Темір кенін өңдеудің электрохимиялық технологиясын жасау

ӘДЕБИ ШОЛУ
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
1. Қазақстан Республикасындағы темір кендерінің жалпы сипаттамасы және кен орындары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1.1 Темір кендерінің жалпы сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4 1.2 Пирометаллургиялық процестердің негіздері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 11
1.3 Темір кендерін өңдеудің белгілі әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 14
1.4 Темір және оның қосылыстарының физика.химиялық қасиеттері ... ... 23
1.4.1 Темірдің физика . химиялық қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 23
1.5 Темірдің және оның қосылыстарының қолданылуы ... ... ... ... ... ... ... ... . 27
1.6 Қазақстан Республикасындағы темір кендері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 28
1.6.1 Лисаковский темір кені ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 28

СТАЦИОНАРЛЫ ЕМЕС ЭЛЕКТРОХИМИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТЕР
2.1. Стационарлы емес токтарды алу әдістері мен олардың түрлері ... ... ... 31
2.2. Стационарлы емес токпен поляризацияланған электродтардағы электрохимиялық реакциялар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 33

ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ
3 Темір кенін ерітудің экологиялық тұрғыдан таза электрохимиялық технологиясын жасау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 35
3.1 Тәжірибе жүргізу әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 35
3.2. Темір иондарының ерітіндіге өту дәрежесіне ток тығыздығының әсері
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 39
3.3 Кен құрамындағы темірдің ерітіндіге өту дәрежесіне тәжірибе ұзақтығының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 40
3.4 Темір кенінің айнымалы ток әсерімен тұз қышқылында еруіне қышқыл концентрациясының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 41
3.5 Темір кенінің еруіне ток тығыздығының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 42
3.6 Кендегі темір иондарының ерітіндіге өту дәрежесіне электролиз ұзақтығының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 43
3.7 Темір кенінің тұз қышқылында еруіне қатты:сұйық қатынасының әсері
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 44
3.8 Темір кенінің тұз қышқылында еруіне электролит температурасының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 45

Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 46

Қолданылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 47
Тақырыптың өзектілігі.Қазіргі кезде жер шарындағы халық санының жедел өсуі мен техникалық прогрестің қарқынды дамуы, жер, қазба байлықтарының тиімсіз пайдаланылу нәтижесінде өндіріс орындарынан шыққан қалдықтар мен газдар атмосфераны, литосфераны ластап табиғаттағы қалыпты процестерді бұзуда.
Табиғаттағы өзгерістер баяу, байқаусыз өтеді. Ал ондағы өзін-өзі реттеу мен қалпына келтіру процестері ұзаққа созылады. Адамның зиянды істері де бірден байқалмайды, оны адамдар көбінесе ұзақ жылдар өткен соң ғана байқайды да, түзету жұмыстары күткендей нәтиже бермейді. Сондықтан ғылым мен техниканың жетістіктерін пайдалана отырып өндіріс көлемін ұлғайтуда қалдықты аз бөлетін және қалдықсыз технологияны қамтамасыз ететін, өндіріс қалдықтарын қайта өңдеп пайдалану жұмыстарын жүргізу қажет болып отыр.
Осындай антропогендік әсерлердің бірі атмосферадағы көмір қышқыл газының концентрациясының көбеюі. Көмір қышқыл газы отын жану процесінде және темірді қазіргі кездегі пирометаллургиялық жолмен бөліп алуда көп мөлшерде бөлінеді. Бұл әдіс үлкен домна пештерінде, жоғары температурада темір кендерінен таза темірді бөліп алғанға дейін өңдейді. Осы кезде атмосфераға көп мөлшерде газ, литосфераға қалдық, шаң бөлінеді.Сондықтан темір кендерін немесе темір қалдықтарын өңдеуде, олардан таза металл бөліп алуда пирометаллургиялық әдістерді қолдануды азайтып, гидрометаллургиялық әдістерді, оның ішінде орындалу тәсілі жеңілдеу және аса күрделі қондырғыларды талап етпейтін электрохимиялық әдістерді жетілдіру тиімді болып отыр.
Зерттеу нысаны: Құрамында темірдің 39,38% проценттік мөлшері бар Лисаковск темір кені.
Жұмыстың мақсаты: Темір кенін өңдеудің электрохимиялық технологиясын жасауға бағытталған зерттеулерді жүргізу:
- темір кенін тұз қышқылының сулы ерітінділерінде өндірістік жиіліктегі айнымалы ток әсерімен өңдеудің негіздерін жасау;
- темір иондарының ерітіндіге өту дәрежесіне әртүрлі параметрлердің әсерін анықтау.
Ғылыми жаңалығы: Бұл жұмыста алғаш рет темір кенін еріту мақсатында өндірістік жиіліктегі айнымалы ток қолданылды. Айнымалы токпен поляризацияланған кезде темір иондарының ерітіндіге өту дәрежесі ток әсерінсіз жүргізілген тәжірибелердегіге қарағанда шамамен 2 есеге артатындығын көрсетті және сонымен қатар ерітіндіге өткен оксидтердің стехиометриялық құрамының өзгеруіне байланысты олардың магниттік қасиетке ие болатындығы анықталды.
Практикалық құндылығы: Жүргізілген зерттеулердің нәтижесінде, бұл әдіс – келешекте темір кенінің беттік қасиеттерін өзгертіп, оның байытылу көрсеткіштерін жетілдірудің, түзілген ерітінділерден темірдің қажетті қосылыстарын алу әдістерін жасаудың және темір кенін өндеудің экологиялық тұрғыдан таза қалдықсыз технологиясын жасауға негіз бола алады.
1. Соколов Р.С. Химическая технология: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений: В 2т:-M.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2003.-Т.2: Металлургические процессы. Переработки химического топлива. Пройзводство органических виществ и полимерных материалов.-448с.
2. Андрющенко.Ф.К., Хтмтя и хим. техн. 1963. т. 6. 850с.
3. КондрашинВ.Ю., химия и химическая технология7” Изд. Вузов., 1972.Т. 15:Т. 12.
4. Общая химическая технология. Под ред. проф. Амелина А.Г., М., “химия”,1977., 400с.
5. Химическая технология В 2х частях. Под ред. И.П.Мухленова. Учебник для вузов. ч. ІІ. Важнейшие химические пройзводство. ИЗД. 3-е перераб. и доп. М., “Высш. школа”, 1977, 288с.
6. А.И. Пономарев, методы химического анализа железных, титано-магнетитовых и хромовых руд, ИЗД. “Наука”; Москва, 1966., 405с.
7. Ю. В. Баймаков, А.И.Журин Электролиз в гидрометаллургий. ИЗД. второе, Москва, “Металлургия”. 1977.334c.
8. Металлургия чугуна. Под ред. Ю.С.Юсфина.- М.: ИКЦ “Академкнига”, 2004.-774с.
9. Химическая энциклопедия: В 5т. : т.2: Даффа – меди / редкол.: Кнунянц И.Л. (гл. ред) и др. – М.: Сов. энцик., 1990,- 671с.
10. Гидрометаллургия железных порошков. / Буланов В.Я., Ватолин Н. А., Залазинский Г.Г., Волкова П.К. – М.: Наука, 1984,-211с.
11. Лирко В.А., Кабанов Ю.А. Современная состояние развития бурых железняков Казахстана. // Промышленность. 2002, с.79-82.
12. Агафонин Н.П., Металлы и сплавы. Москва., 1967. 144с.
13. Некрасов Б.В. Основы общей химии, Т.3, изд. «Химия», 1970г.-416с.
14. Николаев А.В., “ Журнал приклодная химия ” 1978. т. 51. вып. 625с.
15. И.Ф.Вязников, С.С. Ермаков “Применение изделий порошковой металургий в промышленности”, Москва,1960.-187с.
16. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов / Под. ред. А.И. Ермакова.- изд. 30-е исправленное – М.: Интеграл-Пресс, 2006,-728с.
17. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия.- М.:изд. Мир, 1979,-677с.
18. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. Учебник для вузов.- 2-е изд., перераб.и доп. – М.: Химия, 1992,-592с.
19. Комплексная переработка минерального сырья Казахстана (состояние, проблемы, решения). В 10-ти т. Том 3. Подготовка и металлургическая переработка железных и марганцевых руд.-Астана: Фолиант, 2003. -345с.
20. Комплексная переработка минерального сырья Казахстана (состояние, проблемы, решения). В 10-ти т. Том 4. развитие теории и практики металлургической переработки железоглиноземистых руд.- А. 2003.-416с.
21. Дахнол Л. Фосфор в бурожелезняковых рудах Лисаковского месторождения // Промышленность. Тендер технологий 2002,с.64-65.
22. Шлугин Л.П. Электрохимические цепи на переменном токе. Л.: Наука, 1975,- 269с.
23. Костин Ж.А., Кублановский В.С., Заблудовский В.С., Импульсный электролиз. Киев: 1989,-167с.

24. Озеров А.М., Кривцов А.К., Хатиев В.А. Нестационарный электролиз. Волгоград, Ниже- волж. Изд., 1972,-160с.
25. Трафов Б.М. Электрохимические цепи переменного тока. Москва, 1973,-128с.
26. Ваграмян А.Т. Методы исследования процессов электроосаждения металлов, Москва, 1960,- 500с.
27. Верник С., Пиннер Р. . Химическая и электрохимическая оброботка алюминия и его сплавов. Л.: Слдпромгиз 1960.
28. Кондращин В.Ю. и др. Нестационарный ток // Химия и химическая технология, Барнаул, 1972,- С.12-18.
29. Левин А.И., ПомосовА.В. Лабораторный практикум по теоретической электрохимии. М.: Металлургия, 1979,-312с.
30. Ваграмян А.Т., Попков А.П. К теории электрохимических выпрямителей /ЖФХ/, 1954, 28, с. 752-756.
31. Нурилаев М.А., Бешов А.Б., Кулекеев Н.Д. Өндірістік айнымалы токпен поляризациялау кезіндегі калий хлориді ерітіндісіндегі никель электродының электрохимиялық қасиеттері // Қ.А. Ясауи атындағы ХҚТУ хабаршысы, 1999, N2,C.5-17 б.
32. Нестационарные электрохимические процессы. Тезис докладов Барнаул, 1989,-181с.
33. Жылысбаева Г.Н. Өндірістік айнымалы токпен поляризациялау арқылы түсті металдар мыс және қорғасын ұнтақтарын алу. Автореф. дис. канд. Қарағанды, 1989,-147 б.
34. Баешов А.Б., ГалиеваА., Андамасова А. Исследование электрорастворения железных электродов при поляризаций переменным током // Комплексное использование минерального сырья, 1983, В.5, С.86-88.
35. Баешов А.Б., Кожаков Б.Е., Букетов Е.А. Электрохимические получение медного порошка // Сб. Работ по химии, Алма-ата, 1984, С. 283-290.
36. Баешов А.Б., Бейбитова А.Д., Баешова А.К. и др. Влияние природы щелочи на растворения окисных соединений меди в щелочных растворах. // Тезис докл. Караганда, 1983, С. 70-76.
37. Сарбаева Г.Т., Баешов А.Б., Баешова А.К. Электрохимическое поведение алюминиевых электродов в сульфатных растворах при поляризации переменным током // Комплексное использование минерального сырья, 1995, В3, С.76-81.
38. Изтлеуов Г.М., Баешов А.Б., Баешова А.К., Мадиев Ө.Қ. Құрамында титан түйіршіктері бар өндіріс қалдықтарын қышқылды ортада электрохимиялық жолмен еріту және оның қосылыстарын алу // Поиск, 2000, N6, 17-22 б.
39. Краткая химическая энциклопедия. Ред. Кол. И.Л. Кнунянц (отв. ред.) и др. Т.2. М., «Советская энциклопедия», 1963, 1088 с.
40. Жарменов А.А., Муканов Д.М., Бабенко А.А. и др. Комплексная переработка минерального сырья Казахстана (состояние, проблемы, решения). В 10-ти т. Том 4. Развитие теории и практики металлургической переработки железоглиноземистых руд.- Астана: Фолиант, 2003, 416с.
