Сүрме минералдары

Пән: Өнеркәсіп, Өндіріс
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 41 бет
Таңдаулыға:

РЕФЕРАТ

Дипломдық жұмысының көлемі 46 беттен, 4 суреттен, 1 технологиялық сызба-нұсқадан, 15 кестеден және 38 әдебиеттер тізімінен тұрады.

Түйін сөздер. натрий антимонаты, тотықсыздандырғыш балқыту, рафинирлеу, металдық сүрме

Зерттеу нысаны. Қорғасын өндірісінің техногенді қалдығы- натрий антимонаты.

Жұмыстың мақсаты . Техногенді түзілімнен металдық сүрмені алуды зерттеу.

Жұмыс нәтижелері. Дипломдық жұмыста бастапқы шикізат ретінде қорғасын өндірісінің өнімі натрий антимонатын кокс қатысында тотықсыздандырғыштық балқыту жүргізіліп, біріншілік металл алынды, осы процеске әсер етуші факторлары (температура, қыздыру жылдамдығы), түзілген өнімнің құрамы зерттелді. Біріншілік металдағы қоспалардан тазарту үшін рафинациялау процесі жүргізілді. Натрий антимонатынан металдық сүрмені алудың сызба-нұсқасы ұсынылды.

РЕФЕРАТ

Дипломная работа состоит из введения, обзора и анализа литературных данных, экспериментальной части, результатов и их обсуждения, выводов, списка использованных литературных источников, приложения. Работа изложена на 46 страницах, содержит 4 рисунков, 1 технологическую схему, 15 таблиц, 38 литературных источника.

Ключевые слова: антимонат натрия, восстанавительная плавка, рафинация, металлическая сурьма

Объекты исследования: техногенные отходы свинцовой промышленности - антимонат натрия.

Цель работы: исследование условий получения металлической сурьмы из техногенных продуктов.

Основные результаты исследования: В дипломной работе проводилось восстановительная плавка антимоната натрия, исследованы влияющие факторы (температура, скорость нагревания) на этот процесс, исследован состав полученного продукта. Предложена схема получения металлической сурьмы пирометаллургическим способом из антимонатного сырья.

МАЗМҰНЫ

ТҰЖЫРЫМ

ТҰЖЫРЫМ: АНЫҚТАМАЛАР

ТҰЖЫРЫМ: КІРІСПЕ

ТҰЖЫРЫМ: ӘДЕБИ ШОЛУ

: 7

: 1. 1

ТҰЖЫРЫМ: Сүрме минералдарының негізгі сипаттамасы

: 7

: 1. 1. 2

ТҰЖЫРЫМ: Сүрменің физикалық және химиялық қасиеттері

: 8

: 1. 1. 3

ТҰЖЫРЫМ: Сүрмені өндіру. "Қара" сүрмені алу процесі

: 11

: 1. 1. 4

ТҰЖЫРЫМ: Тұнбалы балқытудағы процестер

: 11

: 1. 1. 5

ТҰЖЫРЫМ: Тұнбалы балқымадағы шлактар

: 13

: 1. 1. 6

ТҰЖЫРЫМ: Шихтаны дайындау

: 14

: 1. 1. 7

ТҰЖЫРЫМ: Тұнбалы балқыманың өнімі

: 15

: 1. 1. 8

ТҰЖЫРЫМ: Тотықсыздандырғыш балқыма

: 16

: 1. 1. 9

ТҰЖЫРЫМ: Шихтаны дайындау

: 17

: 1. 1. 10

ТҰЖЫРЫМ: Электропеште тотықсыздандырғыштық балқыту

: 18

: 1. 1. 11

ТҰЖЫРЫМ: Шахталы пештегі балқыма

: 19

: 1. 1. 12

ТҰЖЫРЫМ: Тотықты шикізатты балқыту

: 20

: 1. 1. 13

ТҰЖЫРЫМ: Сульфидті шикізатты балқыту

: 21

: 1. 1. 14

ТҰЖЫРЫМ: Тотықсыздандырғыш балқыма өнімі

: 22

: 1. 1. 15

ТҰЖЫРЫМ: Сүрмені рафинирлеу

: 22

: 1. 1. 16

ТҰЖЫРЫМ: Отты рафинирлеу

: 24

ТҰЖЫРЫМ: Тәжірибелік бөлім

: 30

: 2. 1

ТҰЖЫРЫМ: Қажетті құралдар- жабдықтар, реагенттер

: 30

: 2. 1. 1.

