Mis boyitmalarining issiqlik berish xususiyatlarini oshirish

ISLOM KARIMOV NOMIDAGI TOSHKENT DAVLAT TEXNIKA UNIVERSITETI KONCHILIK ISHI VA METALLURGIYA FAKULTETI METALLURGIYA YO’NALISHI Talabasi: ALAMOVA G.X Ilmiy rahbar: Hojiyev Sh.T.

MIS BOYITMALARINING ISSIQLIK BERISH XUSUSIYATLARINI OSHIRISH

Loyihada mis ishlab chiqarishda kam oltingugurtli sulfidli mis boyitmalarini energiya-tejamkor texnologiyasini takomillashtirish yo'llari ko'rib chiqilgan. Mazkur tadqiqot rangli metallurgiya sohasiga tegishli bo'lib, xususan, Kislorod-mash'alali eritish pechi va Vanyukov pechlarida qayta ishlanadigan mis boyitmalarining issiqlik berish qobiliyatini oshirishda qo'llaniladi

1-rasm. Piritli boyitmalarning issiqligini aniqlashga mo‘ljallangan kalorimetr qurilmasi: a-kalorimetrning umumiy tashqi ko‘rinishi, b-kalorimetrning ishlash prinsipi

Bunda boyitmaning issiqlik berish qobiliyatini oshirish maqsadida selektiv flotatiya jarayonidan yo'ldosh birikmalar sifatida chiqqan piritli boyitmalardan foydalanish taklif etilgan. Kalorimetrik usulda toza pirit mineralining issiqlik berish xususiyati o'rganildi. Pirit yonganida hosil bo'ladigan issiqlik miqdori tabiiy gazning issiqlik berish xususiyatlari bilan taqqoslandi. Qilingan texnik-iqtisodiy hisoblar natijasida piritli boyitmani sanoat miqyosida qo'llash iqtisodiy samarali ekanligi aniqlandi.

Tadqiqotdan ko'zlangan maqsadga erishish uchun esa quyidagi jarayonlar ketma-ketligidan foydalanildi:

- dastlab sulfidli boyitmalarining issiqlik berish xususiyatini oshirish uchun shixta tayyorlandi. Shixtaga odatdagi sulfidli mis boyitmasi, flyus va piritli boyitma qo'shib aralashtirildi. Flyus sifatida oltin boyitish fabrikalari chiqindisidan tayyorlangan tarkibida ko'p miqdorda SiO2 saqlagan birikmalar kvarsli flyus sifatida hamda sulfat kislota ishlab chiqarish zavodlaridan chiqqan gipsli birikmalarni ohakli flyus sifatida ishlatildi.

Piritli boyitma sifatida sulfidlarni selektiv boyitishdan so’ng hosil bo'lgan va tarkibida ko'p miqdorda pirit saqlagan boyitmalaridan foydalanildi. Ularning kimyoviy tarkibi 1-jadvalda berilgan;

- hosil bo'lgan shixtani eritish pechlarida qayta ishlandi, bunda Kislorod mash'alali hamda Vanyukov pechlaridan foydalanish tavsiya etildi.

Taklif etilayotgan usulning maqsadi sulfidli mis boyitmalarini issiqlik berish qobiliyatini oshirish hamda tabiiy resurslarni tejash hisoblanadi [6].

Tadqiqot obyekti va metodlari. Tadiqotning obyektlari piritli boyitmalar va kam oltingugurtli mis boyitmalari hisoblanadi

Piritli boyitmaning kimyoviy tarkibi, % 1-jadval

Namunalar soni

Tashkil etuvchi elementlari

1-namuna

Cu

2-namuna

Fe

0,23

0,51

37,8

3-namuna

S

34,5

41,7

Sio 2

0,82

6,2

39,3

31,0

Cao

10,1

Au, g/t

40,9

7,0

Ag, g/t

0,4

7,6

9,5

2,0

0,4

Al 2 o 3

8,1

6,0

1,4

0,4

5,2

1,5

10,57

• Mazkur usulni amalga oshirilganda tarkibida ko‘p oltingugurt saqlagan piritli minerallar oksidlanib, katta miqdordagi energiya ajratib chiqardi va bu jarayon natijasida avtogen yoki yarim avtogen usulida ishlaydigan pechlarni xomashyosini eritish uchun kerakli energiya olindi. Shuni inobatga olish kerakki, piritning oksidlanishi ekzotermik reaksiya bo‘lgani bilan uning oksidlanishi oddiy sharoitda bormaydi. Shuning uchun uni dastlab qizdirish kerak, ya’ni, aktivlanish energiyasini berish shart. Piritning oksidlanish mxanizmini quyidagicha tasavvur etish mumkin:
• Dastlab, qizdirilganda pirit parchalanib, pirrotin va oltingugurt hosil qiladi:
• FeS 2  FeS + ½S 2 – 70440 kkal/(kg·mol)
• So‘ng sistemadagi oltingugurt faol bo‘lganligi sababli kislorod bilan dastlab u reaksiyaga kirishadi va SO 2 ga qadar oksidlanadi:
• S+O 2 =SO 2 + 70960 kkal/(kg·mol)

Olingan natijalar va ularning muhokamasi.