41. Химические методы анализа: Учеб. пособие для хим.- технол. вузов/ В.И. Посыпайко, Н.А.Кузырева, Ю.П. Логачева.- М.: Высш. шк., 1989.-448с.
42. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод.- М.: “химия”, 1984-448с.
43. А.П.Крешков, Основы аналитической химий, Физико-химические (инструментальные) методы анализа, Изд. “химия”,1970,-671с.
44. Реми Г. Курс неорганической химии. Т.2. Изд-во «Мир», -М., 1974, 775 с.
45. Справочник по электрохимии/Под ред. А.М.Сухотина. – Л.: Химия, 1981, 488 с.
46. Баешов А. Электрохимические методы извлечения меди, халькогенов и синтеза их соединений. Алма-Ата: Наука, 1990, 108 с.
47. Баешова А.К. Электрохимические методы извлечения металлов и халькогенов при поляризации переменным током // Дисс. на сосикание ученой степени доктора техн. наук. – Алма-ата, 2002 г.
48. Баешов А., Егинбаева А.Е., Баешова А.К. Исследование электрохимических процессов на железных электродах при поляризации переменным током в солянокислой среде // Наука и образование Южного Казахстана, 2001. № 25. -С. 190-193.
49. Баешов А., Егинбаева А.Е., Баешова А.К. Об образовании соединений железа при поляризации промышленным переменным током железосодержащих отходов в хлоридных растворах //Новости науки Казахстана, 2004, вып. 4. -С. 33-36
        
        Мазмұны
ӘДЕБИ ШОЛУ
Кіріспе
............................................................................
.................................... 3
1. Қазақстан Республикасындағы темір кендерінің жалпы сипаттамасы және кен
орындары
............................................................................
........................ 4
1.1 Темір кендерінің ... ... 4 ... ... ... 11
1.3 Темір кендерін өңдеудің белгілі әдістері
.................................................. 14
1.4 Темір және оның қосылыстарының физика-химиялық қасиеттері ........
23
1.4.1 Темірдің физика - ... ... ... ... және оның ... ... ... Қазақстан Республикасындағы темір кендері
.......................................... 28
1.6.1 Лисаковский темір кені
...........................................................................
28
СТАЦИОНАРЛЫ ЕМЕС ЭЛЕКТРОХИМИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТЕР
2.1. Стационарлы емес ... алу ... мен ... ... ... ... емес токпен поляризацияланған электродтардағы
электрохимиялық реакциялар
............................................................................
33
ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ
3 Темір кенін ерітудің экологиялық тұрғыдан таза ... ... ... Тәжірибе жүргізу әдістемесі
.........................................................................
35
3.2. Темір иондарының ерітіндіге өту ... ток ... ... 39
3.3 Кен құрамындағы темірдің ерітіндіге өту дәрежесіне тәжірибе ұзақтығының
әсері
............................................................................
........................................ ... ... ... ... ток әсерімен тұз қышқылында еруіне қышқыл
концентрациясының әсері
............................................................................
..... 41
3.5 Темір кенінің ... ток ... ... ... Кендегі темір иондарының ерітіндіге өту дәрежесіне электролиз
ұзақтығының әсері
............................................................................
................ 43
3.7 ... ... тұз ... ... ... ... әсері
............................................................................
.................................................... 44
3.8 Темір кенінің тұз қышқылында еруіне электролит температурасының
әсері
............................................................................
........................................... 45
Қорытынды
............................................................................
............... 46
Қолданылған ... ... ... ... жер шарындағы халық санының жедел
өсуі мен техникалық прогрестің ... ... жер, ... байлықтарының
тиімсіз пайдаланылу нәтижесінде өндіріс орындарынан шыққан қалдықтар мен
газдар атмосфераны, ... ... ... ... ... ... ... байқаусыз өтеді. Ал ондағы өзін-өзі
реттеу мен қалпына келтіру процестері ... ... ... зиянды
істері де бірден байқалмайды, оны адамдар көбінесе ұзақ жылдар өткен ... ... да, ... жұмыстары күткендей нәтиже бермейді. Сондықтан
ғылым мен ... ... ... ... өндіріс көлемін
ұлғайтуда қалдықты аз бөлетін және ... ... ... ... қалдықтарын қайта өңдеп пайдалану жұмыстарын жүргізу қажет
болып отыр.
Осындай антропогендік ... бірі ... ... ... ... ... ... қышқыл газы отын жану процесінде
және темірді қазіргі кездегі пирометаллургиялық жолмен бөліп ... ... ... Бұл әдіс ... ... ... жоғары температурада
темір кендерінен таза ... ... ... ... ... Осы ... көп мөлшерде газ, литосфераға қалдық, шаң бөлінеді.Сондықтан
темір кендерін немесе темір қалдықтарын өңдеуде, ... таза ... ... пирометаллургиялық әдістерді қолдануды азайтып, гидрометаллургиялық
әдістерді, оның ішінде орындалу тәсілі ... және аса ... ... ... ... әдістерді жетілдіру тиімді
болып отыр.
Зерттеу нысаны: Құрамында темірдің 39,38% ... ... ... ... ... ... ... кенін өңдеудің электрохимиялық технологиясын
жасауға бағытталған зерттеулерді жүргізу:
- темір кенін тұз ... сулы ... ... ... ток ... өңдеудің негіздерін жасау;
- темір иондарының ерітіндіге өту дәрежесіне әртүрлі параметрлердің
әсерін анықтау.
Ғылыми ... Бұл ... ... рет ... ... еріту мақсатында
өндірістік жиіліктегі айнымалы ток ... ... ... ... темір иондарының ерітіндіге өту дәрежесі ток
әсерінсіз жүргізілген ... ... ... 2 ... көрсетті және сонымен қатар ерітіндіге өткен ... ... ... ... ... ... қасиетке
ие болатындығы анықталды.
Практикалық құндылығы: Жүргізілген зерттеулердің нәтижесінде, бұл әдіс
– келешекте темір кенінің ... ... ... оның ... жетілдірудің, түзілген ерітінділерден ... ... алу ... ... және ... ... өндеудің экологиялық
тұрғыдан таза қалдықсыз технологиясын жасауға негіз бола алады.
Басылымдар: Магистрлік диссертациялық жұмыстың материалдары ... ... ... мен 1 тезис баяндама жарық көрді.
Диссертациялық жұмыстың көлемі мен ... ... ... кіріспеден, 3 тараудан, қорытындыдан, қолданылған ... ... 48 ... ... магистрлік диссертациялық жазбаға 13
сурет, 4 кесте және 2 схема ... ... ... ... 49.
ӘДЕБИ ШОЛУ
1. Қазақстан Республикасындағы темір кендерінің жалпы сипаттамасы және
кен орындары
1.1 Темір кендерінің жалпы сипаттамасы.
Халық шаруашылығын өркендету жоспарларының қай ... ... ... ... ... ... ... рольді қара металлургия алып
келеді. Халық шаруашылығы салаларының қайсысын алсақ та оның өсуінің ... ... ... оның ... қара ... тіреледі.
Қара металдардың негізі темір. Бүкіл өндірілетін ... бір ... өзі 20 есе ... өндіріледі. Темір ғарыштан
түскен метеориттерде ғана таза күйінде ... Жер ... ... ... ... бар. Жер ... түзетін элементтер ішінде, көптігі жағынан
темір елеулі орын алады, ол металдар ішінде, алюминийден ... ең ... ... Жер ... ... — оксид, сульфид, карбонат және
силикат түрінде болады.
Темір кені. Қара металлургия ... ... ...... ... табылады. Жер қыртысында темір түрлі дәрежеде тотыққан оксидтер
түрінде кездеседі. Тау жыныстарының құрамында оксидтері, бос жыныстары және
тағы басқа темір минералдары бар ... ... кені деп ... Бос
жынысты кеннің құрамы түрлі силикаттар және алюмосиликаттар түзетін
кальций, магний, алюминий және кремний оксидтерінен ... Бос ... ... ... ... ... ... никель, молибден, вольфрам,
ванадий кездеседі.
Кеннің құрамындағы темірдің мөлшеріне қарай кендер (30%-төмен) кедей, (30-
50%) орташа, (50%-жоғары) темірге бай ... үшке ... ... ... қосылыстарының қасиеттеріне қарай келесі
түрлерге бөлінеді.
1 Магнетитті кен (магнитті темір тас). Мұнда темір магнетит түрінде
Fe3O4 (78,4% Fe), ... ІІ және ІІІ ... ... ... Таза ... тотығу дәрежесі 2-ге тең ( Feжал*FeО). Кенде
темір ІІ оксидінің тотығуына байланысты ол 7-ге дейін ... ... ... мартит депте атайды. Ең көп кездесетін кеннің құрамындағы
темірдің мөлшері 50-60% пайызды құрайды.Көбіне олар күкірттен және
фосфордан тұрады. Қиын тотықсызданады.
2 ... кен ... ... тас). Бұл ... ... ... ... тотығуы және желде мүжу нәтижесінде түзілген сусыз оксид түрінде
Fe2О3 кездеседі. Бұл кенде темірдің ... 50-70% ... және ... күкірт және фосфор кездеседі. Оңай тотықсызданады.
3 Қоңыр темір тас. Мұнда темір, темір кендерінің басқа түрлерін желдету
немесе тотықтыру кезінде түзілген,гидратталған ... ... ... ... ... ... кездеседі. Лимониттің құрамында кремний
мен алюминий оксидтерінің қоспасы көп кездеседі және темір 30-40% пайызды
құрайды. Оңай тотықсызданады.
4 Сидерит ... ... ... ... ... ... ... кездеседі және бұл минералда зианды қоспалар ... ... ... 30-40% ... ... ... минералдардың қосылыстары бар минералдар мен тау
жыныстарын, құрамындағы металды ... ... ... алу экономика
жағынан тиімді болса, кен (руда) деп ... ... ... болсын кен
құрамында керекті бөлігімен қатар, керексіз құм, саз, әктас т.б. бос жыныс
деп аталатын бөлімі болады. ... ... ... таза ... ... ... ... іске асыру экономика жағынан пайдалы дейді, мыс
кендерінде, таза мыс 1% ... да, ол бай кен ... ... ал ... онда ... оннан, жүзден бөліктері бар жыныстардың өзі тиімді
деп есептеледі:
Металдардың кені болып ... ... ... оксидтер, сульфидтер
жөне түрлі тұздар (карбонат, галогенид, сульфат, силикат, фосфат, т.б.).
1. Оксид кендерінің мысалдары - ... ... тас ... ... тас (2Ғе203-ЗН20), магнитті темір тас (ҒеО*Ғе203);
боксит (А1203*2Н20); пиролюзит (Мn02); қалайы тас (Sn02);
қызыл мыс кені (Сu20), ... ... тас ... ... ... кендері, жер қыртысында біраз тереңдікте
жатады, мысалы, колчедандар: мыс колчеданы (СuҒеS2); темір
колчеданы (ҒеS2); жалтырлар: мыс жалтыры (Сu2S); қорғасын
жалтыры (РЬS); алдауыштар: ... (ZnS), ... (Аg2S), ... т.б. ... ... көпшілігінде бірнеше металл аралас болады,
мысалы, қорғасын мен мырыш ... оның ... ... күміс т.б. қоспасы
болады. Мұндай көп металды кенді ... кен деп ... Тұз ... Кейбір металдар, әсіресе, периодтық жүйенің ... ... ... және ... ... ... ... тұздар түрінде кездеседі. Ол тұздар теңіздердің, не ащы ... ... ... және ... тұз түрінде жер қабатында болады (бұлар да
бұрынғы теңіздердің қалдығы). Ол тұздардың да ... ... ... атымен қатар минералдық аты бар. Айталық, галогенидтер-карналит
(КС1МgС12*6Н20), сильвинит (КСl*NаСІ), сильвин (КСІ), галит ... ... ... ... ...... (КС1*МgS04*ЗН20), серит
(МgS04 *Н20), полигалит (К2S04 ... ... ... эпсомит (МgS04*7Н20), гипс (СаS04*2Н20),
ангидрид (СаS04), тенардит ... ... ... ... - ... ... ... (СаС03), сидерит (ҒеС03),
смитсонит (ZnС03), церусит (РЬС03), сoда (Na2СО3 *10Н2О) т.б. [3]
Енді кен ... осы ... ... ... ... ... алу
мәселесіне келелік. Металды адам баласы мұнан 5000 ... ... ... ... ... жердегі адамзаттың материалдық, рухани және мәдеии
тұрмысының дамуы, металл алу және оны пайдалана білумен байланысты болған.