ТҰЖЫРЫМ: Бастапқы заттар сипаттамасы

: 30

: 2. 1. 2

ТҰЖЫРЫМ: Тотықсыздандырғыш балқыту арқылы металдық сүрмені алу және оптимальды факторларын анықтау

: 31

: 2. 1. 3

ТҰЖЫРЫМ: Қара сүрмені отты рафинирлеудің әдістемесі

: 35

: 2. 1. 4

ТҰЖЫРЫМ: Рафинирлеу арқылы металдық сүрмені алу

: 40

ТҰЖЫРЫМ: ҚОРЫТЫНДЫ

: 41

ТҰЖЫРЫМ: ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

: 42

ТҰЖЫРЫМ: ҚОСЫМША

ТҰЖЫРЫМ:

Анықтамалар

Пирометаллургия - металдарды әртүрлі қоспалардан жоғары температурада бөлу әдісі. Оған металлотермия, силикатермия, сутекпен тотықсыздандыру жатады.

Гидрометаллургия - металды шикізаттан химиялық реакцияны сулы ерітіндіде жүргізе отырып бөліп алу әдісі.

Рафинация - металдардан қоспаларды бөлу процесі.

Штейн - сульфидті рудалардан түсті металды (Cu, Ni, Pb т. б) алудағы кезекті өнімнің бірі. Штей темір сульфидінің балқымасы.

Шлак - металлургиялық балқыту процесінде сұйық металдың бетін қаптайтын балқыма. Шлак металды пештегі газдың әсерінен сақтайды және қоспаларды жояды.

КІРІСПЕ

Жұмыс мақсаты: Сүрме түзілімдерінен тазалығы жоғары металл сүрмені алу және қоспалардан тазарту әдістерін қарастыру.

Жұмыстың міндеті: Әртүрлі әдістерді қолдана отырып, алынған металдың мөлшерін анықтау, салыстырмалы түрде қоспалардан тазарту жолдарын қарастыру. Қосымша металдардан бөлудегі металдық сүрменің тазалығын анықтау.

Сүрме - химиялық элемент, жер қыртысында 4·10 ^-5 % шамасында.

Сүрме жартылай өткізгіштер өндіретін өндірісте, батарея, сіріңке, кабель қаптамасын және т. б алуда қолданылады. Басқа металдардан айырмашылығы, суығанда көлемі үлкейеді. Сүрме қорғасынның балқу және кристалдану нүктесін төмендетеді, ал құйманың көлемін ұлғайтады. Сүрме қалайы және мыспен бірігіп, антифрикционды және подшипник өндіруде қолданылатын баббит деген металдық балқыма түзеді.

Өндірілетін сүрменің 70-80 % құйма өндірісінде қолданылады. Себебі, сүрме металл күйінде жұмсақ металл болып келеді.

Сүрменің әлемдік саудадағы жоғары сұранысын ескере отырып, сүрме құрамды шикізатты тауарлық өнімге қайта өңдеудің актуалды жағдайын таңдау. Сүрме мөлшері жоғары және антимонатты шикізаттағы натрий қосылыстарынан металдық сүрмені тотықсыздандырғыш балқытумен алу.

Жұмыс барысында пирометаллургиялық әдіс арқылы металдық сүрмені алу қарастырылады.

1 ӘДЕБИ ШОЛУ

Сүрме минералдарының негізгі сипаттамасы

Қазіргі таңда сүрменің120-дан астам минералдары белгілі [1] . Сонымен қоса интерметалдық қосылыстары, антимонидтер, сульфидтер мен сульфотұздары, жай және күрделі оксидтері мен гидроксидтері, арсенаттары бар. Түзілімдері ішінде сүрменің концентрациясы жоғарысы балшықты сланцта 2, 2г/т, боксит пен фосфоритте 2г/т және төмен концентрациясы құмда 0, 3 г/т . Сүрменіңкөп мөлшері көмір золында болады [1] .