Reaksion sirtdagi oltingugurt oksidlanib gazga aylangani tufayli keyingi pirrotin qatlami kislorod bilan ta’sirlasha boshlaydi. Reaksion sistemada yuz berishi mumkin bo‘lgan kimyoviy reaksiyalarni quyidagicha yozish mumkin:

2FeS+3О 2 = 2FeO + 2SО 2 +112440 kkal/(kg·mol)

3FeS + 5О 2 =Fe 3 O 4 + 3SO 2 + 411720 kkal/(kg·mol)

2FeS + 3,5O 2 = Fe 2 O 3 + 2SO 2 + 292980 kkal/(kg·mol)

FeS+3Fe 2 O 3 =7FeO+SO 2 +95360 kkal/(kg·mol)

Yuqoridagi oksidlanish reaksiyalari oraliq reaksiyalar bo‘lib ko‘pincha jarayon gematit hosil bo‘lgandan so‘ng to‘xtaydi [13]. Umumiy holda piritning gematit hosil bo‘lguniga qadar oksidlanish reaksiyasini quyidagicha yozish mumkin:

4FeS 2 + 11О 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SО 2 + 3309,6 kJ (791,77 kkal)

Qilingan hisoblar va tadqiqotlar natijasi shuni ko‘rsatdiki, 1 kg toza pirit minerali kislorod ishtirokida to‘liq oksidlanganda 6895 kJ (1649,52 kkal) miqdorda issiqlik ajralib chiqdi. Agar 1 m 3 tabiiy gazning yonishidan chiqadigan issiqlik miqdori 8000 kkal (33440 kJ) ga teng bo‘lsa, u holda 1 m 3 tabiiy gazning yonishidan chiqadigan issiqlik miqdorining o‘rnini qoplash uchun 8000/1649,52=4,85 kg toza pirit minerali kerak bo‘ladi [14]. 2-jadvalda 1 tonna shixtani metallurgik pechda eritish uchun sarflanadigan tabiiy gazning o‘rnini qoplashda kerak bo‘ladigan piritli boyitmaning miqdorlari keltirilgan. Bunda piritli boyitmaning sarfini hisoblashda piritdan tashqari boshqa qo‘shimchalarning miqdorlari ham inobatga olingan. Masalan, 1 kg toza pirit uchun uning mos keladigan boyitmasi miqdori 1/0,75=1,333 kg ni tashkil etadi. U holda 1 m 3 tabiiy gazni iqtisod qilish uchun 4,85/0,75=6,47 kg piritli boyitma sarflanadi.

Hozirda 1 m 3 tabiiy gaz narxi yuridik shaxslar uchun 1100 so‘m miqdorni tashkil qilsa, piritli boyitmani ishlab chiqarishga joriy etish hisobiga 1 tonna shixtani eritish uchun sarflanadigan tabiiy gazning iqtisod qilinishidan 24200 so‘m daromad qilinadi.

Tabiiy gaz va pirit mineralining issiqlik berish xususiyatlarini solishtirish tahlili

2-jadval

№

Iqtisod qilinadigan tabiiy gaz miqdori (%)

1.

2.

1 tonna shixtani eritishga sarflanadigan tabiiy gazning iqtisod qilingan hajmi (m 3 )

10

3.

Iqtisod qilinadigan tabiiy gazning o‘rnini qoplash uchun sarflanadigan piritning miqdori (kg)

20-22

20

4.

30

40-44

129,4-142,34

60-66

40

258,8-284,68

5.

80-88

388,2-427,02

50

517,6-569,36

100-110

647-711,7

• Ko‘rib chiqilayotgan usulning analoglari va prototipidan farqi (yangiligi) shuki, pechga xomashyoni yuklashdan oldin shixta tayyorlashda sulfidli mis boyitmasiga pirit boyitmasi qo‘shildi, flyus sifatida gips hamda oltin tarkibli kvarsli rudalardan foydalanildi.
• Mazkur tadqiqotni uning analoglari bilan taqqoslash natijalari shuni ko‘rsatdiki, sulfidli mis boyitmalarini alohida oksidlaganda kamroq miqdorda issiqlik ajralib chiqqani uchun pech agregati sekin qiziydi. Mis boyitmasiga piritli boyitma qo‘shib oksidlash natijasida esa, pech agregati tezroq qizib xomashyo tezroq suyuqlanadi, yaʼni jarayonning boshlanishi uchun kerak bo‘lgan aktivlanish energiyasi tezroq hosil qilinadi.

BIZNES G`OYANING YANGILIGI VA NOYOBLGI

• Piritli boyitmalar esa sulfidli boyitmalarni boyitishda selektiv flotatsiya jarayonidan so‘ng hosil bo‘ladi va unga keraksiz tog‘ jinsi deb qaraladi. Demak, piritli boyitmalar flotatsion boyitish davrida yo‘ldosh minerallar sifatida ajratib olinadi va tan-narxi juda arzon. Mis ishlab chiqaruvchi kombinatlarning boyitish fabrikalarida piritli boyitmalar hatto tekin materiallar desa ham mubolag‘a bo‘lmaydi. Qilingan texnik-iqtisodiy hisoblashlar shuni ko‘rsatdiki, kam oltingugurtli sulfidli mis kontsentratlarini ushbu usul bilan qayta ishlash mis ajratib olishda uning tannarxini pasaytiradi.

BIZNES G`OYANING IJTIMOIY AHAMIYATI

E`RIBORINGIZ UCHUN TASHAKKUR