Бірақ, XX ... ... бар ... 15 ... ... ... мыс,
қорғасын қалайы, мырыш, күміс, алтын ғана қолданылып келді. ... ... ... ... ... ... ... және басқа металдардың
маңызы артып, сонымен қатар қазіргі ғылым мен техника металдардың бәріне де
қолданылатын орын ... ... адам ... ... ... ... адам керегіне тұтынылатын металл мөлшері орасан көп,
мысалы, осы ғасырдың ортасыңда бүкіл жер жүзіңде жылына 150 ... ... мыс, ... алюминий әрқайсысы 2 миллион тоннадан, қалайы, никель
әрқайсысы 200 мың ... ... ... қоры ... оны өндіруде Қазақстан алдыңғы орындарда. Академик
Қ.И. Сәтпаевтың айтуынша Казақстан еліміздің гауһар қоры; Қазақстан хром
және ванадий ... жер ... ... орын алады, ал темір, мыс,
қорғасын, мырыш, күміс, кадмий, ... ... ... ... ... кейбір металдардың қоры жөнінде де біздің ел бірінші орын ... ... ... ... алатын өнеркәсіп саласын металлургия
дейді. Химия металлургиямен тығыз байланысты ғылым, өйкені металл өндіру
процестері ... ... ... ... сол химиялық
реакцияларды өндірістік масштабта жүргізудің әдістерін, оған ... ... ... ... ... және ... негіздерін
құруға Д.К Чернов, Н.С. Курнаков, М.А. Павлов, И.П. Бардин т.б. ғалымдар
үлкен үлес ... ... ... ... ... көп ... ол кенді әуелі байыту
керек. Кенде керекті бөлігімен қатар, ... құм, саз, ... т.б. ... ... болады, ол бос жыныстар кейде өте көп те ... ... ... ... бос ... ... ажыратуды кенді байыту деп атайды. Кен
байытудың қарапайым түрлерінен басқа флотация (ағылшынша flatation ... ... ... көп ... ... техникасы оңай, оның негізі
— кен мен бос жыныстың ... ... ... әр ... ... ... үшін ... өте үсақ етіп ұнтақтап, ... ... ... ... ... ... суға полюстілігі нашар
бір органикалық зат, айталық қарағай майын қосады (1 т ... 400 ... Бос ... ... ... су ... адсорбцияланады
(өйткені олар гидрофильдік заттар), кеннің, әсіресе ... ... су ... ... ... ... заттар) ал майдың молекулалары адсорбцияланады
Ыдыстың астыңғы жағынан ... ауа ... сол ... ... ... жұқа қабыршағымен қапталады. Осындай ауаның
көпіршігі жоғары көтеріліп ыдыстың бетінде көбік түзеді, оның ... ... ... ... ... ... ... көбік ішінде
болады. Бөлшектеріне су сіңген бос жыныс ауырлап ыдыс түбіне шөгеді.
Көбікті сыпырып ... ... ... ... ... ... ішіндегі металды алу әдісі — оның ... ... ... ... ішіндегі металды алады.
Тотықсыздандырғыш ретінде көбнесе көміртек қолданылады, мысалы:
Sn02+2С=Sn+2СО ... ... ... ... түскен бос жыныстарды (олар көбіне құм SiO2)
бөліп шығару үшін шикіқұрамға ... ... ... ... ... флюс реакцияласып оңай балқитын қосылыстар — қож түзеді. Қож жеңіл
болғандықтан сұйық күйде ... ... ... ... оны пештің
арнаулы аузынан бөлек ағызып алады. ... қиын ... ... ... ... алюминий қолданады, өйткені алюминий тотыққанда
өте көп жылу бөліп шығарады (бір моль (А120з) түзілгенде 1,6•1033 кДж), бұл
реакцияны шағын ... ... ... ... қызу береді. Бұл әдісті
алюминотермия дейді, оны орыс ғалымы Н.Н.Бекетов ұсынған. Хром, ... және ... қиын ... ... осы ... ... ... ... және ... ... алу үшін тотықсыздандырғыш ретінде
сутек қолданылады:
W03+ЗН2=W+ЗН20 ... ... ... ... ... ... немесе ватер
жакет) күйдіріп, құрамындағы күкіртті де, металды да оксидке айнаддырады:
2ZnS+302=2ZnО+2S02
(5)
2Сu2S+302=2Сu20+2S02
(6)
Одан әрі, оксидтерді жоғарыда айтқандай тотықсыздандырады.
"Қайнаған ... ... ... ... қатты заттарды "қайнаған
тәрізді күйде" әрекеттестіру, өнеркөсіптің түрлі салаларында өріс ... ... ... ... үстіне салып, астынан шілтердің тесік-
тесігінен ауа (басқа газ) үрлейді, сонда ... ... ауа ... ... ... қайнап жатқан тәрізді болады. Соның нәтижесінде үнтақ зат, тозаң
түрінде көтеріліп, ауамен (басқа газбен) жақсы ... бұл ... ... ... өте ... ... кендерін күйдіріп өртегенде осы әдісті қолданатын болды, сонда
өндірістің өнімі 3-4 есе артады.
Тұз кендеріндегі литий, натрий, калий, кальций, магний, ... ... ... ... ... балқытып, электролиздеп алады.
Алюминийді балқыған глиноземді (А1203) электролиздеп алады.
Тұздар құрамындағы металдар, оң ... ион ... ... ол оң ... теріс электродқа (катодқа) келіп, тиісті
мөлшерде электрон қосып алып, ... ... ... ... ... ... ... тек балқыған емес, еріген тұздарға және мыс, никель
т.б. металды тазалауға (рафинация) қолданады.
Электролизден басқа әдістердің барлығы ... ... ... ... әдістері деп атайды.
Кейбір кендерде керекті металдың аздығы ... олар ... ... ... ... ... әдістерін қолданады. Оның
мазмұны — ... өте ... ... ... (қышқыл, сілтілердің
ерітінділері) әрекеттестіреді. Сонда ерітіндіге тұз ... ... ... ... ... шығарып алады. [5-6]
Бұл айтылған металдарды алудың жалпы ортақ әдістері.
Таза металдарды алу. Қазіргі металлургияның алдында ... ... бірі — ... ... аса таза ... ... алу. Оның
себебі, олар бүгінгі техникада шектен асқан таза күйінде қолданылады.
Мәселен, ... ... ... ... реакторлар мен қазіргі аса
төзімді болаттың арнайы түрлерінде металдардың тазалығы өте жоғары болуы
талап ... ... орай ... ... ... ... ... етіп отыр.
Металдарды тазалаудың әр түрлі әдістері бар. ... ... ... ... балқыту арқылы металдардың әртүрлі үшқыштығына сай қоспадан бөліп
алады. Ал, кейбір металдар төменгі температурада аса ұшқыш ... ... ... ... ... таза металл бөледі.
Зоналап балқыту әдісі қоспаның қатты және балқыған металда әртүрлі
еруіне негізделген. Өте жоғары ... бар ... ... баяу ... ... металдың таза кристалдары ортасына ... ... ... ... ... ... соң өте таза ... таза күйдегі металдардың қасиеттері қалыпты жағдайдағыдан ... ... ... ... серпімділігі, иілгіштігі де жоғары болып,
электр, жылу өткізгіштігі артады. [7]
Осы кезде металдарды жеке, таза күйінде сирек ... ... мен ... ... жеке металдардың қасиеттері қанағаттандыра
алмайтын болды. Металдарды араластырып құйма ... ... ... ... ... ... ... талабына сай, арнаулы қасиеті бар
құймалар алуға болады. Сондықтан жер бетінде ... ... ... ... ... ... кезде өнеркәсіп пен өндірісте 8000-нан астам құймалар
қолданылады. Ал ... ... ... ... өткізіп, қалаған
мақсатта қолданылатын түрлерін алуға болады.
Құйма жасау үшін ... ... ... ... алып ... төзімді қазандарда, не ... ... ... қыздырады.
Металдардың көпшілігі балқыған күйде ... ... бірі ... ... Сол ... күйдегі металдар қайтадан қатқан кезде құйма
түзеді.
Құйманың не екенін түсіну үшін металдар балқысып, ... ... ... ... арасында не құбылыс болатындығын қаралық. Онда үш түрлі
құбылыс болуы мүмкін.
1 Балқыған күйде араласқанымен, ... ... әр ... өз ... ... жағдайда құйма дейініміз жеке металдардың таза
кристалдарының қоспасы. ... ... ... ... Оған ... жұбынан шығатын құймаларды мысалға алуға болады: Рb-Sn, Ві-Сs, Аg-
Рb. Бұлардың кристалдары Ван-дер-Вальс күштерінің ... ... ... ... онда әр металдың ... ... ... қиын ... ... ... ... бірінің ішінде бірі ериді. Қатқан
құйманы қатты ерітінді деп атайды. Қатты ... ... ... ... ... ... ... тұра
береді. Қатты ерітінді біртекті.
Мәселен, Аg-Сu, Сu-Na, Мn-Ғе, Аg-Аu, Рt-Аu ... ... ... ... ... де, ... да, серпімділігі де,
электротехникалық қасиеттері де, ... ... да оны ... ... жоғары болады. Тат баспайтын болаттар осы топқа
жатады.
3 Құйма түзуші металдар ... ... ... түзеді (АuSn, Аu2Sn5, АuSn3, Мo4Sn, МoSn2).
Мұндай қосылыстарды ... ... ... Металдар
ғана емес кейбір бейметалдар да балқыған күйде металдармен
химиялық қосылыстар түзеді (Ғе3С, Ғе3Sі2, Сu3Р, Сu2Sі). Мұндай
жағдайда да құйма біртекті.
Интерметалдық ... ... ... сай ... ... біртіндеп баяу өзгереді. Сондықтан оларды бертоллидтер деп
те атайды.
Әдетте, бір металл периодтық жүйедегі белгілі бір ... ... ... ... ... түзсе, қалғандарымен де әрекеттесіп,
қосылыстар түзеді, мысалға (NаСd5, NaHg4; ал ... ... ... басқа өкілдерімен де әрекеттеспейді).
Бірақ көпшілік жағдайда құйма біртекті болмайды, өйткені құймалардың
көпшілігі, онда түзілген интерметалдық қосылыспен қосылыспай, артық ... ... ... ... ... ... оның құрамына тәуелді, бірақ ... ... ... (температураға) байланысты.
Ғылым мен техниканың өскелең талабына сай керекті жаңа құймалар жасау
өте қарқынды дамуда. Мысалы, аса ... ... ... шығу үшін ... азот және ... ... ... Металдардың ең жеңілі литийді
негізге алып аса жеңіл құйма жасап шығаруда алыс болмас деп сенуге ... ... ... ... да ... ... өзіне сай орын
алады. [8-9]
1.2 Пирометаллургиялық процестердің ... ... ... ... ... кеңінен
қолданылады. Сонымен қатар кен мен қалдықтардан металдарды бөліп алу
өндірістерінде технологиялық процестерде қолданылады. Жалпы металлургиялық
процестер жүйелі үш ... ... ... дайындау. Кеннен металл алу жағдайына айландыру күйін
қамтамасыз ету.
2. ... Бос ... ... ... кеннің құрамындағы
қосылыстардың тотықсыздануы.
3 Алынған металды екінші рет ... ... Бұл ... ... ... ... және ... химиялық байланыстарының формасына қарай механикалық және
физика-химиялық операцияларға бөлінеді.Мұндай операцияларға кенді ұсақтау
немесе ірілету, кенді байыту және классификациялау, сонымен қатар кеннің
құрамындағы металдардың ... ... ... ... ... ... ... осы операцияның соңғы кезеңінің
өтілуі, металл оксидтерді тотықсыздандыруда, галоген ... ... ... байланысты кеннің құрамындағы қалған қосылыстарды
(сульфидтер, гидроксидтер) оксид алу операциясына аударылады. Бұл ... ... ... ... ... байыту арқылы жүргізіледі.