Көп тараған және өндірісте маңыздысы-сүрме жылтыры немесе стибнит (антимонит) Sb ₂ S ₃ болып табылады. Оның тығыздығы 4, 52-4, 62 г/см ³ , минералдағы сүрме мөлшері 71, 7 %, күкірт 28, 3 %. Табиғатта сүрме жылтыры тотыққан түрінде кездеседі. Олар валентинит және сенармонтит-Sb ₂ O _3, сервантит-Sb ₂ O ₄ , фольгирит-Sb ₂ O ₅ , стибианит-S ₂ O ₆ *H ₂ O. Сүрме жылтырының жартылай тотыққан минералдары кермезит немесе қызыл сүрме рудасы 2Sb ₂ S ₃ *Sb ₂ O ₃ . Сонымен қоса көп тараған минералдарының бірі- мыс құрамдас тетраэдрит (сұр мысты руда) 4Cu ₂ S*Sb ₂ S ₃ және ливингстонит (сүрме сынап суьфидті) HgS*2Sb ₂ S ₃ [1] . Рудадан сүрме формасына байланысты сульфидті, тотыққан, сүрме оксиді түрінде бөліп алады. Нақты бөлу шарттары бойынша табиғатта сүрменің сульфидті және оксиді араласқан сульфидті-тотыққан түрі кездеседі. Бұл жағдай сүрме рудасын өңдеудің технологиялық сызбанұсқасын таңдауда маңызды болып табылады.

Сүрме жылтыры-типтік минерал, рудада кристалл түрінде, кейде тығыз масса түрінде кездеседі. Сүрме және оның қосылыстарын құрамында 1 % -дан жоғары сүрме бар рудалардан алады. Сүрме рудасының құрамындасүрмеден басқа түсті металдар алтын, күміс, мыс, мырыш, сынап кездеседі. Оларды сүрмеден және бір-бірінен бөлу, өңдеу экономикалық жағынан тиімді.

Дүние жүзі бойынша сүрмені өндіруден негізгі орынды Қытай Халық Республикасы алады. Сүрме рудасының негізгі минералы антимонит өндіріледі. Тотыққан минерал түрінде руданың беттік қабатында кездеседі.

Сүрменің орташа мөлшері 4 %. Өндірістік өңдеуде руданың құрамындағы сүрме мөлшерін 10-15% жеткізеді. Мышьяк, мыс қорғасын аз мөлшерде және өндірістік маңызы жоқ [2] .

Сүрмені өндіруде және қоры бойынша үшінші орындағы мемлекет Боливия. Сүрменің кварц-антимонит, қорғасын және мыс сульфотұздары, ферберит, пирит, алтын қоспалары бар. Сонымен қоса халцедон, кальцит, анкерит және каолинит бар. Тереңгі қабатында кварц-антимонит және алтынның мөлшері көп. Боливия рудасыннан 20% сүрме өндіріледі [2] .

Тағы да сүрмені көп өндіретін мемлекет Оңтүстік Африка Республикасы мен АҚШ болып табылады. Оңтүстік Африка республикасындағы негізгі өндіретін орны Трансвааль провинциясы. Өндірістің аумағы 15 км -ді алып жатыр және кварц-антимонитті руда, құрамында сүрмемен қоса, алтын мен күміс көп мөлшерде кездеседі. Руда құрамындағы сүрме 2-ден 40 % -ке дейін барады. Руда құрамында кедергі келтіретін заттар тектоникалық бұзылып, гидрометалдық қайта өңдеу хлоритизация, серитизация, . Руда құрамында кварц және антимониттан басқа, карбанаттар, сульфидтер бар [2] .

АҚШ-тағы руда орны Саншайн (Айдахо) штатында орналасқан. Бұл орында 6 км-ге дейінгі қалыңдықты докембрия, аргиллит, балшықты және ізбесті сланц алып жатыр. Руда орны қорғасын-мырышты, мыс-сүрмелі, күміс және мырышты рудалармен бірге 12 зонаға топтастырылған [2] .

