Корғасын

КІРІСПЕ

Тарихи мәліметтер

Адам өмірінде қорғасынның  маңызы және оның қорытпаларынан, темірден кем саналды. Бұған себеп қорғасынның  ауада тотығып, өзінің жылтырақ қасиетін тез жоғалтуы. Қорғасынның өзінің мықтылығының, қаттылығының төмендігінен әр түрлі бұйымдар жасауға және жұмыс  құралын жасауға жарамсыз болады. Осыған қарамастан  қорғасын өзінің басқа қасиеттерінің арқасында  түстң металдар арасында ерекше орын алады.

Қорғасын белгілі болған жеті металдың біріне жатады. XVI ғасырға  дейін алхимиктер жеті металды ғана біліп, олардың аттарын сол кезде  белгілі болған жеті планеталардың  аттарымен атаған. Мысалы: алтын - Күн, күміс - Ай, мыс - Венера, темір - Марс, қорғасын – Сатурн, сынап – Меркурий, қалайы – Юпитер. Алхимиктердің металдарға планеталардың аттарын беруі сондайлық күшті орын алған. Металл түрінде сурьма табылғанда оған көпке дейін ат қойылмаған, оны металл ретінде санамаған, бұған себеп, сол кезде жоғарыда аталған планеталардан басқа жаңа планета ашылмаған еді.

Ерте заманда Ресейде  қорғасынды қалайы деп атаған, бірақ  қалайы қорғасыннан көп кейін  белгілі болған, оның үстіне қалайыдан  жасалған қарындаш қорғасыннан жасалған қарындаштай қағазға белгі қалдырмайды. Қорғасынды қалайымен теңеу жалғыз жалғыз Ресейде ғана болмаған, мысалы, ескі Римде қорғасынды Нигрум-қорғасын /күңгірт қорғасын/, қалайыны кандиум-қорғасын деген. Қорғасын деген сөздің қалай  шыққандығы турасында мәліметтер шамалы. Ескі орыс тілінде қорғасын деген  сөзге ұқсастау сөздер кездесе береді /свинь, свиньц/.

Біздің ғасырдан 5-7 мың  жыл бұрын Египет тұрғындары қорғасынға бай рудаларды қорытып қорғасын алуды білген. Британия музейіндегі қорғасыннан жасалған мүсін бұдан 5 мың жыл бұрын жасалған болып шықты. Испанияда /Рио-тинго/ осы күнге дейін кездесетін шлак үйінділеріне 4-5 мың жыл болған. Ассура /Вавилонда/ қаласының орнын қазғанда археологтар салмағы 400 кг қорғасын бөлшегін тауып, оны біздің ғасырдан 1300 жыл бұрын пайда болғанын анықтаған. Римдіктер біздің ғкасырдан 300 жыл бұрын қорғасын рудасын Галлиде, Британияда және Германияда тауып игерген. Көне гректер Кипр, Родос, Эвлей деген аралдарда қорғасын өндірісін ұйымдастырып, әжептеуір жөнге қойған.

XVII ғасырда қорғасын өндірісінің  бастамасы Америкада байқалған.  Бір кезде адамдар сульфатты  және тотықты қорғасын рудаларын  көмір қосып қыздырса, қорғасын  ерітіліп шығатынын білген деп  болжамдауға болады. Осыдан кейін адамзат шұңқыр қазып, ішін таспен қалап, болашақ қорыту пешінің үлгісін жасай бастаған. Біраз уақыт өткен соң табиғи үрлеуден, шұңқырға ауаны күшпен жеткізудің жолын тапқан. Бұған дәлел, екі фурмалық   тесікті пеш Синойда табылған, бұл пеш біздің ғасырдан 4 мың жыл бұрын салнған. Египетте және Индияда қорғасын қорытатын кішкене төрт бұрышты пештердің қалдықтары табылған.

Уақыт өткен сайын қорғасынды қорырытып шығаратын агрегаттар жақсартыла берді. Шарпу пешінде, горнода  балқыту әдістері шықты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорғасынның физикалық қасиеттері

Қорғасын көкшілдеу-сұрғылт  металл, символы – Pb, қатты күйінде  үлесті салмағы балқыған жағдайда температураға  қарай өзгереді, орта есеппен алғанда онға тең. Қорғасынның жаңа сынығы металл тәрізді күшті жылтылдайды. Балқу температурасы 327,4^оС, қайнау температурасы 1750 ^оС.  

Қорғасын өте сұйық, аққыш  металл, оның тұтқырлығы сумен салыстырғанда  небәрі екі-ақ есе көп.