(1- схема)
Тотықсыздандыру. ( кеннен металды бөлу). Бұл кезең
тотықсыздандырғыштың табиғатына және тотықсыздандыру процесінің жағдайына
қарай түрленеді. Тотықсыздандырғыш ... ... ... ... (ІІ) ... ... ... қолданылады. Сонымен қатар
тотықсыздандыру процесі ток қатысында ерітіндіде, ... ... ... жүргізіледі. Осыған байланысты тотықсыздандыру процесі келесі
әдістерге бөлінеді:
1. Пирометаллургиялық тотықсыздандыру – ... ... ... ... ... фазаны балқыту процесі:
FeO + CO = Feo + CO2 ... ... ... – сулы ... ... ... ... + Zn = Cuo + ZnSO4 (8)
3. Электропирометаллургиялық – затты жоғары температурада ... ... ... ... + 6e- = 2Alo + 3O2- ... ... - сулы орталарда электр тогының
әсерімен тотықсыздандыру процесі:
CuSO4 + 2е- = Cuo + SO42-
(10)
Осы аталған ... ... ... ... ... алу ... қолданылады.
Екінші рет өңдеу. Тотықсызданған металдың құрамындағы бөгде
қосылыстардан арылу үшін және крисалдық структурасын ... құру ... ... мен ... өзгертіп тазалайды. Металдарды екіншілік өңдеу
операциясы дистилляция, қайта балқыту, электролиз ... ... ... ... ... металл тағы басқа балқымалар
алынады.
Металдарды кеннен бөлу өндірісінің жалпы схемасы. ...... ... ... ... рет ... ... өңдеу,
Т1 –Тотықсыздандырғыш,
Технологиялық процестердің әдістеріне сәйкес кенді дайындау кезеңі
пирометаллургиялық және ... ... ... ... пирометаллургиялық процестер жоғары
температураларда кеннің толық немесе жартылай балқуымен жүргізіледі.
Бұл процестерге:
- өртеу – кеннің химиялық құрамын ... ... ... ... ... ... процесс. Өртеу жағдайы кеннің құрамы мен
процесті бекітуге байланысты. Құрамында металл сульфидтері бар кендерді
өртеу арқылы ... ... ... ... ал ... магнитті
байыту кезінде тотықсыздандыру процесіне ұшыратады.
- балқыта тотықсыздандыру - бұл жоғары температурада кенді толық ... ... ... ... процесі.
- дистилляция (тазарту) – бұл процесс өңделінген заттың (блқыған күйдегі
металдардың) компоненттерінің түрлі ұшқыш қасиеттеріне қарай бөлу мақсатына
негізделген.
Осы аталған процестер ... ... ... ... газы ... тағы ... газдар көп мөлшерде бөлінеді. Ал кенді өңдегеннен кейінгі
қалдықтар литосфераға тасталынады.
Ал ... ... сулы ... ... ... сұйық фазаға
өткізу шекарасында жүргізіледі. Гидромлталлургиялық процестің негізгі
операциясы бұл – сілтісіздендіру, яғни кеннің құрамындғы металл
қосылыстарын еріткіштерде еріту ... ... ... сұйық фазаға өткізіп,
сәйкесінше реагенттер қосу арқылы ерігіштігі нашар заттарды тұндыру болып
табылады. ... ... ... ... ... ... ... негізінен оксид болғандықтан оларды көмірмен
тотықсыздандырады. Бірақ, балқыған темір өз ішінде ... ... ... ... ... таза түрде емес, ішінде еріген, 1,7-5 ... және ... ... бар құйма түрінде шығады, ол құйма шойын деп
аталады. Шойында көміртектен басқа күкірт, кремний, ... ... ... ... ... ... пештерінде алады.
Домна пешінің биіктігі 25-30 м, ішкі диаметрі — 6 м, іші отқа ... ... ... (1 – ... ... оның ... аттары, атқаратын қызметі келтірілген.
Домнада болатын процеске шикізат ретінде керегі: кен, отын, флюс ... Кен ... ... ... ... ... ... отыны –
кокс. Кокстың маңызы 1) өте жоғары ... ... ... ... ... жылуды береді, 2) тотықсыздандырғыш, 3)
балқыған темірде еріп оны ... ... ... ... болсын бос
жыныс болады, ол көмірден ... ... ... ... ... ... затты көбейтеді. Міне осылардан құтылу үшін ... ... ... ... оңай ... қож түзетін заттар — флюс
салынады. Флюс ретінде ... СаС03 ... ... ... алынады.
Домнадағы кокстың жануына өте көп ауа жүмсалады, оның ... ... мына ... ... болады. 1 т шойынға 1 т кокс керек, ол жану
үшін 4000 м3 ауа керек. Сонда бір ... 1000 т ... ... ... м3, ... 5000 т ауа ... Демек, минутына 3500 м3 ауа үрлеу
керек.
Домнаның заплечнигінде жоғары температурада түзілген отындағы
көміртекпен тотықсызданып, ... (II) ... ... ... ... процестер төрт түрлі болады:
1.Темірдің және басқа аралас журген элементтердің ... ... С ... ... Домнаның фурмдарының аймағында (2-сурет) қызған
кокс ауамен реакцияласып жанады:
С+02=С02 ... ... + С = 2С0 ▲Н ... ... ... ... ... өте қызған газдар қоспасы түзіледі, оның 35%
СО, 65 % N2 (ауамен келген азот). Көміртек (II) оксиді домна бойымен жоғары
көтеріледі, оған ... ... ... түскен темір кенімен жанасып, ондағы
темірді тотықсыздандырады:
Ғе203+ЗСО=2Ғе+ЗС02
(13)
Кендегі аралас жүрген ... де ... ... ... ▲Н° =278,236 ... (14)
SiО2+2С=Sі+2СО ▲Н° ... ... ... ▲Н° ... ... ... ... ... ... ... ... ... домнаның төменіндегі жоғары температуралы
бөліміне келгенде балқып, ішіне көміртекті ерітіп, онымен
қатты ерітінді түзеді. Сонымен қатар химиялық қосылыс —
темір ... ... ... Ғе3С ... + 4С02 ... Ғе3С ... ... те ... ... ... ... ... төмен
түсіп, горнға (көрікке) келген жерде сол ... ... ... пен ... ... ... және күкірт пен фосфорды (зиянды
қоспа) өз ішіне тағы ерітіп, шойын түзеді. ... ... ... ол сұйық күйде горнға жиналып, содан дүркін-дүркін ... ... Флюс ... ... карбонаттар
домнаның жоғарғы бөлімінде-ақ (500° маңы) айрылады:
СаС03=СаО+С02↑; (19), МgС03=Мg0+С02↑ (20)
Кендегі бос ... ... ... ... - SiO2. Осы ... қызу жері - ... төмен түсісімен реакцияласып, кальций мен
магнийдің силикатын түзеді:
СаО+SiO2=СаSi03; (21), ... екі ... ... алғашқы қож түзеді.
Қождың меншікті салмағы 2,3, шойындiкі 7, сондықтан қож шойынның үстіне
жиналып, екеуі ... екі ... ... әрі қож шойынның бетін
тотығудан қорғайды.
4. Домна газының тузілуі. Домнадан бөлініп ... ... ... ... газы ... ол негізінде — азот, көміртек оксиді және көміртек
диоксидінен тұрады. Мұндағы азот ауамен келеді, СО мен С02 ... ... ... елде ... ... ... ауаның орнына оттекті немесе
оттекпен байытылған ауа ... ... одан ... ... ... ... отын ... кемиді. Домнадан шығатын домна газы отын ретінде
қолданылады.
Домнаға алдымен кокс салынады, соның ... ... ... кокс, флюс тағы кокс және т.с. ... ... ... процесс
үздіксіз процесс, домна бірнеше жыл тоқтамастан істейді, тиісті мерзімі
жеткенде оны тоқтатып, тазалап жөндейді.
Сонымен ... ... ... (90-93 %), оның ... ... ... ... марганец, кремний, ... ... ... ... темір кенімен келген хром, никель, ванадий және
басқа металдар болады. Шойынның құрамындағы осылардың ... ... ... әсер етеді. [11]
Көміртек қатты темірде 4 %-дан ... ... ... ... ... ... ... көміртек не бос күйде (графит түрінде), ... Ғе3С ... ... Осы ... шойын ішінде қандай түрде
болуына байланысты, ... ... әр ... ... баяу ... ... цементит Ғе3С айрылып, темір мен көміртекке
(графитке) айналады. Сол графиттің қаралығынан ... да ... ... ... ... мұны сұр шойын дейді. Мұнда кремний біраз (2-3,5 %)
болады. Сұр шойын, ішінде цементит болмағандықтан ... ... ... ... құйылады, бірақ оңай жарылады. Сұр шойыннан машиналардың
тұлғасын, құбырлар, ... т.б. ірі ... ... жасалады.
Шойынды тез суытса, ондағы цементит айрылып үлгермейді, ол ... сол ... ... ... ... әрі ... береді. Жарылған беті жарқыраған, ақшыл таза болғандықтан оны ... деп ... ... ... аз (1%), бірақ біраз марганец (1-1,5 %)
болады. Ақ ... сол ... ... оны тағы ... ... ... ... құрамындағы көміртекті азайтса, қатты болат (С-0,3-2%) және
жұмсақ болат (С-0,3% кем) яғни ... ... ... ... да ... ... бар.
Марганец шойынның ішінде темір карбиді Ғе3С ... ... ... көбірек қалып, ақ шойынға айналуына әсер ... Хром ... де ... ... ... ... ... темір карбидінің айрылуына, демек сұр
шойынның түзілуіне себепкер болады. Никельдің де әсері сондай.
Фосфор аз мөлшерде ... ... ... ... бір ... ... бірақ мөлшері артып кетсе, ондай шойын жарылғыш, томырық болады.
Кукірт араласқан шойын қызған күйінде де соғуға ... ... ... ... ... ... пеші
2 -Сурет. Домнадағы процестр
Шойынның механикалық қасиеттері мақтарлықтай емес. Қанша дегенмен ... ... оны ... оңай ... ... ... ... шойынның 25%-ы ғана шойын қалпында ұсталып, 75% ... ... ... ... ... негізгі жұмыс құрамындағы көміртекті азайту,
ол үшін көміртекті жандырып, оксидке ... ... бұл ... ... пен ... де ... ... қожға аудару арқылы
азайтады. Ал күкірттен құтылу қиын жүмыс.
Шойынды болатқа аудару үшін Бессемер, Томас, Мартен және ... ... ... (1856 ж.) ... ... ... ... шойынның ішімен ауа
үрлеп өткізеді.
Металдан жасалған ... 40-50т ... ... ішкі ... отқа ... ... ... — конвертор дейді. Конвертор төңкеруге
келетіндей етіп бекітіледі (3 -сурет). Конвертордың түбіндегі тар ... ... ... ... ауа, ... тұла ... тесіп өтіп, ондағы
қоспаларды тотықтырады. Алдымен кремний мен марганец, одан кейін көміртек
тотығады. Бессемерлеу 10-12 минутта ... одан ... ... ... ... ... ... даярлайды. Бір конверторда бір
тәулікте процесті 40-45 рет ... ... ... ... сұлбасы
Шойындағы фосфордан арылу үшін Томас пен Джилькристтің ұсынысы бойынша,
конвертордың ішкі қалауын ... ... пен ... ... ... ... кальций оксиді тотыққан фосформен (Р2О5)
реакцияласып:
4СаО+ Р205=Саз(Р04)2 +СаО ▲Н° =667,35 ... ... ... оны ... деп атап, тыңайтқыш ретінде пайдаланады.
Бессемер, Томас әдісінің мынадай кемшіліктері де бар:
1. Процесс тез жүретіндіктен оны ... ... қож ... сондықтан жоғары сапалы болат алу да
қиын.
2. Шойындағы темірдің 10 %-ы тотығып кетеді.