1-кесте. Сүрменің қоры бойынша мемлекеттердің алатын орны

Мемлекет

Резерв

Мемлекет: ҚХР

Резерв: 950 000

%: 51, 88

Мемлекет: Ресей

Резерв: 350 000

%: 19, 12

Мемлекет: Боливия

Резерв: 310 000

%: 16, 93

Мемлекет: Тәжікістан

Резерв: 50 000

%: 2, 73

Мемлекет: Оңт. Африка

Резерв: 21 000

%: 1, 15

Мемлекет: Басқа елдер (Канада/Австралия)

Резерв: 150 000

%: 8, 19

Мемлекет: Дүние жүзінде

Резерв: 1 831 000

%: 100, 0

1. 1. 2 Сүрменің физикалық және химиялық қасиеттері

Сүрме- Д. И Менделеевтің элементтер периодтық жүйесінің бесінші тобында орналасқан химиялық элемент, атомдық массасы 121, 75 . Сүрменің екі стабильді изотоптары белгілі; Sb ¹²¹ (57, 25%), Sb ¹²³ (45, 75% ) және 14 жасанды радиоактивті изотоптары бар [1] .

Сүрменің төрт модификациясы бар; қарапайым - кристалдық және үш аморфты -сары, қаражәне жарылғыш. Ең көп таралған кристалдық түрі -қатты жылтыр және көкшіл жолақтары бар күміс-ақ түсті металл. Кристалдың структурасы ромбоэдрикалық (а=0, 45 нм, α=0, 57 нм) [1] .

Сүрменің негізгі физикалық қасиеті тығыздығы төмен - 6, 69 г/см ³ , Бринел бойынша қаттылығы - 32, 5-34, 0 г/см ² , Моос бойынша қаттылығы -3-3, 5, серпімділік модулі- 7600кг/мм ² , беріктілігі-8, 6 кг/мм ² , балқу температурасы-630, 5 ⁰ С, қайнау температурасы-1635 ⁰ С, балқу жылуы-162, 9 Дж/г, булану жылуы-1575-1717, 8 Дж/г, сызықтық кеңеюдің термиялық коэффиценті(0-ден 100 ⁰ С) -11, 5*10 ^-6 [1] .

Балқытылған сүрменің беттік керілуі температура жоғарлаған сайын төмендейді. Мысалы, 750 ⁰ С температурада 368 дин/см, 800-367, 900-361, 1000-355, 1100 ⁰ С 348 дин/см. Балқытылған сүрменің беріктілігі температура жоғарлаған сайын артады(0, 015-630 ⁰ С-ден 1100 ⁰ С-де 0, 082) [1] .

Сүрменің электрөткізгіштігі төмен, мыс қатысындағы электрөткізгіштігі 3, 76% құрайды [1] .

Сүрменің аморфтық түрінің практикалық тұрғыдан мәні жоқ. Сары аморфты сүрмені - сұйық сүрмені сутектен (стибин) 90 ⁰ С -та оттекті өткізу арқылы алуға болады, 80 ⁰ С сары сүрме қараңғыда қараяды, ал 50 ⁰ С - қара формаға ауысады. Жарықта бұл процесс жылдам және төмен температурада жүреді. Сары сүрме күкірт сутекте ериді. Қара сүрме модификацияның тығыздығы 5, 3 г/см ³ . Қара сүрме- сүрмебуын бірден суытқанда түзіледі, бірақ 400 ⁰ С температурада ауасыз қыздырғанда кристалдық формаға ауысады. Химиялы аморфты сүрме кристалдық формаға қарағанда активті, оңай тотығады және қалыпты температурада тұтанады [1] .

