Казцинк ЖШС ӨМК-да тазартылмаған мыс құрамындағы таза мыстың мөлшерін фотометриялық әдіспен анықтау

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 21 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ
СЕМЕЙ қаласының ШӘКӘРІМ атындағы МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ
ИНЖЕНЕРЛІК - ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ФАКУЛЬТЕТ
Химия және химиялық технологиялар кафедрасы

Казцинк ЖШС ӨМК-да тазартылмаған мыс құрамындағы таза мыстың мөлшерін фотометриялық әдіспен анықтау

тақырыбында
КУРСТЫҚ ЖҰМЫС

______ __________ __________

Семей, 2017 ж.

МАЗМҰНЫ

Кіріспе
3
1 ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ

1.1 Казцинк ЖШС жайлы
5
1.2 Зерттеу орталығы
6
1.3 Мыстың сипаттамасы мен қолданылуы
8
1.4 Мысты алудағы шикізат көздері
10
1.5 Мысты электролитті тазарту
1.6 Анализдің фотометриялық әдістері
11
16
2 ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ

2.1 Қолданылатын реактивтер мен аспаптар
20
2.2 Қолданылатын әдістеме
20
АНАЛИЗ НӘТИЖЕЛЕРІ
22
ҚОСЫМШАЛАР
ҚОРЫТЫНДЫ
23
24
Қолданылған әдебиеттер тізімі
25

КІРІСПЕ
Мысты құрамдас элементтерден анықтау және бөлу әдістері оның аммиакты және галогенидті комплекстер, сонымен қатар көптеген оттекті, күкіртті және азотты органикалық және бейорганикалық қосылыстармен комплексті қосылыстар түзуіне негізделген.
Мыс анықтау әдістемесін таңдауда, селективті және сезімтал болғанымен, гравиметриялық әдісті тізімнен шығарылды. Себебі тұңбаға түсіруге қажет реагенттер қолжетімсіз, орындалу уақыты ұзақ және орындалуы қиындық келтіреді, ал қажет рН мәндерін белгілеу қиынға соғады (рН 1-3,3 шегі үшін буферлік ертінділер жоқ ).
Сонымен қоса, Рейнеке тұзымен тұбаға түсіру қосымша Cu (II) Cu (I) тотықсыздануы реакцияларын қажет етеді және мысты анықтауда Hg (I), Tl (I), Ag(I) тұнбасы болуы кедергі етеді. Әдістің жоғары сезімтал болуы қажет емес, себебі мыс қоспаның негізін құрайды.
Спектрофотометрия көрінетін, ультракүлгін және инфрақызыл жарықтың монохроматты сәулесін сіңіруге негізделген. Артықшылықтары: 1) λ=210-1100 нм аралығында жарық сіңіруді жүргізуге болады, яғни түссіз ерітіндіде оптикалық тығыздығын өлшеуге болады; 2) жарықтың монохроматы; 3) Ерітіндінің ғана емес мөлдір қатты заттардың да оптикалық тығыздығын өлшеуге болады; 4) Сіңіру спектрі бойынша сапалық анализ жүргізуге болады. Сіңіру спектрі деп жарық сіңірудің толқын ұзындығына тәуелділігін атайды. Сіңіру спектрі заттың сапалы сипаттамасы, өзіне ғана тән. Фотоколориметриялық және спектрофотометриялық анализ әдiстерi периодтық жүйедегi көптеген элементтердi, соның iшiнде негiзiнен металлдарды анықтауда қолданылады.

Жұмыстың мақсаты: Казцинк ЖШС ӨМК-да тазартылмаған мыс құрамындағы таза мыстың мөлшерін анықтау .
Жұмыстың өзектілігі: Мыс қазiргі кезде кеңiнен қолданылуда. Электр өткiзгiштiк қасиетi бойынша күмiстен кейiнгi екіншi орынды алады, өткiзгiш материал ретiнде жиі қолданылады. Жылу өткiзгiштiгi бойынша да күмiске орын бередi жəне ол əртүрлi жылу алмастырушы ретiнде де қолданылады. Мыс қорытпалары жеткiлiктi коррозияға төзiмдiлiгiмен ерекшеленеді. Түсi əдемi, жылтырайды. Мыстан табақтар, ленталар, штамптар, құбырлар, сымдар жəне басқа да бұйымдар дайындалады. Әдіс азот және күкірт қышқылдарының ерітіндісінен мысты платинадан жасалған торлы катодта ток күшінің 1А- ден 4 А - ге дейінгі және кернеудің 2В - тен 2,5В - ке дейінгі мәндерінде электролиттік жолмен бөліп алуға негізделген.

1. ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ
1.1 Казцинк ЖШС жайлы
Казцинк - бағалы металдар және қорғасын сияқты ілеспе металл түрлерін көптеп қоса өндіретін интеграцияланған ірі мырыш, мыс өндіруші. Компанияның негізгі кәсіпорындары Қазақстан Республикасының аумағында, негізінен Шығыс Қазақстан облысында орналасқан. Компания 1997 жылы Шығыс Қазақстанның Өскемен қорғасын-мырыш комбинаты, Лениногор полиметалл комбинаты және Зырян қорғасын комбинаты сияқты ірі-ірі үш түсті металлургия алыбының активтерін біріктіру арқылы құрылды. Барлық үш компанияның негізгі меншік иесі Қазақстан Республикасының үкіметі болды. Содан бастап Казцинк акцияларының бақылау пакеті жеке секторға сатылды да, GLENCORE International AG, Швейцария (Glencore Xstrata) компаниясы бас инвесторы болды.
Казцинк өзі құрылғаннан бергі жылдар ішінде өндірістік қуаттар мен өнім өндіруді барлық бағыттар бойынша едәуір арттырды. Компания өндіріс шығындарын мейлінше азайта отырып, әлемдік мырыш саласындағы озат кәсіпорындар бестігіне кіруді мақсат тұта даму үстінде.
"Казцинк" 50 мердігерлік кәсіпорынды байланыстырып, 25 мың жұмысшы маманға жұмыс беріп отыр. Шамамен 30 түрлі тауарды өңдіреді: мырыш, қорғасын мен мырыштың әртүрлі балқымалары, алтын және күміс, күкірт қышқылы, мырыштың ақ ұнтағы (белила), таулы - шахталы құрылғылар, пластмассалардан жасалған бұйымдар, жасанды тас және т.б.
Бүгінгі қолданыстағы өндірістік құрылымы көп қырлы және мынандай өнеркәсіптік кешендерді қамтиды (заңды тұлға мәртебесі жоқ): Зырян кен-байыту кешені, Риддер тау-кен байыту кешені, Риддер мырыш зауыты өнеркәсіптік кешені, Өскемен металлургиялық кешені. 2004-2005 жылы энергетикалық кешені, темір жол кешені және геологиялық барлау кешені құрылды. 2007 жылдың ақпан айында материалдық - техникалық жинақтау кешені пайда болды.
1. 2 Зерттеу орталығы
Зерттеу орталығы Казцинк ЖШС Өскемен металлургия кешенінің бөлімі болып табылады.
Зерттеу орталығының мақсаты:
oo Техникалық жабдықтауды арттыру, жаңа технологиялар еңгізу, жабдықтар мен материалдар негізінде өндірістің техникалық және материалдық деңгейін қысқарту мен өнімдердің өндірісінде қаржы шығындарын азайту.
oo Жаңа әзірлемелер енгізу арқылы әлемдік нарықтағы, өндірістің тұрақтылығына қажетті жағдайлар жасау, өнімнің сапасы мен бәсекеге қабілеттілігін арттыру.
oo Патенттік - лицензиялық қызмет туралы негізделген жоғары деңгейдегі өңдеу технологиясын қамтамасыз ету.
oo Зияткерлік меншік саласындағы кәсіпкерліктің мүдделерін қорғау.
oo Компания мамандарының мақсатты ғылыми - техникалық ақпаратты қолдану.
Зерттеу орталығы айналысады:
oo Жаңа технологияларды жасау және оларды өнеркәсіпте қолдануға әзірлеу;
oo Алдын ала зерттеу жүргізу мен жабдықтардың ең озық технологиялық процестер мен түрлерін өндіруді енгізе отырып, ғылыми - техникалық негіздеу және ұсыныс беру;
oo Ағымдағы процестерді жетілдіру ұсыныстарын беру, технологияны жүргізу, бақылау - техникалық деңгейіне байланысты анықталған кемшіліктер туралы ескертулер, оны жетілдіру мен тұрақтандыру үшін ұсыныстар енгізу.
Зерттеу орталығы үш зерттеу зертханаларынан тұрады:
1. Қорғасын, мырыш және мыс пирометаллургия тобы - 7 адам. Зерттеу орталығының бөлімі жұмысы:
oo материалдарды және бөлшектерді қажетті мөлшерге және химиялық құрамы бойынша бөлу;
oo компьютерлік бағдарлама Fact Sage көмегімен өнімдердің құрамын теориялық есептеу;
oo құралдар мен жабдықтарды (кептіру, ұсақтау, қоспаларды өлшеу және араластыру, қыздыру, балқыту, сублимация, салқындату, бөлу және өнімдерді өлшеу, химиялық талдау үшін сынамаларды дайындау) пайдалана отырып тәжірибе жасау;
oo әрбір тәжірибеде материалдық тепе - теңдіктің нәтижелерін талдау.
2. Қорғасын, мырыш және мыс гидрометаллургия тобы - 7 адам. Жаңа технологияларды өнеркәсіпте іске асырға әзірлеу. Алдын ала зерттеу жүргізу мен ғылыми - техникалық негіздеу және ең озық технологиялық процестерді өндіру және бәсекелестікке енгізу ұсыныстарын беру. Қолданыстағы процестерді зерттеу, ұсыныстар жасау, технологиясын жүргізу бақылаудың техникалық деңгейіне байланысты жұмыста анықталған кемшіліктері туралы ескертулер, оны жетілдіру мен тұрақтандыру үшін ұсыныстар енгізу. Сұраныстың орнында ғылыми - зерттеу орталығының өндірістік қызметіне байланысты барлық мәселелер бойынша есептер, анықтамалар, есептер беру.
3. Сирек, бағалы металдар және экологиялық мәселелер тобы - 8 адам, сондай - ақ химиялық талдау және патенттік - лицензиялық топ - 8 адам. Жұмыстың бағыты:
oo негізгі (сауда) металдар металлургия үшін полиметалдық шикізатты қоспаларды бағалау;
oo қоспаларды бөлу және негізгі металдарды өндіру, олардың әсерін зерттеу;
oo металлургиялық өндіріс циклына қоспаларды алу ұсыныстарын әзірлеу. Зерттеуші өндірістік қызметіне байланысты барлық мәселелер бойынша есептер, анықтамалар, есептер беру.