Қорғасынның тұтқырлығы температура  жоғарылаған сайын азаяды. Қорғасын металдар арасында ең жұмсақ металл, жақсы  прокатталада және жеңіл созылады. Қорғасын өңдеуге жеңіл, құю қасиеті  жақсы металл. Қорғасын жеңіл балқитын металл. Өндірісте орын алған қорғасын шығыны көбінесе қорғасынның жеңіл ұшу қасиеттерімен байланысты. Кейбір қоспалар мысалы, мышяк және сурьма қорғасынның ұшуын көбейте түседі. Қорғасынның жылу өткізгіштігі күмістің жылу өткізгіштігін 100 пайыз деп алғанда, небәрі 7,5 пайыз ғана болады. Ал электрөткізгіштігі күмістің электрөткізгіштігінен болғаны он ақ пайыз аз. Қорғасынның жылу өткізгіштігі мыспен салыстырғанда он есе аз.

Қорғасын темірден басқа  көпшілік металдармен жай және күрделі  қорытпалар береді.

Төмендегі кестеде солардың ішінен көп таралған қорытпалардың  құрамы келтірілген /пайыз мөлшерімен/:

 

 

 

Элемент Қорытпалар	Pb	Sb	Sn	Cn
Баббиттер	70-75	13-16	5-10	1.5
Дәнекерлер	10-90	1.5-6.0	4-9	-
Типографиялық металл	70-90	5-15	5-10	-
Сурьмалы қорғасын	75-90	10-25	-	-

 

Қорғасын жеңіл балқитын қорытпалардың да құрамына кіреді. Мысалы, қорытпалардың құрамында  қорғасыннан басқа қалайы, кадмий, висмут және сынап болса, мұндай қорытпа 100^оС-қа жетпей балқып, сұйық күйге ауысады.

 

 

Қорғасынның химиялық қасиеттері

Қорғасын Д.И.Менделеевтің химиялық элементтерінің периодикалық системасының IV тобында орналасқан, реттік нөмірі 82, атомдық салмағы 207,2 валенттілігі 2 және 4.

Құғақ ауада қорғасын химиялық өзгермейді және өзінің металл сияқты жылтырауын сақтайды. Дымқыл ауады және көміртекті қышқыл газды ауада қорғасын тотық қабыршығымен қапталып көмескіленеді. Балқыған қорғасын ауа қатынасқанда ақырындап шала тотыққа дейін тотығып, етмпература жоғарылаған сайын толық тотыққа /PbO – глет/ түрленеді. Қорғасынның белгілі тотықтары Pb₂О₃ және Pb₃О₄. Қорғасынның  PbO-дан басқа тотықтары жоғары температурада PbO –ға және 0-ға жіктеледі. Оттегісіз таза су   қорғасынға әсер етпейді. Жай құрамында оттегі және әр түрлі тұздары бар су қорғасынның бетінде тұнбаның тығыз ерімейтін қыртысын құрайды. Тұз қышқылы және күкірт қышқылдары қорғасынның бетіне ғана әсерін тигізе алады. Өйткені олардан пайда болған PbCI₂ және PbSO₄ ерімейді, осы себептен қорғасынды қышқылдардың әрекетінен сақтайды. Қорғасын күкірт қышқылына өте берік металл, коцентрациясы жоғары  күкірт қышқылы температура 200^оС-ден асқанда ғана қорғасынды ерітеді. Балқытқыш қышқыл /HF/ қорғасынға әсерін тигізе алмайды. Сілтілі натрийдің әлсіз ерітіндісі ауа қатынасқанда және аммиактың ерітінділері қорғасынды жайлап ерітеді, ал газ күйіндегі аммиак әсерін тигізе алмайды. Соданың, цианды калийдің, минералдық майдың ерітінділері қорғасынға әсерін тигізбейді. Қорғасын күкіртті газда өте берік, төзімді. Қорғасынды азот қышқылы жақсы ерітеді, әсіресе сұйытылған қышқылы. Қорғасын және оның қосындылары өте улы болып саналады.

 

 

 

 

 