Жарылғыш сүрме-күміс түстіжылтыр, аморфты зат, тығыздығы 5, 64-5, 97 г/см ³ . Оны SbCl ₃ 17-33% ерітіндісі мен тығыздығы 1, 12 г/см ³ тұз қышқылымен электролизде алуға болады. Электролиздегі ток тығыздығы 0, 043-тен 0, 2 А/дм ² дейін болады. Катодта алынған аморфты сүрмені соққанда немесе ұрғанда оңай жарылады. Бұдан сүрменің кристалдық формасы түзіледі [1] .

Сүрменің қосылыстары 3 және 5 валентті, бірақ металдармен (антимонид) қосылыстарында теріс валенттілік - 3 көрсетеді; сутекпен қосылыстары 3 валенттілік көрсетіп сүрмелы сутек SbH ₃ түзеді. Қалыпты жағдайда таза сүрме тұрақты, ылғал қатысында да беттік жылтырын сақтап ауада тотықпайды, бірақ ауада қыздырғанда оңай тотығады. Металдық қызарғанға дейін қыздырып, су буын жібергенде сутегін бөле отырып, үшоксидке дейін тотығады. Сүрме үшоксиді ұшқыш. Сондықтан белгілі бір шарттарда сүрмені балқымалардан бөліп алуда осы ұшқыштық қабілеті қолданылады [1] .

Сүрме оттекпен әрекеттесіп үшоксид түзеді: үшоксид, төрт және бесоксидтері бар. Күкіртпен сүрменің екі қосылысы, үш күкірт және бес күкірт сүрмесі бар.

Сүрменің негізгі қосылыстарының бірі- сүрменің үшоксиді, Sb ₂ O ₃ - ақ кристалды ұнтақ, балқу температурасы 656 ⁰ С, қайнау температурасы 1456 ⁰ С, меншікті массасы 5, 19 [1] .

Сүрме оксиді сутек, көміртек және көміртек оксидімен металдық күйге дейін тотықсызданады. Sb ₂ O ₃ - температура жоғарлағанда ұшады, вакуумде 400 ⁰ С ұша бастайды.

Sb ₂ O ₃ -ны металдық сүрмеге токпен қысу арқылы, үшкүкіртті сүрмені аз ауаны жіберіп тотықтырғанда немесе үшхлорлы сүрме ерітіндісін сумен ыдырату арқылы алуға болады.

Sb ₂ O ₃ ауада 370 ⁰ С -ден жоғары температурада тотығып, сүрменің төрт оксидін Sb ₂ O ₄ түзеді. Sb ₂ O ₄ 410-450 ⁰ С температура интервалында энергетикалық түзілу жүреді. Sb ₂ O ₄ Sb ₂ O ₃ -ке қарағанда айдалмайды және ерімейді, қыздырғанда Sb ₂ O ₃ -ке және оттекке ыдырайды [1] .

2Sb ₂ O ₄ → 2Sb ₂ O ₃ + O ₂

Ыдырау 900 ⁰ С температурада басталады да 1030 ⁰ С аяқталады.

Балқытылған сүрмемен әрекеттесіп, Sb ₂ O ₄ Sb ₂ O ₃ -ке айналады:

3 Sb ₂ O ₄ + 2 Sb= 4 Sb ₂ O ₃

Ал, үшкүкіртті сүрме Sb ₂ O ₄ -пен әрекеттесіп, Sb ₂ O ₃ және күкіртті газ бөледі [1] :

9 Sb ₂ O ₄ +Sb ₂ S ₃ = 10 Sb ₂ O ₃ + 3SO ₂

Сүрме - типті халькофильді элемент, ол табиғатта сульфидті түрде таралғаны анықталған. Қыздырғанда сүрме күкірт, селенжәне фосформен оңай қосылады. Азотпен әрекеттеспейді және қосылыс түзбейді, бірақ галогендермен активті түрде әрекеттеседі. Мысалы, сүрме ұнтақ түрінде хлорға сіңіріліп, сүрме пентахлоридін түзеді. Металдық сүрме бөлме температурасында газды қоспадан хлорды сіңіреді. Нәтижесінде сүрме хлориді түзіледі. Ұсақталған сүрмені қыздырғанда хлораттар мен сілтілік металдар нитраттарымен жақсы әрекеттесіп, сүрме қышқылының тұздарын түзеді.