3. Конверторға құятын шойын сұйық ... ... ... (1865 ж) ... ... бұл ... жоқ. Мартен әдісінде
регенератив пеші (4 -сурет) қолданылады.
Пеште төрт регенератор-камера бар ... ... іші отқа ... ... газ өтетіндей етіп қаланған. Газ өткізгіш (1) арқылы IV
регенераторға ауа, ал газ өткізгіш (2 жөне 3) ... III ... газ ... ... енгізіледі Екі газ араласып пештің алқабында
жанады. Жанғанда түзілген ыстық газдар генератор (I- және II-) арқылы ... ... ... ... (4) арқылы мұржадан шығып кетеді. Шүмектерді
(5 және 6) ... ... ... ... ауа мен ... газдар I- және
ІІ-регенераторға барады, мұндағы қызған кірпіштен температурасы 900оС дейін
көтеріліп, өздері жанғанда 1800о дейін қызу ... ... ... ... ... ... III-IV регенератордың кірпіштерін ысытып, одан кейін мұржаға кетеді.
Мартен әдісінде, пешке шойынды (қатты күйде), темір ... ... ... ... балқытады. Тотықтыруға керекті оттек ауамен және
кенмен бірге келеді.
Осы үшеуін араластырғанда салмақ қатынастарын өзгерту арқылы, құрамында
керекті ... ... бар ... ... ... ... болат қорытуға электр пештер қолданатын болды, ... ... ... жеткізіледі. Қорыту процесі мартен пешіндегіге
ұқсас, бірақ пештің режимін ... ... оңай ... ... ... ... болады.
Қай әдіспен болса да, шойыннан болат алу дейтініміз, шойындағы
көміртектің және тағы ... ... ... ... ... ... ... алу соңғы кезде шыққан келешегі зор ... Ол ... ... ... аз ... кендерді де өндейді, әрі кокс аз
шығындалады. Мұнда шойын орнына ... ... ... ... ... да аз болады. Ондай темірден болат жасау үшін шойынмен қосып
балқытады (көміртек араластыру үшін). ... ... ... механикалық қасиеттері оның ішкі құрылымына
байланысты. Болаттың құрылымын жақсарту үшін оны ... ... ... маңызды әдісі болатты суару және жасыту.
Болатты суарғанда 760-900°С дейін қыздырып, бірден суға малып суытады,
мұның нәтижесінде болат ... және ... ... бірақ томырық, морт сынғыш
келеді
Суарған болатты қайта қыздырып, ... ... ... ... жасиды.
Термиялық өңдеу кезінде болат ішінде химиялық
процестер жүреді. Суару процесіндегі болатын өзгеріс былай
түсіндіріледі. Болат құрамындағы цементит жоғары ... ... деп ... (балқыған γ-Ғе-
дегі көміртектің ерітіндісі) қатты ерітінді түзеді, аустенит өте
қатты зат, әрі ... ... ғана ... ... ... суға малып, бірден суытқанда аустенит
айрылып үлгермей, суарған болат құрамында қала береді. Шын
мәнісінде, болатты суарғанда ... ... ... ... ... гөрі ... артық мартенситке (α-Ғе ішіндегі көміртектің
аса қанық ерітіндісі) ... Ал, ... ... — ол баяу ... аустенит айрылып, қайтадан цементит пен феррит (α-Ғе ішіндегі С
ерітіндісі) түзіледі, содан болат ... ... ... ... ... ... болуы керек кездер болады, мысалы автомашинаның ось
темірінің сырты қажалмайтын қатты болумен бірге машинаны ой-шұқырда соққан
кезде, ось морт ... ... үшін ішкі ... ... ... ... ... металдың сыртқы бетінің химиялық құрамын ... ... ...... болаттан жасалған заттың сыртқы бетіне көміртек
сіңіреді, ол үшін бұл ... ... (II) ... ... не ... толтырған
ыдыста қыздырады. Сонда оның сыртының 0,5-2 мм қабаты қатайып, ... үшін ... ... затты аммиак ішінде 500-600°-та 20 минут
ұстайды. Аммиактан ажырап шығатын атомдалған азот диффузия арқылы ... ... сол ... ... Ғе2N, Ғе4N және АlN, СгN т.т. ... өте ... заттар).
Циандау — болаттан жасалған заттың сыртқы бетін
көміртек, әрі азотпен байыту. Ол үшін бұл затты натрий
цианидінің басқа тұздармен балқыған қоспасына
(NаСN+NаСг+Nа2СОз) ... ... ... бетінде нитрид, карбидтердің
қоспасы түзіледі (қалындығы 0,1-0,2 мм). Осы сияқты жылу арқылы силицийлеу,
алюминийлеу (алитирлеу), ... ... ... ... өзгерту арқылы сапасын жақсарту әдістерін алғаш
үсынған атақты металлург Д.К. Чернов (1839-1921 ж) болды.
Осы күні ... таза ... ... ... барады.
Болаттың арнаулы, сапалы (легированная сталь) түрлері алынады, ол ... ... ... бір не ... ... ... [14-15]
1.4 Темір және оның қосылыстарының физика-химиялық қасиеттері
1.4.1 Темірдің физика - химиялық қасиеттері
Табиғатта темір бос ... жиі ... ... ол ... ... ... ... арсенид, сульфат, тиоарсенид, фосфат,
силикат және т.б.) әр ... ... ... ... Жер ... үлесі — 4,7%, ал космостық денелерде көптеп кездеседі. Бос күйінде
темір метеориттің (темір ... ... ... немесе
металлургиялық құрамда кездеседі. α-Ғе, феррит, оның орташа химиялық
кұрамы: 2% - Ni, 0,3% - Со, 0,4% - Сu, жэне 0,1% - Рt. ... ... ... ... 7-7,8 ... ... Моасса шкаласы бойынша 4-5 және
магниттік қасиетке ие.
Темір ақ түсті, жылтыр, магниттелген металл; созылғыш және ... ... ... ... оңай ... ... ... жағынан орташа активті металдарға жатады.
Қалыпты температурада баяу ... ал ... ... ... пен тағы ... ... ... әрекеттеседі. Темір
химиялық қосылыстарда +2, +3, +6 тотығу дәрежелерін көрсетеді. Ол әлсіздеу
тотыктырғыштармен Ғе3+ионын түзе ... ... ... ... теріс болғандықтан,
сұйытылған қышқылдармен әрекеттескенде сутегін ығыстырады:
Ғе +Н2 SО4 = Ғе SО4 ... ... ... ... ... ығыстырады:
ЗҒе+4Н2О = Ғе3О4+4Н2
(25)
Темір сұйытылған азот қышқылында еріп, +2 зарядты ионға тотығады:
ЗҒе+8НNО3=ЗҒе ... ... ... азот ... және күкірт қышқылында
еріп +3 ... ... ... + ... + ... ЗН2О ... + 6Н2SО4 = ... + 6Н2О ... концентрлі азот және ... ... ... ... ол ... ... Темір (ІІ) оксиді ҒеО - қара түсті суда ... ... бар зат. Оны ... (III) ... көміртегі (II)
оксидімен немесе сутегімен тотықсыздандырып алады:
Ғе2О3+Н2 = ... (II) ... ... еріп ... ... ... = ... оксиді суда ерімегендіктен, оған сәйкес келетін негізгі тұз бен
сілтінің арасындағы реакция нәтижесінде алады:
ҒеС12+2NаОН = ... ... ... (II) ... ауадағы оттегімен тотығып, қоңыр түсті темір
(III) гидроксидіне ... ... ... ... ... ... ... еріту
арқылы алады:
Ғе+2НС1=ҒеС12+Н2
(33)
Темір (II) тұздарының судағы ерітінділерін химиялық лабораторияларда
тотықсыздандырғыш ретінде қолданады ... + ... + 7Н2SО4 = ... + Сг2(SО4)з + K2SО4 +
7Н2О ... (ІІІ) ... Ғе2O3 - ... түсті ұнтақ зат, суда ерімейді.
Темір (ІП) ... ... ... ... ... ... ыдырату ақылы алады.
Темір (III) оксиді амфотерлік қасиеті бар негіздік оксид, сондықтан ... ... ... де ... + ... = ... +
ЗН2О (35)
Ғе2О3 + 2КОН = 2КҒеО2 + Н2О
(36)
Соңғы реакцияның нәтижесінде мета-темір ... тұзы ... ... ... (III) ... ... деп аталатын бояу жасалады.
Темір (III) оксиді суда ерімейтіндіктен оған ... ... (III) ... ... ... ... арқылы алады:
Ғе2(SО4)з+6NaОH = 2Ғе(ОН)з+ЗNа2SО4
(37)
Темір хлормен әрекеттесіп темірдің (II) және (III) хлоридтерін түзеді.
Темір дихлориді - ... ... ... ... ... кристалл торы гексогональді болады, балқу температурасы -
677°С, қайнау ... - ... ... - 3,162 г/см3.
ҒеС12 суда (35,3 % (масс) 7°С-та, 38,4 % 20°С-та, 48,3 % 96°С-та),
этанолда, ацетонда ... ал ... ... ... Сулы ерітіндіде элсіз
гидролизденеді. Сулы ерітіндіден 12,3°С-та ҒеСl•6Н2О кристалданады, 12,3-
76,5°С аралығында - ҒеС12•4Н2О, 76,5°С - тан ... ... ... 2Н2О, ал 120°С-та ҒеС12 • Н2О-қа ... ... ... ҒеС12 • 4Н2О - ... ... ... ... кристалдар, тығыздығы - 1,937 г/см3; 220°С-та және
инертті атмосферада ... ... ... ҒеС12 ауа ... ... ... ҒеСl3
және ҒеОСl қоспаларын түзе тотығады, ал 300°С ... ... ... ... ... ... дихлориді аммиакпен қосылып, ҒеС12-nNН3 типті аммиакаттар түзеді
(n=1,2,6,10), ал ... ... және ... ... ... ... ... - NH4 [ҒеСl3]
Сусыз темір дихлоридін ҒеС12 газ күйіндегі хлорсутекті, металды
темірдің ... ... ... ... мына схема бойынша
әрекеттестіріп алады:
Ғе+2НСl = ... ... (III) ... 500°С-та сутекпен тотықсыздандыру арқылы:
2ҒеС13 + Н2 = ... + ... ... (II) хлоридінің ерітіндісін, металдық темірді ... (тұз ... ... ... ... = ҒеС12+Н2
(40)
Темір ... ... ... ... ... ... ... синтездерде катализатор ретінде қолданылады, медицинада
антианемиялық ... бір ... ... ... ... ҒеСl - ... ... беретін қою қызыл кристалдар,
кристалл торы гексогональді (а=0,606мм, с=1,74мм, z=6); балқу теспературасы
- 309°С, қайнау температурасы - 320°С , ... - 2,898 г/м3, ... ... ... = 4,5-5,0 ... және этил ... ... диэтил эфирінде
ериді, ал күкіртті көміртегінде және бензолда аз ... сулы ... ... ҒеСl2·nН2О
кристаллизацияланады, n=2.0; 2,5; 3,5; 6,0. Түзілген кристаллогидрат ҒеСl3-
6Н2О - моноклинді торлы сарғыш-қоңыр ... ... ... ... ... ... (III) ... инертті атмосферада жоғары температураға
дейін қыздырғанда мына схема бойынша айырылады:
2ҒеС13 → 2ҒеС12 + ... ... ... ток ... ... ... ... тотықсызданады:
2FeCl3 + Н2 → 2ҒеС12 + 2HС1
(42)
Сусыз темір (III) хлориді КІ, SnС12, Н2S, Мg, Са, ... т.б. ... Ол ... ... ТТР ... ... ... 6КІ = 2ҒеІ2+І2+6КС1
(43)
ҒеС13 - ді темір оксидімен оксохлорид ҒеОСІ түзеді:
Ғе2О3+ ҒеС13 = ... ... - ... ... ... [Ғе ... ... + 6NН3 = [Ғе
(NН3)6]С13 ... ... ... ... ... және екінші
топ металдарының және сондай-ақ аммонидің хлоридтерімен комплексті
хлоридтер түзеді; мысалы, NH4[ҒеС l4], ... ... және ... ... табиғатта молезит минералы түрінде кездеседі.