Қазақстан қорғасыны

Аса бір көңіл аударатын  мәселе қорғасын металлургиясының біздің отанымызда қашан пайда болуында. Тау қазбаларының қалдықтарына, қорғасынды шлак үйінділеріне қарағанда Қиыр шығыстың, Қазақстанның, Алтайдың, Кавказдың  қорғасын металлургияларының тарихтары  көп мың жылдарды алып жатқаны  анық. Ерекше айта кететін жағдай Чудь халықтарының металлургияда көрсеткен  шеберліктері. Осылардың тастап кеткен өндіріс орындары, қорытынды қалдықтары металлургияны дамытуда кейінгі  ұрпақтарға көп жәрдемін тигізді. Бертін келгенде, бізге жақын заманда  қорғасынды қорытуда бірінші болып  талаптанған белгілі кен білушілер  Строгановтар болды. Бұлар Тобыл  және Тахчея өзендерінің жағасынан  бірнеше қорғасынды кен орындарын  тапты. Ертеде, 1965 жылы, бұлар Сібірде  табылған күмісті қорғасын рудаларының  сынамаларын зерттеуге Германияға жіберді. 1704 жылы Нерченскийде қорғасын-күмісті  рудаларын қорыту үшін 6 қорғасын заводы салынды. Бұлардың ішінде Кутамар заводы 200 жылға таяу жұмыс істеді. XVIII ғасырдың аяғында Ресейдегі металлургияның үлкен орталығы Алтай болды. Алтайда 850-ден астам кен орындары ашылып, кішігірім күміс-қорғасын-мыс шығаратын  заводтар салынды. Бұлардың ішінде ең ірісі 28 шахталы, 4 шарпу пештеі бар. Барнауылдағы күміс-қорғасын заводы болып  саналады. 1760 жылдан 1800 жылдың арасында Алтайда кішігірім шахталы пештері  бар төрт – Павлов, Локтев, Гаврилов, Змеев аттарындағы заводтар салынды. Алтайдың күміс-қорғасын шығаратын  заводтарынан патша қазынасы 10 мың  пұттан астам күміс, 300 пұттан астам  алтын, ондаған мың пұт қорғасын алды.

XIX ғасырдың 80-жылдарында  Алтайдың қорғасын өндірісі орталықтан  шалғай болғандықтан, ауыр өндірістің  өсу жоспарынан тысқары қалғандығынан  төменге құлдилады. 1893 жылы патшаның  шығарған жарлығы бойынша барлық  Алтайдың кен қорытатын орындары  жабылып, шет мемлекеттерге концессияға  берілді. Алтайдың кен қорытатын  оырндары жабылып, шет мемлекеттерге  концессияға берілді. Адтай, Қазақстан  Американың : Кавказ, Белгияға, Қиыр  Шығыс миллионерлеріне берілді.  Бұл саясат айуандық қанауға,  Реейдегі қорғасын өндірісін  күрт төмендетуге әкеп соқты.  Мысалы, 1911 жылы Алтайда және Қазақстан  жеріндегі қорғасын рудаларын  қазып шығару және өңдеу толығынан  тоқталды. 1914 жылы пайдаланатын қорғасынның 90 проценті шет елдерден алынатын болды.

Қазақстан қорғасын өндірісінің  пайда болып дамуы тарихи қызықтыратын мәселе. Сондықтан біз қазір де жұмыс істеп жатқан қорғасын заводтарының қысқаша тарихтарына тоқтап, солардың жұмыстарының өркендеп өсуін баяндамақпыз.

Лениногор кен орнын 1784 тау-кен  инженері  Ф.Риддер ашты. Табылған қорғасын рудасының құрамында алтын , күмісі бар бай руда 1850 жылы Лондонда көрмеде  көрсетілді. Бірақ та, Ресей патшасы  түсті металлургияның өсуіне, өркендеуіне  көңіл бөлмей, бай кен орындарын  шет мемлекет миллионерлеріне қанауға  берді. Осымен байланысты 1914 жылы Ленингор /Риддер/ кен орындары Англияның  белгілі миллионері Л.Удквардтың қарамағына көшті. Бұл алпауыт өзінің көп  тұрмайтынын сезіп, техника  қолданбай, жердің бетінде жатқан бай рудаларды  қолмен қаздырып алып, жұмысшы шаруалардың  күшін аямай қолданып, кен орындарын  игеруге кірісті.

Удквард бүлдіріп кеткен қорғасын заводын қалпына келтіріп, Риддер жұмысшылары кен орнының және заводтың қайта құру жұмысын шет  мемлекеттердің көмегінсіз атқарып  шықты. 1927 жылы Риддер заводы іске қосылып, бірінші Қазақстан қорғасынын бере бастады.