Металдық сүрме морт сынғыш және оңай ұнтаққа айналады. Сүрменің сынғыштығы металдың тазалығы мен құю жылдамдығына тәуелді. Металл таза және тез суытылса кристалдық структурасы ірі болады. Ауада сүрме қалыпты температурада тотықпайды, бірақ балқу нүктесінен жоғары температурада қыздырғанда оңай тотығады.

Аммиак ерітіндісі мен сілтілік металл гидроксидтері сүрмеге әсер етпейді. Таза сүрме натрий көмірқышқылында тұрақты, бірақ концентрлі сілтілік натрий және калиймен әрекеттесіп, антимонаттар түзеді.

Бор, көміртек және кремний балқытылған сүрмемен әрекеттеспейді. Көміртек балқытылған сүрмеде (0, 33% 1055 ⁰ С ) оңай ериді, бірақ суытқанда графит түрінде бөлінеді [1] .

Сүрме суда ерімейді, концентрлі күкірт қышқылында қыздырғанда сүрме сульфатын түзе отырып ериді. Концентрлі азот қышқылындада триоксид және пентаоксид түзе отырып ериді, бірақ сүрменің беттік қабатындағы оксидті қабық одан кейінгі еруді болдырмайды. Сүрме патша арағы мен шарап қышқылында оңай ериді, ал органикалық қышқылдарда аз ериді.

Күкірт қышқылы сүрме күкірт газын бөле отырып Sb ₂ (SO ₄ ) ₃ түзеді [1] ;

2Sb+6H ₂ SO ₄ = Sb ₂ (SO ₄ ) ₃ +3SO ₂ +6H ₂ O

Азот қышқылы сүрменісүрмелы қышқылға айналдырады (шартты формуласы H ₃ SbO ₄ ;

Sb+5HNO ₃ = H ₃ SbO ₄ +5NO ₂ +H ₂ O

Сүрме патша арағында ериді;

3Sb+18HCl+5HNO ₃ =3H[SbCl ₆ ] +5NO+10H ₂ O

Сүрменің күкірт қосылысымен ұқсастығы мыс, мырыш, никель, темір, қалайы, қорғасындарға қарағанда аз, сондықтан сүрмені темірден, сонымен қоса екіншілік деңгейге дейін - мыс және мырыштан күкірт қатысында тазалауға мүмкіншілік береді.

Сүрме көптеген жұмсақ металдардың қаттылығы мен беріктігін арттырып, оңай балқымалар түзеді.

Сүрме қаптамасы оңай поляризацияланады. Сүрмемен полирленген беттік қабат жоғары шағылыстырғыш қабілетке ие болады [1] .

Сүрме жұмсақтылығына байланысты өндірісте таза күйінде қолданылмайды, бірақ қорғасын, мыс және қалайы өндірісінде кеңінен қолданылады. Сүрменің алынған 50-70% балқыма алуға қосылыс ретінде қолдануға жіберіледі. Сүрме балқымалары металға жоғары қаттылық, коррозияға тұрақтылық қабілет береді. Сүрменің көп тараған балқамаларына-қатты қорғасын немесе гартблей, типографиялық металл, подшипниктік металл жатады [3] .

1. 1. 3 Сүрмені өндіру . "Қара"сүрмені алу процесі

"Қара" сүрмені алуметалдық сүрме өндірісінің негізі болып табылады. Металды бөлу, сапасы және тауарлық сүрменің бағасы өндірістің эффектілігіне тәуелді. "Қара" сүрмені алудағы маңыздысы шикізатты балқыту әдісі мен процесс жүретін пешті дұрыс таңдау болып табылады.

Тұнбалы балқытудағы процестер

Тұнбалы балқыту - "қара" сүрмені крудум және сульфидті концентраттан алуда қолданылады. Бұл әдісті құрамында 45-63% сүрме бар шикізатты қайта өңдегенде тиімді, бірақ бұл әдіс 28-30% сүрме бар шикізатты өңдеуде де қолданылып жүр [3] .

