3 болатын α - Sn (сұр қалайы);
тетрагональдік (173°С-қа дейін) - тығыздығы 7,295 гсм3 β - Sn (ақ қалайы);
ромбылық (231,84°С-қа дейін) - тығыздығы 6,52 - 6,56 гсм3 γ - Sn.

Қалайы кей кезде дербес күйде де табылып жүрді. Негізінде ол қалайы тасы деп аталатын SnO2 түрінде кездеседі. Қалайы кені Шығыс Сібірде, Якутияда, Чита облысында бар. Қалайыны алу үшін қалайы тасын кокс жәрдемімен тотықсыздандырады.
Қасиеттері. Қалайы күмісше жалтырайтын ақ түсті, ауада өзгермейтін, оңай балқитын металл. Қалайы мырыштан жұмсақ, қорғасыннан қаттырақ, бірақ жұқартып жаншып фольга (станиоль) жасауға келеді. Қалайы төмен температурада (13,20С) сұр түсті ұнтаққа айналады, ол - сұр қалайы деп аталатын аллотроптық екінші түрі, тығыздығы 5,7 гсм3 .
Қалайыны қыздырғанда үшінші түрі ромбалық қалайыға айналады, бұл түрі өте морт, сынғыш келеді. Қалайы сұйытылған азот қышқылында металдық қасиетін көрсетіп, реакцияласып, қалайы нитратына айналады:
2Sn + 8HNO3 -- 3Sn(NO3)2 + 2NO +4H2O
Концентрлі азот қышқылында тотығып қалайы қышқылына айналады:
Sn + 4HNO3 -- H2SnO3 + 4NO2 + 4H2O
Концентрлі тұз қышқылында H2SnCI4 айналады.
Сілтілер ерітіндісінде қыздырса еріп кетеді:
Sn + 2KOH + 2H2O -- K2[Sn(OH4)] + H2
Қосылыстары. Германий сияқты қалайы да екі түрлі оксидтер қара түсті SnO және ақ түсті SnO2 түзеді.
Қалайы (II) оксиді де, гидроксиді де амфотерлі болғандықтан әрі қышқылдармен, әрі сілтілермен әрекеттеседі:
SnO + 2HCI -- SnCI2 + H2O
Sn(OH)2 + 2NaOH -- Na2[Sn(OH)4]
Қалайы екі зарядты болатын қосылыстары күшті тотықсыздандырғыштар, мысалы:
SnCI2 + FeCI3 -- SnCI4 + 2FeCI2
Қалайы оксиді (IV) SnO2 амфотерлі оксид болғандықтан, қышқылдық қасиеті басым. Қалайы оксидіне қалайы қышқылы H2SnO3 сәйкес келеді. Ол екі түрлі түр өзгеріс түрінде - α және β - қалайы қышқылы түрінде кездеседі. β - қалайы қышқылы металды азот қышқылында еріткенде алынады. α - қалайы қышқылын қалайы хлоридіне аммиак ерітіндісімен әсер ету арқылы алады:
SnCI4 + 4NH4OH -- α - H2SnOH + H2O
β - қалайы қышқылы тек негіздермен әрекеттеседі, ал α - қалайы қышқылы әрі негіздермен, әрі қышқылдармен әрекеттеседі
Қалайы қышқылдарының тұздары станаттар деп аталады. Оларды қалайы оксиді (IV) мен сілтілерді қосып балқыту арқылы алады:
SnO2 + 2NaOH -- Na2SnO3
Қалайының маңызды тұздарына қалайы хлориді SnCI4 және қалайы сульфиді SnS2 жатады[1].
Қолданылуы. Қалайы көп мөлшерде темір қаңылтырларын қаптауға қолданылады. Ол ақ қаңылтыр деп аталады. Қазіргі кезде дүние жүзінде өндірілетін барлық қалайының жартысына жуығы ақ қаңылтыр жасауға жұмсалады. Ақ қаңылтырдан консерві қалбырлары жасалады. Қалайы көптеген құймалардың құрамына кіреді. Әсіресе қалайының, мыспен құймасы - қола өнеркәсібі мен техникада және әсемдік заттар жасауда кеңінен қолданылады. Қалайы оксиді эмальдардың құрамына кіреді. Қалайы хлориды маталарды бояғанда бастапқы зат ретінде қолданылады. Қалайы сульфиді SnS2 алтын сияқты сары түсті болғандықтан, ағаш, гипс, т.б бұйымдарды алтындауға, яғни сары түске бояуға қолданылады. Қалайы -- жұмсақ металдарға жататын химиялық элемент. Жарқын күміс түсті және сүйек ұлпаларының тұрақты дамуы үшін үлкен маңызы бар. Сонымен қатар, қалайы ферменттік әрекеттерге әсер етеді.