1.3 Мыстың сипаттамасы мен қолданылуы
Мыс - Д. И. Менделеевтің периодтық жүйесінің бірінші топ, 4-периодтың химиялық элементі. Реттік нөмері 29, атомдық массасы 63,54. Қосылыстардағы тотығу дəрежесі +1 жəне +2. Бұл металдың латынша аталуы Кипр (купрум - мыс) аралымен байланысты, онда б.з.д. 3 ғасырда мыс кен орындары өңделіп, мыс балкытылған. Ал орысшадағы медь сөзі гректің металлон -- кен сөзінен пайда болған.
Табиғаттағы мыс көбінесе әртүрлі кен түріндегі минералдарда кездеседі: мыс жылтырағы Сu2S, халькопирит СuҒеS2, куприт Сu2O, малахит (СuОН)2СO3 және т.б. Қашан да бір кездескен сап та таза күйінде кездескен ең үлкен де салмақты мыстың салмагы 420 тонна.
Мыс қазiргі кезде кеңiнен қолданылуда. Электр өткiзгiштiк қасиетi бойынша күмiстен кейiнгi екіншi орынды алды, сондықтан ол өткiзгiш материал ретiнде де жиі қолданылады. Жылу өткiзгiштiгi бойынша да күмiске орын бередi жəне ол əртүрлi жылу алмастырушы ретiнде де қолданылады. Мыс қорытпалары жеткiлiктi коррозияға төзiмдiлiгiмен ерекшеленеді. Түсi əдемi, жылтырайды. Мыстан табақтар, ленталар, штамптар, құбырлар, сымдар жəне басқа да бұйымдар дайындалады. Олар жақсы пiсiрiледi.
Құрғақ ауадағы бөлме температурасында тотықпайды. Қыздырғанда ауада CuО және Cu2О-ға дейін тотығады, галогендермен, S, Se, HNO3, H2SO4-пен әрекеттеседі. Сульфид концентратын балқытып, одан түзілген мыс штейнін қара мысқа дейін тотықтырып, электролиздеу арқылы алады.
Құрамында қоспалар болуы электрөткізгіштігін төмендетеді, сондықтан электротехникада тазалығы жоғары дәрежелі мыс қолданылады. Мыс - қазіргі заманауи өндірісте негізгі орынға ие металдардың бірі. Өндіру және қолдану көлемі бойынша алюминийден кейін 2-орында (алюминий, мыс, қорғасын, мырыш, никель). Мамандар әлемдегі мыс қоры 610 млн. т. құрайды деп санайды. Қордың орналасуы әр құрлықтарда әртүрлі (сурет 1).