Сүрмелік материалды тұнбалы балқыту сүрмеге қарағанда, күкірт пен оттектің темірге ұқсастығына негізделген.

Балқыту кезінде сүрме тотықтары мен күкірттері темірмен әрекеттеседі де, күкірттің немесе темірдің шала тотығы және металдық сүрме тамшылары пештің жоғары бөлігінде жиналады, ал бос жыныстар шлакқа айналады.

Балқытылған сүрме, күкіртті темір және шлак ваннада әртүрлі массада қабаттарға бөлінеді. Осылайша, оларды бөліп алуға болады.

Тұнбалы балқыту кезінде сүрменің тотықсыздануы келесі реакция арқылы жүреді [3] :

Sb ₂ S ₃ + 3Fe↔︎2 Sb + 3 FeS

Осыдан күкіртті темір штейнге өтеді. Бұл реакция 1100 ⁰ -1500 ⁰ С жақсы жүреді. Сүрмені толықтай тотықсыздандыру үшін темірдің мөлшері 5-10% болуы керек [3] .

Темірдің артық мөлшері сүрме сульфидіне әсер етпейді, күкіртті темір штейн түзеді. Темір мөлшері 10% артса, алынатын "қара" сүрме темірмен ластанады және балқымаға теріс әсер етеді. Темір мөлшерін нақты шамада шихтаға салғанда, алынған "қара" сүрме құрамындағыы сүрме мөлшері 70-80% жетеді. Мұндай металл құрамында темір көп болғандықтан балқу температурасы жоғары болады, сондықтан ваннада қиын балқиды және штейнмен шлактан қиын бөлінеді. Штейн темірмен қанығып массасы артады да, темірлі сүрме массасына жақындайды. Бұл жағдай штейн мен шлактағы тамшы түріндегі сүрмені жоғалтуға алып келеді. Артық темір мөлшері процесс кезінде жиі тотығып, темір тотығы шлактың балқу температурасы мен беріктілігін арттырады. Нәтижесінде темірдіңартық мөлшері шихтадағы балқыма көрсеткішін төмендетеді, сонымен қоса шлакпен штейндегі сүрменің жоғалуын жоғарлатады. Темірлі сүрмені рафинирлеу қиын және қосымша шығындарды арттырады [3] .

Қайта өңделетін шикізат құрамындағы сүрме тотығы шихта құрамындағы темір мен көміртекпен әрекеттесіп, металдық сүрмеге дейін келесі реакция бойынша тотықсызданады [3] :

Sb ₂ O ₃ + 3 Fe= 2Sb+3FeO

2 Sb ₂ O ₃ +3C=4Sb+3CO ₂

Осы реакция жүру арқылы тұнбалық балқытумен тек қана сульфидті шикізатты өңдемей, сонымен қоса сульфидті-тотықты концентратты, сүрме өндірісіндегі рафинирленген балқымадағы шлактыда өңдеуге болады.

Тұнбалы балқымамен өңделген сүрме концентратындағы сүрме мөлшері, бос жыныстың - негізінен кремнезем түрінде түзілетіні төменгі кестеде көрсетілген. Сүрмелі концентраттағы кальций, магний және алюминий тотықтары 12-15% артық болса, тұнбалы балқымаға жарамсыз болып табылады [3] .

Темір ретінде қолданылады, сондықтан ол шихтаға болат және шойындыжоңқа түрінде енгізіледі. Шихта қабатында тотықсыздандырғыш орта жасау үшін, шихтаның өзінде тұнбалы балқыма жасауда тотықсыздандырғыштар қосады. Тотықсыздандырғыш сүрменің тотығуын және балқыту кезінде ұшқыш сүрменің үшоксид түрінде жоғалуын төмендетеді. Тотықсыздандырғыш ретінде ағаш көмір, тас көмірдің ұсақтары және кокс қолданылады. Шихтаға тотықсыздандырғыш концентрат массасынан 3-4% артық болады [3] .

Кестеден қоспалардан тазартылған сүрменің тазалығының аз мөлшерде екендігін көруге болады.