Қалайы қалай әсер етеді?
Микроэлемент улы емес, сол себептен де тамақ өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. Қалайының ағзаға тигізетін әсері қазіргі кезде жақсылап зерттелуде, бірақ соның өзінде оның сүйек массасына, өкпеге, жүрекке, бүйрекке, ішекке жақсы әсер ететіні белгілі. Уақыт өте келе қалайының өкпеде шоғырлануы ақырындап өсе бастайды, бұл қоршаған орта факторына баланысты.
Заттың маңыздылығы неде?
Адам ағзасындағы қалайының мынадай қызметтері анық белгілі болып отыр:
даму мен өсу әрекеттеріне қатысады;
асқазанда болып жатқан көптеген ферменттік әрекеттердің қатысушысы болып табылады;
қышқылдану және қалпына келтіру реакцияларына қатыса алады;
сүйек массасында көп болатынына қарай тірек-қимыл жүйесінің дамуы мен тұрақты қалыптасуын қамтамасыз етеді;
май қышқылдарымен өзара баайланыса отырып, ағзаға жағымды әсер ете алады.
Қалайы және оның ауруларға қарсы қолданылуы
Біраз уақыттан бері аталған затты медицинада мынадай ауруларға қарсы қолданып жүр:
талма белгілері;
жүйкенің бұзылуы;
гельминтоз;
тері аурулары;
көздің мүйізгек қабығы .
Көбіне қалайы қосылыстарын сыртқа жағу әрекеттері белгілі болған. Бүгінгі күні әсері бұдан жақсы, сонымен бірге құрамында металл жоқ, улылығы аз заттарды байқауға болады. Қалайы - химиялық жағынан белсенділігі төмен, ағзаға зиян келтірмейтін зат ретінде белгілі.
Тәулігіне қалайының қанша мөлшері керек?
Адамға шамамен тәулігіне қалайының 3-9 мг керек. Мөлшері адамның жынысы мен жас ерекшелігіне тікелей байланысты. Ағзада осы заттың тиімді мөлшері сақталуын қамтамасыз ету үшін үнемі тамақ үлесін теңіз балдырларымен, теңіз өнімдерімен, үрмебұршақтармен қанықтырып отыру керек. Сонымен қатар мамандардың кеңесі бойынша алдын алу мақсатында Ламифарэн тағамдық өнімін қабылдау қажет.
Қалайы тапшылығы несімен қауіпті?
Аталған заттың көп бөлігі тамақ өнімдерімен бірге ағзаға түсетіндіктен, оның тапшылығы сирек кездеседі. Егер бұндай жағдай орын алатын болса, мынадай белгілер байқалады:
минералды заттардың теңгерімі бұзылады;
есту мүмкіндігі нашарлайды;
өсу және даму бәсеңдейді;
алопеция даму қаупі (шаштың түсуі) болады.

Ағзадағы бұл заттың мөлшерін анықтау үшін, несеп және шаш талдауын жасату қажет. Бірінші кезекте қалайы мөлшерінің шамадан тыс болуы консервілік тағам өнімдерін тұтынатын адамдарда, сонымен қатар құрамында фторы бар тіс пастасын пайдаланатын адамдарда жиі кездеседі. Жағымсыз әсерлерге тап болмас үшін, қалайы мөлшерінің шамадан тыс артып кетуінен сақ болу қажет.
Қалайы ненің құрамында кездеседі?
Қалайыны әр үстелде кездесетін кез келген тағамдардан алуға болады. Аталған микроэлементтің басты тасымалдаушылары өсімдіктік тектес өнімдер саналады. Олардың қатарына төмендегілер жатады:
теңіз балдыры;
картоп;
көкөністер;
жасыл өнімдер;
бұршақ тұқымдастар (үрмебұршақ, бұршақ, жасымық);
тамыр жемістер;
күнбағыс шемішкелері.
Сонымен қатар қалайы мал өнімдерінде де кездеседі:
сиыр тілінде;
нәлімде;
майлы теңіз балығында.
Аталған микроэлементтің жағымсыз көздеріне консервіленген өнімдерді жатқызуға болады, оларды тұтыну денсаулыққа айтарлықтай зиянын тигізеді.[2].