1933-1942 жылдары Лениногор  /Бұрынғы Риддер/ заводында технологиялық  процесстерді үзбей жақсартып,  ғылыми зерттеу жұмыстарын жүргізу  арқасында қорғасынмен қатар  алтын, күміс, мыс штейні, кадмий, мырыш купорасы электролиттік  сурьма алынатын болды. Отан  соғысы кезінде Лениногор қорғасын  заводы үздіксіз түрде Фронтқа  қорғасын жіберіп тұрды, қорғасын  өндіруде рекордқа жататын табыстарға  ие болды. Соғыстан кейін технологияны  жақсарту, техникалық прогрессті  жеделдету, өндірісті жаңа техникамен  қамтамасыздандыру, өндіріске шикі  затты өңдеуге жаңа технологиялар  енгізу салаларында көп күрделі  жұмыстар жүргізілді. Қорғасын заводының  жұмысының кейбір кезеңдері: Қорғасын  заводының құрылысы 1926 жылдың аяғында  басталып, 1927 жылы май айында уақытша  екі Котельді түйіршіктеу цехы  іске қосылды. 1927 жылы 1 қарашада  бірінші Қазақстан қорғасыны  балқытылып алынды. 1929 жылы Котельді  түйіршіктеуден жұмысы артық,  жаңадан ленталы машинада түйішіктеу  әдісі игерілді. Осы жылы екінші  қимасы тік бұрышты шахталы пеш жұмысқа қосылды. 1928 жылы рафинация цехы салынып қара қорғасын мыстан, бағалы металлдардан және сурьмадан тазартылатын болды. Проект бойынша жобаланған өнімге завод 1935 жылы жетті. Осы жылдың аяғында түйіршіктеу цехына екінші ленталы машина қойылып алгомерация жүргізетін

өнімсіз, жұмысы ауыр котелдер орнынан алынып тасталды.

1936-1940 жылдары заводтың  өнім щығаратын қуаты екі есеге  артылды. 1936 жылы үшінші шахтаны  түйіршіктеу машинасы іске қосылды.  Қара қорғасынды рафинация цехына  жеткізу механикаланды, рафинацияға  қорғасын сұйық күйінде жеткізіліп, қара қорғасынды сурьмадан және  мышьяктан тазарту үшін сілтілі  рафинация игерілді. Бұл шаралар  қорғасынның сапасын көтеруге  жәрдемін тигізді. 1950 жылы өндіріске   енгізілген принципті техникалық  шешімдерінің арқасында заводтың  өнім шығару қуаты күрт өсті. Қорғасынды көбірек шығарумен  қатар шикізатты комплексті түрде  пайдалануда шешіле бастады. Қорғасыннан  басқа алтын, күміс, мыс штейн,  металл түріндегі кадмий, мырыш  купоросы, сурьма, талий, селен және  теллур шығарыла бастады.

1950-1960 жылдар заводқа шахталы  пештердің жұмысын жақсарту бағытында  күрделі жұмыстар жүргізілді. Пештің  көлемі жылжымалы тұндырғыштардың  сыйымдықтары үлкейтілді, кальций  көп шлакта балқыту жүргізілетін  болды. 1963 жылы Қазақ-ғылым Академиясының  кен байыту және металлургия  интитутының жүргізген жұмысының  нәтижесінде заводта шликерлерді  өңдеуге технология жасалып электропеш  салынды. 1967 жылы жоғарыдағы институттың  ұсынысы бойынша шахталы пештен  алынған шаңдарды өңдейтін электротермиялық  әдіс өндіріске енгізілді.

Қазіргі жағдайда Лениногор  қаласында қорғасын ғана емес, мырышта  басқа металдар жа алынатын болып, қорғасын заводы полиметалдық комбинаттың құрамына кірді. Комбинатта көпшілік процесстер механикаланып, жұмысшылардың еңбектері  жеңілдетілді. Бұл комбинатта егеменді еліміз көптеген түсті, сирек кездесетін металдарды сапалы түрде өндіріп  жатыр.

1938-1932 жылдары елімізді  индустриялау қарқынының жылдам  өсуімен байланысты қорғасынды  көп өндіру керек болды. Бұрынғы  одақ бойынша шығарған қорғасынымыз  қажетімізге жетпеуі, болғаны  40% -ға ғана қажетті толтыруға  жарады. Бұл уақыттағы жұмыс істеп  жатқан қорғасын заводтарының  өнімдері аз болды. Заводтардағы жабдықтар ескіріп, технологиялық процесстерге ауыр еңбек қолданылуы, металдардың шығыны өте төмен болды. Осы кемшіліктерді жоюға өкімет арнаулы қаулы шығаруда. Қазақстанда, тіпті бұрынғы одақ бойынша қорғасын өндірудің өсуі Оңтүстік Қазақстанда табылған Ащысай кен орнының тотықты қорғасынды баритті рудасын игерумен шешілмек болды. Бұл руданы 1917 жылы кәсіпкер Лесман кен орнынан қашық емес жерде кішкене қорғасын қорытатын заводс алып игеруге кірісті, завод 1926 жылға дейін жұмы істеді. 1924 жылы Әулие-Атада Сүлейменсай кен орнының бай рудасын игеру үшін кішкене қорғасын өндірісі ашылды, қолданылған техниканың нашар болғанынан, қорғасынның шығымы 50%-тен аспаған соң, өндіріс көпке барамай жойылды.