Шихтадағы тотықсыздандырғыштың шығыны балқыма көрсеткішін жақсартпайды, керісінше, флюс шығынының артуына алып келеді.

2-кесте. Тұнбалы балқымамен өңделген сүрме концентратындағы сүрменің құрамы

Үлгі нөмері

Sb _жалпы

Sb _{сульфат}

S _жалпы

SiO ₂

CaO

MgO

Al ₂ O ₃

Үлгі нөмері:

Sbжалпы:

28, 7

27, 96

26, 95

30, 66

34, 1

Sbсульфат:

11, 81

20, 7

16, 26

17, 7

13, 5

As:

0, 21

0, 16

0, 18

0, 07

0, 03

Pb:

0, 10

0, 08

0, 1

0, 09

2, 34

Fe:

3, 0

1, 9

8, 0

4, 4

1, 6

Sжалпы:

7, 8

11, 9

15, 0

14, 8

8, 1

SiO2:

46, 58

43, 2

23, 8

26, 3

42, 9

CaO:

2, 4

1, 6

5, 1

4, 8

3, 76

MgO:

0, 6

0, 8

0, 4

0, 6

1, 0

Al2O3:

2, 1

1, 5

6, 1

9, 0

2, 3

Егер флюс қоспасы ретінде натрий сульфаты қолданса, көміртек шығына қатысында ол күкіртті натрийге дейін тотықсызданады [3] .

Na ₂ SO ₄ +4C=Na ₂ S+4CO

Түзілген күкіртті натрий бос жыныста шлактанбай, штейнде темір күкіртіне айналады. Нәтижесінде бұл сульфат шығынын арттырады.

Тұнбалы балқымадағы шлактар

Тұнбалы балқымады шлак құрамын дұрыс таңдап алу керек, себебі шлактан балқыма температурасы, бөлу мен балқымадағы металдың шығыны тәуелді болады.

Шлак құрамын процесс жүргізу үшін бастапқы шикізат температурасына байланысты таңдап алады[3] . Шлактың балқу температурасы шихта компоненті мен шлак арасындағы химиялық реакция жүруі үшін төмен болуы керек. Сонымен қоса штейн және алынатын "қара" сүрменің балқу температурасынан жоғары болу керек. Шлак бағасы қолжетімді болуы тиіс. Және де шлактың құрамындағы сүрме және штейн мөлшері минимальды болуы қажет. Ол үшін шлак жеңіл, төмен температурада аз байланысқыш және сүрме қосылыстарын ерітпеуі тиіс. Шлак және штейнді бөлу үшін шлактың массасы штейннен аз, 1-ден кіші болу керек. Осы талаптарға құрамында сілтілік металдардың тұздары мен тотықтары бар шлактар жауап береді. Шлакта натрий тотығы түзілетін флюс ретінде сода және натрий сульфаты қолданылады. Сода жоғары температурада натрий тотығы мен көмірқышқылы газына диссоциацияланады [3] :

Na ₂ CO ₃ →Na ₂ O+CO ₂

Және де кремний қышқылымен екі компонентті шлакқа және көмір қышқылына ыдырайды:

Na ₂ CO ₃ +SiO ₂ =Na ₂ O*SiO ₂ +CO ₂

Натрий сульфаты балқымада темір, кремнезем және көміртекпен әрекеттеседі [3] :

Na ₂ SO ₄ +Fe= Na ₂ O*FeO+SO ₂

Na ₂ SO ₄ +Fe+ SiO ₂ = Na ₂ O*FeO*SO ₂ + SO ₂

Na ₂ SO ₄ +C+ SiO ₂ = Na ₂ O*SO ₂ +CO+SO ₂

Na ₂ SO ₄ +4C=Na ₂ S+4CO

Сүрмелі руда және концентраттарда араласқан түріндегі минералдарында кремнезем мөлшері 40 % жоғары болса, қышқылдық шлактар алынады.

Сүрмелі материалдарды тұнбалы балқытуға есеппен алынатын шлак құрамында 40-45% кремнезем, 25-30% темір, 15-20% натрий тотығы және 10-15% бар басқа компоненттерқосылады [3] .

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.