2.2. Қорғасын және оның қасиеттері
Қорғасын (лат. Plumbum), Pb - элементтердің периодты жүйесінің IV-тобындағы химиялық элемент, асыл металдардың бірі. Реттік нөмірі 82, атом массасы 207, 2. Қорғасын өте ерте заманнан белгілі, одан жасалған тиын ақша, медальондар ертедегі Египет қазбаларынан көп табылған. Жер қыртысындағы мөлшері 1,607 %, ол жеке күйінде кездеседі. Ең маңызды кені- галенит- қорғасын жылтыры PbS; Қазақстандағы кендері Оңтүстік және Шығыс Қазақстанда және Қарағанды облысында. Қорғасын бос күйінде көкшіл-сұр түсті жұмсақ және ауыр металл, оңай балқиды. Қорғасынды өндіру үшін, оның рудасын алдымен байытады, одан шыққан концентратта 40-78% қорғасын болады. Концентраттағы қорғасын көбіне полиметаллургия әдісімен алынады. Қорғасын-өнеркәсіп пен техникада кең пайдаланылатын түсті металл. Ол атмосферада коррозия және қышқылдар әсеріне төзімді болғандықтан, химиялык аппапатуралар (әсіресе, күкірт қышқылы өндірісінде) және кабель, оқ, бытыра дайындауда, радиоактив сәулелерінен қорғануда, медицинада кең қолданады.
Алу жолдары. Қорғасын өндіру үшін оның кенін флотация арқылы байытады, одан шыққан концентратта 40-80 Pb болады. Концентраттағы қорғасында көбіне пирометаллургия әдісімен алады, ол екі сатыдан тұрады.
Өртеп күйдіру. Кенді механикалық пештерде ауа үрлеп өртейді (6000C), онда мына процесс жүреді:
2PbS + 3O2 -- 2PbO + 2SO2
Тотықсыздандыру. Шахта пештерінде тотықсыздандырғыш әрі отын ретінде кокс алынып, мынадай процесс өткізеді (1500-1600 0C):
PbO + 2O2 -- Pb + CO
Пирометаллургия әдісінің екінші түрі бар, ол да екі сатыдан тұрады:
Өртеп күйдіру процесінде алдыңғы реакциямен қатар мына реакция жүреді:
PbS + 2O2 -- PbSO4
Бұл процестер арнаулы пеште өткізіледі, одан кейін ауаның келуін тоқтатып, сол пештің өзінің ішінде, темперетурасын800-9000С дейін көтеріп, өртеліп болмаған PbS-пен өртеліп шыққан өнімдерді реакцияластырады:
PbS + 2PbO -- 3Pb + SO2
PbS + PbSO4 -- 2Pb + 2SO4
Бұл шыққан қорғасын көбіне Cu, As, Sn, Sb, Bi және асыл металдар (Ag, Au) қоспасы болады. Бұлардан тазалау өзі-өзі бір сала жұмыс.
Қорғасынның қасиеттері. Қорғасын - жұмсақ, балқуы оңай, ауыр металл, ауада оңай тотығып жұқа қабыршақпен қапталады, ол қабыршақ әрі тотықпауына қорғаушы болады. Қорғасын сумен реакцияласпайды, бірақ суда еріген оттек әсерінен, мына реакцияға сәйкес біртіндеп ери береді:
2Pb + 2H2O + O2 -- 2Pb(OH)2
Қорғасын азот қышқылында жақсы ериді, ал күкірт және тұз қышқылдары тиген жерінде реакцияласып, сол араны ерімейтін тұздармен PbSO4, PbCI2 қаптайды. Қорғасын сілтілерде еріп плюмбит түзеді.
Бүкіл жер жүзінде жылына 2000000 тоннадан артық қорғасын өндіріледі. Ол қорғасынның көпшілігі аккумлятар және кабель жасау үшін қолданылады, біразы оқ, былғары жасауға, күкірт қышқылы өндірісінде мұнаралардың, камералардың ішін қаптауға пайдаланады. Қорғасын біраз құймалардың құрамына кіреді. Рентген сәулелерінен, қорғау үшін қолданады.
Қорғасын қосылыстары - қорғасын элементі түзетін химиялық қосылыстар. Қорғасын қосылыстары 2, 4 валентті, 4 валентті қосылыстары тұрақсыз келеді. Қорғасынның PbO, PbO2, Pb3O4 оксидтері белгілі. Қорғасын (ІІ) оксиді PbO сарғылт-қызыл (балқу температурасы 8860С) және сары (балқу температурасы 6000С) екі модификацияда кездесетін кристалл, қайнау температурасы 14730С. Суда ерімейді, ауада 400 - 5000С-қа дейін қыздырғанда қорғасын жосасы деп аталатын шымқай қызыл түсті Pb3O4-ке айналады. Ол бояу ретінде қолданылады. ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.