Сурет 1. Мыстың негізгі қорларының орналасуы

Көрсетілгендей мыстың негізгі қоры Оңтүстік және Солтүстік Америка жерінде жинақталған. Сондықтан мыс нарығын осы құрлықтардағы жағдай реттейді. Ең үлкен қор Чили мен АҚШ-қа тиесілі. Олардан басқа мыс иелері қатарына 17 ел енеді.
Мыс Қазақстанның көптеген бөліктерінде таралған. Алтай тауларынан бастап Республикамыздың батыс шекараларына дейін мыс кендері барланған. Мыстың ірі кен орындары Сарыарқада, Жетісу, Жоңғар Алатауында, Мұғалжар тауында, Батыс Торғайда, Теңіз ойпатында, Ақтөбе маңында, Маңғыстауда, Атбасар-Терісқанда, Солтүстік Қазақстанда, Балқаш маңында, Тарбағатай, Сәуір тауларында және т.б. орналасқан. Дүние жүзіне белгілі мыс кен орындары Қоңырат, Бозшакөл, Саян, Жыланды, Ақтоғай, Жезкент, Шиелісай және т.б. еліміздің ұлттың байлығы болып табылады.
Кесте 2. 2008 - 2016 ж. аралығындағы мыс құны өзгерісі.

Бүгін мыс құны 4933,9 доллартонна. Лондон мыс биржасы мәліметі бойынша 2010 - 2016 жылдарда мыс құны (Кесте 2) 2011 ж. жоғары болған.

1.4 Мысты алудағы шикізат көздері
Түсті металдардың сұранысын қанағаттандыру үшін шикізат қорын жаңа кен орындарын барлау жəне игеру арқылы қеңейту, сонымен қатар металлургияның жаңа жетістіктерін ескере отырып құрамындағы бағалы компоненттердің мөлшері төмен кендерді өңдеу керек.
Кен құрылымында қажетті компоненттердің мөлшері қазіргі технологияның даму деңгейі мен нарықты бағасына сай металды тиімді бөліп алуға жеткілікті тау жынысы.
Концентраттар Зыряновск, Лисаковск, Риддерден, Ресейдің кей аумақтарынан, Перу, Боливия, Канада, Филиппин елдерінен СК - 2 - 5 типті контейнерлерде тиеліп немесе биг - бэгтерде салынып келеді.
Жұмысты ұйымдастыру кезінде маңызды мəселелердің бірі бұл шикізат қорын ескеру. Шикізат қорының оптималды мөлшерін тасымалдау байланыстарын сипатына, байыту фабрикасы мен балқыту зауытының ара қашықтығына, шикіқұрам дайындау əдістеріне тəуелді. Түсті металлургия өнеркəсібіндегі материалдардың қоры 15 - 40 тəулік шамасында. Материалдарды сақтау үшін ашық немесе жабық типті қоймалар қолданылады.
Конценттарды қолданбас бұрын олар үлгі алу арқылы зерттелінеді. Сынаманың ірілігі мен ылғалдылығына көзбен бағалау беріледі. Ұсақ ұнтақталған және ұнтақ тәріздес үгілмелі заттар үшін - щуптар қолданылады. Сынама алатын щуп диаметрі 12 мм, 15мм, 25мм, 50 мм жұқа қабырғалы түтік. Ол заттың ішіне түбіне дейін тік орналастырылып, түтіктің іші толғанша айналдырады. Кейін түтікті шығарып, заттан босатады.
Кеннің құрамында бөлініп алынатын негізгі металдың тотыққан жəне сульфидті минералдары, бағалы компоненттер (асыл жəне сирек металдар), сонымен қатар бос жыныстар (тотықтар, карбонаттар, силикаттар жəне т.б. темір, кальций, магний, кремний минералдары) болады, сондықтан полиметалды. Қазіргі кезде ауыр түсті металдар өндіру технологиясы сульфидті кен орындарының негізінде дамуда.
Кесте 3. Мыс минералдарының түрлері.
Минерал
Химиялық формуласы
Мыс мөлшері,
%
Сульфидті минералдар
халькопирит
CuFeS2
34,5
ковеллин
CuS
66,4
халькозин
Cu2S
79,8
борнит
Cu5FeS4
63,3
Тотыққан минералдар
малахит
CuCO3·Cu(OH)2
57,4
азурит
CuCO3· 2Cu(OH)2
55,1
куприт
CuO
88,8
хризоколла
CuSiO3·2H2O
36,2
саф мыс
Cu, Ag, Au, Fe, Bi т.б.
100 дейін

Көрсетілген компоненттерді ескерсек металлургиялық өндірістегі шикізатты пайдалану кешендігі 70 - 80%. Бұл берілгендер технология дамуының жоғары деңгейінің көрсеткіштері.