Сусыз темір (III) хлоридін өндірісте 400 - 500° С - та ... ... ... ... әрекеттестіріп алады:
2Ғе + ЗС12 = 2ҒеС13
(46)
және 500 С - та ... ... ... ... + 6НСІ = ... + ... ... темір дихлоридінің сулы ерітінділерін хлорлау арқылы:
2ҒеС12+С12=2ҒеС13
(48)
Соңғы тәсіл бойынша темір трихлоридін оның сулы ... ... ... ... ... - коммуналды шаруашылықта,
технологиялық процестерде хлорлаушы агент болып табылатын басқа да
қосылыстарды алу үшін ... көзі ... ... мата
бояуда, органикалық синтезде реагент және катализатор ретінде, SCN-, Sn2+,
Н2О2 байқау үшін, ... ... үшін ... ... Ғе2+, Ғе3+ ... ... түзушілерге жатады, олар циан
қышқылының қалдықтарымен әрекеттесіп кешен қосылыстар түзеді:
Ғе(СN)2+4КСN=K4[Ғе(CN6)]-калийгексацианоферраты(II)
(49)
Ғе(СN)3+ЗКСN = К3[Ғе(СN)6] - калий ... ... ... (II) ... Ғе2+ ... ... ... бұл кешен Ғе2+ ионымен "берлин көгі’’ деп аталатын көк
түсті ... ...... ... (III) ... Fе+3 ионын анықтауға
қолданылады, себебі тұздың құрамындағы ... Ғе+3 ... ... ... ... көк ... ... түзеді:
2К3[Ғе(СN)6] + ЗҒеSО4 = Ғе6[Ғе6(СN)6]2↓ + ЗН2SО4
(52)
турнбул
көгі
Темірдің (VI) жоғары оксиді ҒеО3 және оған ... ... ... ... бірақ бұлар бос күйінде әлі белгісіз.
Темір (VI) қышқылының тұздары - ферраттарды ... (III) ... ... ... немесе темір (III) гидроксидін хлормен, броммен
тотыктыру арқылы алады:
Ғе2О3+ЗКNО3 + 4КОН = ... + ... + 10КОН = ... + 6КВг + 8Н2О
(54)
Ферраттар өте күшті тотықтырғыштар, олардың тотықтырғыштық ... ... ... жоғары тіпті олар қышқылдық және нейтрал
ортада ыдырап кетіп үш зарядты темірдің қосылыстарына айналады.
Калий ... ... ... ... реакция оның аммиакпен
қышқылдық ортада әрекеттесуінен көреміз.
2К2FеО4 + 2NН3 + 5Н2SО4 = ... + N2 + 2К2SО4 ... ... түсі қоңыр қызылдан күлгін түске дейін өзгереді [16].
1.5 Темірдің және оның қосылыстарының қолданылуы
Барлық металдардың ішінде халық ... ... ... ... зор. Қара ... - ... мен ... өндіру еліміздің халық
шаруашылығын дамыту жоспарында жетекші орын алады.
Құрамында 3-3,5% көміртегі болатын сұр ... және 2-2,7% ... ... ... ... мен ... құрал-жабдықтар, ауыл
шаруашылық машиналарын жасау ісінде кең өpic ... 26-30% ... бар ... ... ... ... хромы мен 0,2-4% никелі бар хромникелді шойыннан: іштен ... ... ... ... 2-2,5% Сu бар ... шойынды
маховиктер жасауда, 20-24% алюминийі бар ... пеш ... ... 2%-ке ... ... ... болаттардан машиналар,
станоктар, құрылыс арматуралары, тұрмыстық ыдыстар жасалады.
Легирленген болаттар, әсіресе конструкциялық болаттар үй құрылысында,
көпірлер, кемелер, ... ... ... ... ... ... түрлі аспаптар жасауға, арнаулы қасиеттері бар болаттар, мысалы,
тотықпайтын, ... ... ... ... ... жағдайда жұмыс
істейтін аппараттар мен аспаптар ... ... ... ... ... ... мен бipгe 36% никель, 0,15-2,5%
көміртегі бар) приборлар, сағат механизмдерін жасауға қолданады. Ол өзінің
көлемін -100°С -дан +100° С-қа ... ... ... ... (0,7-1,6 хром, 0,15-1,1 көміртегі бар) кескіш ... ... ... ... ... және басқа да
кұралдар жасау үшін кең көлемде ... ... (12% ... одан ... ... бар) ауада, суда,
сілтіде, қышқылдарда ерімейді.
Тез кесетін болаттар (3,8- 4,8% Сr мен 17,5 -18,5% W бар) ... ... ... ... ... (ІІ) ... FeSO4· 7H2O ауыл шаруашылық зиянкестерін құртуға,
сия, бояулар жасауға пайдаланылады..
Темір (ІІІ) сульфаты Fe2(SO4)3, темір (ІІІ) ... FeCl3 ... ... (ІІІ) ... FeCl3 · 6H2O органикалық синтезде
катализатор ретінде, маталар бояғанда басытқы ретінде ... ... ... ... ... ... темір кені
Лисаковский қоңыр темір тасты кен орны 1949 жылы ... ... ... млрд. тоннадан көп, А+В+С1 категориясының теңгерімі бойынша ... т. және С2 ... ... 1158 млн. т.. ... негізгі
компоненттерінің орташа құрамы: 34,8% темір, 0,03% күкірт, 1,1% фосфор,
5,0% глиноземнен тұрады. Мұнда 26 кен орны жұмыс істейді. Оның ішінде ... 1-ші кен орны ... қоры 698,6 ... Бұл ... ашық ... негізгі объект және орташа мөлшері 37,3% темірі бар, темірге бай
кен орны ... ... Бұл кен орны (1 және 2 ... лисаковский
(ГБК), бірінші кезекте кенді жерден өңдеп шығаратын орын.
ЛГБК-ң жобалық қуаттылығы жылына 36 млн. т. ... ... ... ... ... ... өркендеуі кенді жылына 72 тоннаға
дейін өндіру б.т.
Едәуір кен ... кен ... ...... ... ... табысын жеңілдетеді. Лисаковский кен орнының географиялық
қолайлығы, темір қорының үлкендігі, Қазақстанның қара металлургиясының
негізгі шикізат базасын өркендетуге үлкен үлес қосады.
Кеннің негізгі ... ... ... және кварцтан, аз мөлшерде
гетит, хлорид заттары құрайды. Сонымен қатар кен құрамындағы ... ... ... малахит, далалық шпат, апатит т.б. минералдары
кездеседі.
Кеннің құрамын бөлшектеп зерттеп, оны екі негізгі технологиялық типке
бөлген:
1) гидрогетитті (Қо - ... 2) ...... ... ... 3) феррихлоритті – гидрогетитті (Ж-жасыл), 4)
гидрогетитті (Қ-қара), 5) карбитті – гидрогетитті (С- сұр)
Кеннің ... ... ... ... |олиттер ... ... | | ... | | |
| ... ... |
| |Қ |Қо |Ж |
| | |Ғеж |Ғе2+ ... | |Ғе2+ |Ғе3+ |
| | | | | ... ... ... |
| | |
| ... |ЛБМК |МБ ... |49,10 |61,80 |52,00 (59,60) ... |0,82 |30,08 |1,04 ... |10,46 |6,18 |6,45 ... |4,61 |5,65 |4,62 ... |0,27 |0,38 |0,34 ... |0,34 |0,41 |0,37 ... |0,25 |0,28 |0,26 ... |1,56 |1,94 |1,70 ... |0,015 |0,020 |0,015 ... |0,145 |0,154 |- ... |0,102 |0,122 |0,110 ... |13,26 |0,28 |12,75 ... ... ... кенін (мөлшері 60,1% және 60,0% темір,
0,873% және 0,500% фосфоры бар ), гематитті және ... ... ... ... қамтамсыз ететін пирометаллургиялық әдіспен өңдеу технологиясы
қолданылады. Магнитті концентратты өртеу ... ... ... ... ... ... ... бөлігін үздіксіз қыздыра термиялық жолмен
өңдейді және жұмыстың жағдайына ... ... ... және ... ... ... ... қойылады, нәтижесінде 63-64% темірі бар
магнитті концентрат алынады. [20-21]
2. СТАЦИОНАРЛЫ ЕМЕС ЭЛЕКТРОХИМИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТЕР
2.1. Стационарлы емес ... алу ... мен ... ... электрохимияда стационарлы емес токтардың қолданылуына
және оның қатысында ерітіндіде жүретін ... ... ... ... ... ... ... жүргізу үшін - стационарлы түрақты
токты қолдану әрдайым қолайлы бола бермейді, сол себептен, қазіргі заманда
стационарлы емес ток ... ... ... ... ... Бүгінгі уақытта, стационарлы емес токтың мынадай түрлері
белгілі [22,23,24]: 1) симметриялы ... ... т.б.), ... 3) импульсті, 4) асиметриялы (5-сурет).
Өзінің бағытын периодты түрде өзгертіп, ток күшінің мөлшері тура және
кері ... ... ... ... - айнымалы симметриялы ток деп атайды.
Реверсиялық бағыттағы ток формасы, түзетілу тәсіліне тәуелді ... ... ... ... ... ... ... (бүл кезде
айнымалы және түрақты ток мәндерінің қатынасы маңызды роль ... ... ... - ... ... ... ... өңдеуді
қажет етпейтін, беті жылтыр заттарды алуға мүмкіндік береді.
Импульсті ток деп бір ғана ... ... және ... ... ... ... ... түрін айтады. Импульсті ток алудың ... тыс ... ... ол ... ... ... ... формаларына қарағанда, іс ... ... ... токты қолдану арқылы металл шөгінділерінің сапасын ... ток ... ... болады [22].
Асимметриялы айнымалы токты - кәдімгі синусойдалы токпен, ... ... ... ... ... ... ... өзгеше, жоғарыда көрсетілген электролиз режимдері -
стационарлы емес деп ... жүр. ... емес ... - электрохимиялық тізбекте, ерітінділерде, электродта және
электрод - ... ... фаза ... шекарада түрлі
электрохимиялық реакциялардың жүзеге асуына қолайлы жағдайлар жасайды. Ток
тығыздығы мен формасын реттей отырып, ... ... ... және ... ... ... ... септігін тигізеді.
Сонымен қатар, ... ток ... ... ... ғана ... ол ... периодымен, яғни цикл аяқталған соң қайталанатын
уақыттың ұзақтығымен және айнымалы токтың оң және теріс импульстарының ара
қатынасымен ерекшеленеді[23].
Стационарлы емес ... ... ... ... ... электрохимиялық реакциялардың жүзеге асуына, олардың
механизімін жете зерттеуге, сондай-ақ тиімді жаңа технологиялық ... ... ... ... ... емес ... токтар
1) Симметриялы айнымалы токтар: а-сызықтық, б-синусойдалы;
2) Реверсиялық 3) ... ... 4) ... емес ... ... ... қолдану арқылы, металдардың
қосылыстарын алу, көптеген зерттеу жұмыстарда қарастырылған. Стационарлы
емес ... ... ... ... электролит құрамын қарапайым
етуге, жекелеген факторлардың әсерін төмендетуге, не болмаса ... ... ... ... ... және майда металл ұнтақтарын
алуға мүмкіндік береді. Демек, ... емес ток ... ... ... ... ... тигізеді. Мысалы,
пассивтелу процесіне байланысты анодтық еруі қиын кейбір металдардың (Рt,
Сr, Мп және т.б), осы ... ток ... ... ... ... Стационарлы емес токпен поляризацияланған электродтардағы
электрохимиялық реакциялар
Айнымалы ... ... ... ... ... ... кинетикасына байланысты заңдылықтарды толық
ашып берді деп айту әлі ... ... ... ... ... ... ... табиғатына көз жіберіп,
олардың сырын ұғуға мүмкіншілік туды. Бірқатар ... ... ... ... ... токқа қабаттастырғанда катодта түзілген
тұнбалардың структурасы жақсарып, ... ... ... ... ... жиілігі 20 Гц- тен 300 Гц- ке ... ... ... ... ... ... ... күрт төмендетеді.