1.5 Мысты электролизді тазарту
Мысты қоспалардан тазарту мақсатында электролиттік тазарту жүргізіледі және басты мақсаты қосымша асыл металдарды, селенидтерді мен телуридтерді алу. Тазартылмаған мыс ерігіш анод ретінде қолданылады. Тазарту кезінде электролитке ион түрінде мыс және электртеріс элементтер өтеді (мырыш, темір, никель, қалайы, қорғасын). Электрон элементтер анодты ерімейді (потенциал жеткіліксіз) және де электродпен механикалық байланысын жоғалтып қожға өтеді (электролизер түбіне түседі). Бұлар - алтын, күміс, селенидтер, телуридтер, сульфидтер мен оксидтер. Катодта ерітіндіден мыс иондары тотықсызданады да, ал электртеріс элементтердің иондары электролитте қалады. Мыс потенциалына жақын зиянды қоспалар (мышьяк, сурьма, висмут) катодта негізгі металмен бірге тотықсыздануы мүмкін. Мыс бір немесе екі валентті ион түзеді. Катодта осындай реакциялар кері бағытта жүреді. Ерітіндіде иондар арасында тепе-теңдік орналды
Яғни іс жүзінде ерітіндіде тек қана Cu2+ иондары бар. Дегенмен мыс тұзы ерітінділері электролизі кезінде катодта Cu2+ иондарымен қатар олардың тепе-теңдігіне сай Cu+ иондары да тотықсызданады. Егер электролитте (2) реакцияның тепе-теңдігі бұзылса, онда катодтағы үрдістер оны тотықсыздандыруға бағытталады. Cu[+] иондарының концентрациясы тепе-теңдік концентрациясынан аз болды деп есептейік. Онда катод өз потенциалын сақтаған жағдайда (0,345 В) Cu[+]иондарының тотықсыздануы тоқтатылып, жаңа реакция жүреді. Яғни, мыс иондарының толық емес тотықсыздану реакциясы. Осы реакцияның жүру нәтижесінде мыс катодта бөлінбейді де электртогы шығындалып, мыстың токтың шығымы 100% төмен болады. Ерітіндіде Cu2+ және Cu+ арасындағы тепе-теңдіктің бұзылуының негізі себебі: Cu+ иондарының ауа оттегісімен тотығуы.
Cu2SO4 + H2SO4 + 0,5O2 = 2Cu SO4 + H2O
Егер де қандай да бір себеппен Cu+ иондары концентрациясы тепе-теңдік концентрациясынан көп болатын болса, (42) реакция оңға жүреді де анод маңындағы кеңістікте ұнтақ тәрізді металды мыс түзіледі. Электролиттің жоғары электрөткізгіштігін қамтамасыз ету үшін оның құрамында 125-230 гл күкірт қышқылы болуы тиіс, ал мыс концентрациясын 50-70 гл деңгейінде ұстау қажет, электролит температурасы 55-650С. Электролитке бетті белсенді заттарды енгізу құрамында минималды қоспасы бар ұсақ кристалды тығыз тұнба алуды қамтамасыз етеді. Электролиттің айналуы концентрациялық поляризацияны төмендетеді және ерітіндінің қабатқа бөлінбеуін алдын алады. Мысты электролитті тазарту катодты ток тығыздығы 200-350Ам2 шамасында электролит пен анодты мыс құрамына және айналу жылдамдығына байланысты жүргізіледі. Анодты мыс құрамында 99,4-99,6% Сu; қалғаны отты тазартудан кейін қалған қосындылар үлесіне тиеді, алтынды (100 гт дейін), күмісті (1000 гт дейін),селен және теллурды қоса алғанда. Мысты электролитті тазарту кезінде оны қосындылардын терең тазарту және серіктес бағалы компоненттерді қатар алу жүреді. МЕСТ 859-66 сәйкес МОО тауарлы мыстың жоғары маркасы құрамындағы Сu 99,99% - дан кем болмауы керек, яғни қосындылардың қосынды құрамы тоғыз элементті қоса (висмут, сурьму, мышьяк, темір, никель, қорғасын, қалайы, күкірт, мырыш) регламенттелген шекті концентрацияларымен 0,01%-дан аспауы тиіс. Электролитті тазарту үрдісін электролитпен, CuSO4 (160-200 гл) и H2SO4 (135-200 гл) қосындылармен және коллойдты қосындылармен толтырылған былауда жүргізеді. Осы электр жүйесі арқылы тұрақты тоқ өткізеді. Былауда құйылған анодтар және бастапқы катодтар электролитті мыстан ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.