Ал осы режимдегі электролиз кезінде қалайы иондары бар электролиттен
қалайының ... ... ... пайда болады. Күкірт қышқылы
ерітінділерінде электродтарды тұрақты токпен анодты ... ... анод ... ... ... ... жиілігі 50 Гц өндірістік
айнымалы ток қатысында бірден ерімтал күйге ұшырайтыны соңғы ... ... ... ... емес ток түрлерін тиімді пайдалану, көп
жағдайларда электродтың пассивтелуін ... ... ... ... ток әсері арқылы ерітіндінің электрод ... ... ... ... ... ... болады
Бұрын жиілігі 50Гц өндірістік айнымалы токпен ... ... ... ... жүре ... ... қалыптасқан болатын. Себебі, синусойдалы ... ... ... ... және анод бағытында бірдей жылдамдықпен
өтеді. Соңғы жылдардағы жүргізілген ... ... ... ... ... кейбір электрохимиялық реаісциялардың жоғары
жылдамдықпен, қажетті өнімдерді алуға болатынына көз жеткізді. ... ... ... ... кездегі электродтық процестерді
зерттеудің маңызы зор.
Асимметриялы айнымалы токпен поляризациялаған кездегі ... ... ... байланысты, ең алғашқы жұмыстардың бірі
ретінде, Н.И.Степановтың ... ... ... Ол 1914 жылы ... ... мыс, мырыш, кадмий және сынапты олардың жай тұздарының
ерітінділерінен электр тогы арқылы ... Ол осы ... ... ... ... қабаты түгелдей металмен қапталғанша, ондағы
кернеу 0,3 - 0,5 В-қа төмендейтінін ... ... одан ... электродтардағы кернеу өседі, ал бұл кезде айнымалы токтың
әсері шамалы төмендейді.
А.Т. ... және А.П. ... [30] ... никель ионы бар күкірт
қышқылы ерітіндісінде симметриялы айнымалы токты өткізген кезде, ... ... ... ... ... және ... ... отырып, ерітіндінің өзінде-ақ металды ерітуге немесе металл иондарын
тотықсыздндыруға болтындығын көрсеткен.
Никель электродын сулы ерітінділерде өндірістік жиіліктегі ... ... ... ... ... ... ... [31] еңбекте қарастырылған. Бұл кезда, никельдің
еруінің ток ... ... ... ... ... ... токпен
поляризациялағанда (нейтрал ортада) анағұрлым төмен екендігі ... ... ... ... ... екі ... ион ... тұнбаға никель (ІІ) гидроксидінің түсуі байқалған.
Стационарлы емес ...... жұқа ... алу ... ... кеңінен пайдаланады [32]. Айнымалы ток ... ... ... бір жақты шешуге болады.
Қазақстан Ғылым ... ... ... ... ... Қазақ-Түрік университетінде профессор
А.Баешов және оның ... ... ... Гц) ... токпен поляризациялау кезінде бірқатар ... ... ... ... жүргізген.[33-38]. Ал,
қазіргі уақытта бұл ... ... ... ... ... ... катализ және электрохимия институтында жалғастырылуда.
Бұл еңбектердің басым көпшілігі көптеген ... ... ... сілті, нейтрал орталарда зерттеуге және ... ... ... ... ток қатысында синтездеуге
негізделген және көптеген ғылыми жетістіктерге қол ... ... ... ... ерітудің экологиялық тұрғыдан таза электрохимиялық
технологиясын жасау
3.1. Тәжірибе жүргізу әдістемесі
Біз темір кенін концентірлі тұз қышқылында, ... ток ... ... ... ... ... ... темірдің мөлшері 39,38 % құрайтын
Лисаковск темір кені қолданылды (құрамы 4-ші кестеде көрсетілген). ... [39-40], ... ... ... ... барысында оның
негізінен гидрогетиттен (лимонит) – НҒеО2·aq ( немесе ... ... аз ... ...... ... ҒеО(ОН)) , хлорит және
глиноземнен тұратыны көрсетілген. Осыдан басқа, кенде өте аз ... ... ... дала ... апатит т.б. болады.
|Материал |Құрамы, % ... ... |SiO2 |СаО |MgО |Al2О3 |Р |S ... | ... ... |
0,5 |
25,08 |
0,30 |
0,48 |
3,81 |
0,4 |
0,013 |
3,39 | |4-кесте
Кендердің құрамын зерттеу нәтижесінде олардың екі ... ... ... ... және ... Аталған екі типтің де
фазалық құрамы ұқсас болады, ... ... ... ... ... ... ... мм) гидрогетиттің ара-арасында таратылады,
сондықтан кенді 0,5-1,0 ... ... ... ... ... ... жүргізу алдында темір кенін майдалап, диаметрі 0,1 мм-ге
тең елеуіштен өткіздік, содан кейін ... ... ... ... белгілі бір мөлшерін өлшеп алып, оны тұз қышқылының
сулы ерітінділерінде ... ... ... ... Бұл ... ... ... тұз қышқылының сулы ерітінділерінде жиілігі 50 Гц-ке тең
өндірістік ... ... ... кезіндегі еруі зерттелді. Тәжірибе
барысында ... ... ... және ... ... ( 6- ... ). ... соңында гравиметриялық әдісті қолданып,
ерітіндіге өткен темір иондарының концентрациясын анықтадық және темірдің
ерітіндіге өту ... (α,%) ... ... ... анықтау аморфты тұнбалардың түзілуіне
негізделген.
Темір тұздарының тұндырғышы ретінде аммоний гидроксиді қолданылады. Бұл
кезде ерігіштігі нашар темір гидроксидінің тұнбасы түзіледі [41]
FeCI3 + 3NH4OH = ... + 3NH4CI ... ... ... ... гидролизге бейім:
FeCI3 + H2O = ... + ... + H2O = Fe(OH)3 + ... ... ... үшін ... ... стакан қабырғасына
жабысып сүзуді қиындатады), ерітіндіге қышқыл қосады. [42]
Қыздырған кезде темір гидроксиді салмақтық формаға, яғни темір ... Осы ... ... өлшеп, темірдің ерітіндіге өту дәрежесі
(α,%) анықталады. [43]
t
Fe(OH)3 Fe2O3 ... ... ... әсер ету ... ... кенін ерітуге арналѓан ќондырѓыныњ
схемасы
6 – сурет
1 - ток көзі;
2,3 - графит электродтары
4 – ...... ток ... ... ... ... кені ... гидрогетит
(лимонит) түрінде болады. Бұл қосылысты оксидтің гидроксиді деп те атайды
[44], ... ... ... ... ... айқындалатын кендік
материал тұз қышқылының сулы ... ... ... орын алуы мүмкін:
2ҒеО(ОН)+6НCI=2ҒеCI3+4H2O
(60)
ҒеCI3+HOH=Ғе(ОН)Cl2+HCl
(61)
Ғе(ОН)Cl2+HOH=Ғе(ОН)2Cl+HCl
(63)
Ғе(ОН)2Cl+HOH=Ғе(ОН)3+HCl
(64)
Әрине реакция нәтижесінде бірден темір хлориді ... ме, ... ... да ... бола ма, бұл мәселе қышқылдың концентрациясына
және басқа да ... ... ... тәуелді болатыны белгілі.
Темір кенін қышқылды ерітіндіде электр тогымен өңдегенде темір
оксидтері және ... ... ... ... ... алады [45]:
Ғе2+ + 2e- = Fe0 E0 = ... В ... + 2H+ + 2e- = 3ҒеО + H2 E0 = - 0,173 ... + 8H+ + 8e- =3Ғе + 4H2O E0 = - 0,085 ... + 2H+ + 2e- = Ғе + H2O E0 = - 0,052 ... + 6H ++ 6e- = 2Ғе + 3H2O E0 = - 0,051 ... +3e- = Ғе0 E0 = ... В ... + H2O +e- = ҒеО + 2H+ E0 = - 0,035 ... + 6H+ + 6e- = 2Ғе + 3H2O E0 = - 0,007 ... + 4H2O + e- = Ғе3О 4+ 8H+ E0 = + 0,350 ... + e- = Ғе2+ E0 = ... В ... + 6H+ + 2e- = 2Ғе2+ + 3H2O E0 = + 0,850 ... ... ... өңдеу кезінде жүретін электродтық процестерді
айқындау үшін, келесі мәселелерге ... ... Кез ... ... ерітіндіде өндірістік айнымалы токпен әсер еткен кезде бұл ... 50 рет ... 50 рет ... ... ... сол ... көп жылдар
бойы, мұндай токпен поляризацияланған ... ... ... ... емес деп ... ... Кейінгі 10-15 жылда
жүргізілген зерттеулерде (Ә.Б. ... А.Қ. ... және ... ... 50 Гц ... айнымалы ток әсерімен жүретін
процестерге көп көңіл бөлінген және көптеген ... ... ... [46-49]. ... қорғасын, мыс, хром, титан металдарын
айнымалы токпен өңдегенде, олар анодтық жартылай ... тек ... ... ... иондарын түзе, ... ... ... Сол ... ... ... айнымалы токпен поляризациялау
кезінде қышқылды ортада темір (ІІ) ... ал ... ... ... және ... ... анықталды. Осы мәселелерді
ескерсек, біз ... ... ... де ... кенінің
құрамындағы темір (ІІІ) иондары айнымалы токтың ... ... ... (ІІ) ... ... ... ... деп ойлаймыз.
Ток тығыздығының төменгі мәндерінде жүргізілген зерттеулерде темірдің
ерітіндіге өту ... ... мәні (25,7%) ток ... 150 ... ... одан жоғары ток тығыздықтарында төмендейтіні көрсетілген
(7-сурет). Ал ток ... ... ... ... темірдің ион
түрінде ерітіндіге өту дәрежесі 12,4% -ды құрады.
(CHCl = 35%, Қ:C = 1:2, τ = ... ... ... ... өту ... ток ... ... әсері концентрлі тұз қышқылында (35%), 150А/м2
ток тығыздығында, 1-6 сағат аралықтырында ... ... ... ... ... ... ... өткен сайын темір кенінен темірдің ерітіндіге
өту дәрежесі артады, бұл көрсеткіштің максималды мәні 6-сағатта байқалды
және 35,0%-ды құрады. Салыстырмалы ... ... ... әсерінсіз, тек
концентрлі (35,0%), тұз қышқылында ... ... еруі ... Бұл ... темірдің ерітіндіге өту дәрежесі 1 сағатта 12,4% құрады және ол
тәжірибе ... ... ... Айнымалы токтың катодтық жартылай
периодында 11-ші реакция бойынша ҒеО түзіледі және 13-ші ... Ғе3О4 ... оның ... да ҒеО оксиді болады, ал бұл оксид
қышқыл ерітінділерінде өте жеңіл ериді. Осы себептерге ... ... ... ... ... темірдің ерітіндіге өту дәрежесі
токсыз жүргізген тәжірибелердегіден жоғары болды.
( i = 150A/м2, CHCl = 35%, Қ:C = 1:2 )
1- ... ... ... ... тұрған кезде
2- айнымалы токпен өңделмеген кезде
8-сурет. Кен құрамындағы темірдің ерітіндіге өту ... ... ... ... ... тұз ... концентрациясының артуымен
темірдің ерітіндіге өту дәрежесі артады, әрине бұл ... әсер ... заңы ... 1-ші реакциямен өрнектелген тепе-теңдік оңға қарай
ығысып, реакция ... ... i = ... Қ:C = 1:2, τ = 2сағ. ... ... ... айнымалы ток әсерімен тұз қышқылында еруіне
қышқыл концентрациясының әсері
Бұдан кейінгі ... ток ... ... мәндерінде және
тұз қышқылының 20% -дық ... ... 10-ші ... ... ... ... өту ... максималды мәні
750 А/м2 ток тығыздығында байқалды және 34,0%-ды құрады. Ток тығыздығының
жоғарылауы кендегі ... ... ... өту ... арттырады.
Кендегі темір оксидтерінің еруінің жылдамдығы ток әсерімен жоғарылағанын
кендік минералдардың ... ... ... ... ... және ток ... ... бұл процестерді жылдамдатады.
(CHCl = 20%, Қ:C = 1:2, τ = 2сағ.)
10-сурет. Темір кенінің ... ток ... ... ... тұз ... ... ток тығыздығында поляризацияланған
темір кенінің еруіне электролиз ұзақтығының әсерін зерттегенде, уақыт өткен
сайын ... ... ... ... ... ... (11-cурет, 2-
қисық) анықталды, оның максималды мәні 6-сағатта ... және ... Дәл ... ... 35%-қ НСl ... жүргізгенде α = 75%-
ға жететіндігі ( 11-сурет 3-қисық ) көрсетілді. ... ... ... ... 20%-дық тұз қышқылында темір кенінің еруі де
зерттелді (11-cурет, ... Бұл ... ... ... еру дәрежесінің
максималды мәні 10%-ды құрады.
(CHCl = 20%, Қ:C = 1:2, i =
750A/м2 )
1- ... ... ... ... ... еруі
2,3- темір кенінің еруіне айнымалы токпен поляризациялаудың әсері
11-сурет. Кендегі темір ... ... өту ... ... ... ... ... жүру жылдамдығы реакцияласушы
заттардың бөлшектерінің активті соқтығысуларының санының көбеюіне ... ... ... Зерттеулеріміздің бір бөлігінде біз темір кенінің
20%-дық тұз қышқылында ... ... ... ... (Қ:C) ... ... ... қарастырдық. (Қ:C қатынасы 1:1 - 1:6 аралығында). 12-
суретте көрсетілгендей, Қ:C қатынасының артуымен ерітіндіге ... ... ... артатындығы анықталды. Ерітіндіге өту дәрежесінің
максималды мәні 1:6 қатынасында ... және ... 54%-ға ... ... ... ... ара ... артуы, қатты фазадағы бөлшектердің
сұйықтық молекулаларымен соқтығысу ... ... ... ... ... да көбейеді, сонымен жалпы әрекеттесудің ... және ... ... ... ток ... ... реакцияның да
жылдамдығы артады.
(CHCl = 20%, i = 750A/м2, τ = 6сағ.)
12-сурет. ... ... тұз ... еруіне қатты:сұйық
қатынасының әсері
Темір кенінің 20%–дық тұз қышқылында, 750 А/м2 ток ... ... ... ... ... әсері 20-800С аралығында
зерттелінді. Зерттеу нәтижесі 13-суретте көрсетілген. Электролиз процесін
20-800С электролит температурасының аралығында ... ... ... ... өткен темір иондарының мөлшері арттындығы және
54%-дан, 84%-ға жететіндігі анықталды. Яғни 800С-та өзінің максимум мәніне
жеткенін ... ... мұны Вант – Гофф ... ... ... ... ... сайын реакция жылдамдығы артады.
( СНСl = 20%, Қ:С = 1:6, ... τ = 6сағ. ... ... кенінің тұз қышқылында еруіне электролит
температурасының әсері
Қорытынды
Біздің зерттеу жұмысымыз айнымалы ток әсерімен сулы ортада
темір ... ... ... ... ... әр түрлі электрохимиялық
параметрлердің әсерін зерттеуге бағытталды. Бұл жұмыста ... ... ... ... ... тұз ... еруіне, айнымалы ток
тығыздығы, электролиз ұзақтығы, қатты фаза мен сұйықтықтың (ерітіндінің)
салмақтық ара қатынасы (Қ:С), ... ... ... ... ... ... токпен поляризацияланған кезде темір иондарының
ерітіндіге өту ... ток ... ... ... шамамен 2 еседей артқанын ... ... ... ... ... ... ... оксидтердің стехиометриялық
құрылымында өзгерістер жүріп, активті, ерігіштігі жоғары оксидтер түзіліп,
кеннің ерігіштігі мардымды ... ... ... ... ... ... ... өзгеруіне байланысты олардың
магниттік қасиетке ие болатындығы анықталды.
Ұсынылып отырған әдіс – ... ... ... ... ... оның ... көрсеткіштерін жетілдірудің, түзілген
ерітінділерден темірдің қажетті қосылыстарын алу әдістерін ... ... ... өңдеудің экологиялық тұрғыдан таза қалдықсыз ... ... ... ... деп тұжырым жасауға болады.
Қолданылған әдебиеттер
1. Соколов Р.С. Химическая технология: Учеб. пособие для ... ... ... В 2т:-M.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2003.-Т.2:
Металлургические процессы. Переработки химического топлива. Пройзводство
органических виществ и полимерных материалов.-448с.
2. Андрющенко.Ф.К., Хтмтя и хим. ... 1963. т. 6. ... ... ... и химическая технология7” Изд. Вузов., 1972.Т.
15:Т. 12.
4. Общая химическая технология. Под ред. проф. Амелина А.Г., М.,
“химия”,1977., 400с.
5. Химическая ... В 2х ... Под ред. ... ... ... ч. ІІ. Важнейшие химические пройзводство. ИЗД. 3-е перераб. и доп.
М., “Высш. школа”, 1977, 288с.
6. А.И. Пономарев, методы ... ... ... ... и хромовых руд, ИЗД. “Наука”; Москва, 1966., 405с.
7. Ю. В. Баймаков, А.И.Журин ... в ... ... ... ... ... ... чугуна. Под ред. Ю.С.Юсфина.- М.: ИКЦ “Академкнига”, 2004.-
774с.
9. Химическая энциклопедия: В 5т. : т.2: Даффа – меди / ... ... (гл. ред) и др. – М.: Сов. ... 1990,- 671с.
10. Гидрометаллургия железных порошков. / Буланов В.Я., Ватолин Н. А.,
Залазинский Г.Г., Волкова П.К. – М.: Наука, 1984,-211с.
11. Лирко В.А., ... Ю.А. ... ... ... ... ... // ... 2002, с.79-82.
12. Агафонин Н.П., Металлы и сплавы. ... 1967. ... ... Б.В. ... ... ... Т.3, изд. «Химия», 1970г.-416с.
14. Николаев А.В., “ Журнал приклодная химия ” 1978. т. 51. вып. ... ... С.С. ... “Применение изделий порошковой металургий
в промышленности”, Москва,1960.-187с.
16. Глинка Н.Л. Общая химия: ... ... для ... / Под. ред. ... изд. 30-е исправленное – М.: Интеграл-Пресс, 2006,-728с.
17. Коттон Ф., ... Дж. ... ... ... ... ... Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. Учебник
для вузов.- 2-е изд., перераб.и доп. – М.: ... ... ... переработка минерального сырья Казахстана (состояние,
проблемы, решения). В 10-ти т. Том 3. Подготовка и металлургическая
переработка железных и ... ... ... 2003. ... ... ... минерального сырья Казахстана (состояние,
проблемы, решения). В 10-ти т. Том 4. развитие теории и практики
металлургической переработки железоглиноземистых руд.- А. 2003.-416с.
21. ... Л. ... в ... ... ... ... Промышленность. Тендер технологий 2002,с.64-65.
22. Шлугин Л.П. Электрохимические цепи на переменном токе. Л.: ... ... ... Ж.А., ... В.С., ... В.С., ... Киев: 1989,-167с.
24. Озеров А.М., Кривцов А.К., Хатиев В.А. ... ... ... ... Изд., ... ... Б.М. ... цепи переменного тока. Москва, 1973,-
128с.
26. Ваграмян А.Т. Методы исследования процессов электроосаждения
металлов, Москва, 1960,- 500с.
27. Верник С., Пиннер Р. . ... и ... ... и его сплавов. Л.: Слдпромгиз 1960.
28. Кондращин В.Ю. и др. Нестационарный ток // Химия и химическая
технология, Барнаул, 1972,- ... ... А.И., ... Лабораторный практикум по теоретической
электрохимии. М.: Металлургия, 1979,-312с.
30. Ваграмян А.Т., Попков А.П. К ... ... ... 1954, 28, с. ... ... М.А., ... А.Б., ... Н.Д. Өндірістік айнымалы токпен
поляризациялау кезіндегі калий хлориді ерітіндісіндегі никель электродының
электрохимиялық қасиеттері // Қ.А. Ясауи атындағы ХҚТУ хабаршысы, 1999,
N2,C.5-17 б.
32. ... ... ... ... ... Барнаул,
1989,-181с.
33. Жылысбаева Г.Н. Өндірістік айнымалы токпен поляризациялау арқылы
түсті металдар мыс және қорғасын ұнтақтарын алу. Автореф. дис. ... ... ... ... А.Б., ... Андамасова А. Исследование электрорастворения
железных электродов при поляризаций переменным током // Комплексное
использование минерального сырья, 1983, В.5, С.86-88.
35. Баешов А.Б., ... Б.Е., ... Е.А. ... ... ... // Сб. ... по химии, Алма-ата, 1984, С. 283-
290.
36. Баешов А.Б., Бейбитова А.Д., Баешова А.К. и др. ... ... на ... ... ... меди в ... ... //
Тезис докл. Караганда, 1983, С. 70-76.
37. Сарбаева Г.Т., Баешов А.Б., ... А.К. ... ... ... в сульфатных растворах при поляризации переменным
током // Комплексное использование минерального сырья, 1995, В3, С.76-81.
38. ... Г.М., ... А.Б., ... А.К., ... Ө.Қ. ... ... бар ... қалдықтарын қышқылды ортада электрохимиялық жолмен
еріту және оның қосылыстарын алу // Поиск, 2000, N6, 17-22 ... ... ... ... Ред. Кол. И.Л. ... (отв. ... др. Т.2. М., «Советская энциклопедия», 1963, 1088 с.
40. Жарменов А.А., Муканов Д.М., Бабенко А.А. и др. ... ... ... Казахстана (состояние, проблемы, решения). В
10-ти т. Том 4. Развитие теории и практики металлургической переработки
железоглиноземистых руд.- Астана: Фолиант, 2003, ... ... ... ... ... ... для хим.- ... вузов/
В.И. Посыпайко, Н.А.Кузырева, Ю.П. Логачева.- М.: Высш. шк., 1989.-448с.
42. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод.- ... ... ... ... ... ... Физико-химические
(инструментальные) методы анализа, Изд. “химия”,1970,-671с.
44. Реми Г. Курс неорганической химии. Т.2. Изд-во «Мир», -М., 1974,
775 ... ... по ... ред. ... – Л.: ... 488 ... Баешов А. Электрохимические методы извлечения меди, халькогенов и
синтеза их ... ... ... 1990, 108 ... ... А.К. ... методы извлечения металлов и
халькогенов при поляризации переменным током // ... на ... ... ... техн. наук. – Алма-ата, 2002 г.
48. Баешов А., Егинбаева А.Е., ... А.К. ... ... на ... ... при ... ... в солянокислой среде // Наука и образование ... 2001. № 25. -С. ... ... А., ... А.Е., ... А.К. Об ... соединений
железа при поляризации промышленным переменным током железосодержащих
отходов в хлоридных растворах //Новости ... ... 2004, вып. 4. ... ... ... ... 20 25 30 ... 300 450 600 750 ... ... 1:2 1:3 1:4 1:5 ...

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Көлемі: 40 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 700 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
IT технологиялар. оның PR-дағы орны3 бет
Электрондық оқулық құру44 бет
Өңдеудің жетілдірілген әдістері13 бет
1.Ресейдегі И.Грозный және Ұлы Петр: Саяси портреттері 2. М.Тэтчер-темір ханым5 бет
5-7 сынып оқушыларына технология сабақтарында ағашты өңдеудің әдістемесі69 бет
ADSL технологиясын Алматы каласында автоматизациялау53 бет
CDMA-450 технологиясының негізінде Жамбыл облысы Қаратау қаласында сымсыз желіні ұйымдастыру51 бет
MapInfo бағдарламасындағы ГАЖ технологиясын пайдаланып дифференцияцияланған ландшафтық карталарын жасау әдістері (Алатау аумағында)30 бет
SQL тілінде деректерді өңдеудің негізгі операторлары. Деректер базасын құру13 бет
«Мектеп жасына дейінгі балалардың тілін дамытудағы ойын технологиясының түрі – ұсақ моториканың маңызы».9 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь