Тақырыбы: Қорғасын өнеркәсібі

                           ҚР білім және ғылым министрлігі  

       

           Нұр Мүбарак Египет Ислам Мәдениеті  Университеті

 

 

  

   РЕФЕРАТ                            

 

Тақырыбы: Қорғасын өнеркәсібі

                                                                             

Орындаған: Жайыров Ерасыл

                                       

Тексерген: Маржан Жолмағамбетова

 

 

 

 

 

                                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                   

 

                                        Алматы 2012         

                                               

                                            Жоспары:

Кіріспе

Негізгі бөлім:

1. Қорғасын қолдануының өндірісіндегі мәліметтер
2. Қорғасын және оның қосылыстары туралы жалпы мәліметтер
3. Күйдірудің агломерациялық мақсаты
4. Қорғасын концентраттарын күйдірген кезде минералдар мен металлдардың тәртібі
5. Агломерациялық машинаның жұмысы мен құрылғысы

Қорытынды

Әдебиеттер  тізімі

 

                                     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                Кіріспе

         

Түсті металлургия тәуелсіз Қазақстан  өндірісінің негізгі саласы болып,бүкіл  республика экономикасының өркендеуі  оған тікелей байланысты болады.

          Қазақстан және ТМД елдерінің  түсті металлургия экономикасы  нарықтық қатынастар режимінде  жұмыс істейді. Нарықтық қатынастарға  көшуден бұрын, қалыптасқан шаруашылық  байланыстар осы уақытта өндірістің  төмендеуіне, соның ішінде шикізаттың  жетіспеуіне, материал және құрал-жабдықтардың  жетіспеуіне, дайын өнімді өткізу  қиындығына әкеліп, толық жойылды.  Бағаның өсуі, яғни өндірістің  шығыны мен түсті металлургияның  бағасы энерго тасымалдаушының  өсуіне, үлкендеуіне әкелді.

          Бай және оңай алынатын рудалардың  құлдырауы, алыс орналасқан және  қиын алынатын аз кондициялық  рудалардың өңделуі басталады,  өндіріс қалдықтарының және сындырғыш  пайдаланудың көлемі ұлғайды.

          Бұның бәрін ғылыми зерттеулерді  жүргізуден, жаңа технологиялар  мен техниканы баяу енгізуден  байқауға болады.

           Өндіріс шығынның өсуі түсті  металлургия өндірісінде типті  үлкен ресурсты өндірістің, аз  ресурсты өндірісіне көшуіне  компенсациялайды. Ол энерго-материалдық,  капиталдық, еңбек жинақтаушы, аз  қалдықты және мүлдем қалдығы  жоқ электронды есептеуіш және  микропроцессорлық техниканың негізінде  өндірістік процестердің автоматтндырылуымен,  бағалы компоненттердің алынуының  көбеюіменшикізатты өнім ретінде  пайдалануымен қамтамасыз етіледі. 

          Қазақстан Республикасының қоршаған  ортаны қорғау туралы заңдармен  бірге Республиканың түсті металлургияның  экономикалық шарттардың дамуы,  өнеркәсіптің ресурс экономикалық  типті өндірісіне көшуіне, эффективті  аз қалдықты және қалдығы жоқ  технологияларды енгізуді қамтамасыздандыруға  итереді.

   

Негізгі бөлім

 

1. Қорғасын қолдануының өндірісіндегі  мәліметтер

     

      Қорғасын металлургиясы біздің  эрамызға дейін пайда болды.  Мысалы Египетте алтын мен  күміспен бір біздің эрамызға  дейін 5-7 мың жыл бұрын пайда  болды. Қорғасын рудадан алыну  әдісі белгісіз және бірінші  қорғасын кездейсоқ алынды деп  есептеуге болады. Тас пен желден  сақталынған оттың орнына, тотыққан  қорғасын кені, жұмсақ металлды  адам көрді және, ол өз алдына  балқиды, кесіледі, соғылады. Адам  онымен қызығып, қорғасынды жай  отта балқытып, одан үлкен емес  шұңқырларда(оларн өз алдынан  тастан жасалынған)балқытты. Басында  бұндай пештер табиғи тартумен  жұмыс істеді, содан шлак болатын  керекті температура алу үшін  үрлеу әдісін үйренді. Осындай  екі үрлеуіші бар үлкен емес  шахта пештері бұдан 6 мың жыл  бұрын жұмыс істеді. Ағаш, көмір  осының отыны болды.

         Грецияда қорғасын жылтырауынан  күмісті алғанда, сол өнімді  қорғасын дейтін(қорғасын сульфиді). Алынған кен ұсақтандырылатын, байытылатын(жоқ  түрі ағызылатын) және балқитын  тауда ағаш көмірде күміс алу  үшін қорғасынды қорғасын сыздыратын  және қорғасын тотығынан металлқорғасынды  алатын.

         Қорғасынды өндіретін негізгі  мемлекеттер: АҚШ(26% жоғары жалпы  өндірістен алғанда осы мемлекеттерде), Германия, Ұлыбритания, Жапеония, Франция,  Австралия, Канада, Мексика, Италия, Бельгия, Оңтүстік Корея. Осы  мемлекеттерде қорғасынның жалпы  50% екінші шикізаттан өндіріледі.

         ТМД елдерінде қорғасынның негізгі  бөлігі Қазақстан Республикасының  заводтарында өндіріледі(ОАО “Казцинк”,  АО “ЛПК”, АО “ШСЗ”). Ресейде  қорғасынды “Электроцинк” заводында  өндіреді және ПО “Даль полиметалл”  заводында. Ал Украинада “Укрцинк”  заводында. Қорғасын заводтарында  АО “ЛПК” және “Укрцинк”  екіншілік қорғасын шикізаты  өндіріледі, қалған заводтарда шихта  негізінен кен шикізатынан тұрады.Кен  шикізатынан басқа, шихтада қорғасын  заводтарында  ОАО “Казцинк”,  АО “ШСЗ”, “Электроцинк” жартылай  өнімді және мырыш, мыстың және  т.б. өнімдердің қалдықтары, үйіндіден  қож бен клинкердің, екіншілік  шикізат пен тағы басқалардан  тұрады.

          Қазіргі кезде қорғасын металлургиясында  ғалымдар теория зерттеуімен  және үрдіс практикасымен айналысуда. Оны металл өнеркәсібінде өндіріс  әдістері қолданылады. Қорғасынды  өндіру үшін кен және концентраттар,  шикізат болып келеді. Соның ішінде  қорғасыннан басқа қымбат металлдар  бар. Олар: алтын, күміс, мыс,  кадмий, қалайы, мышьяк, сурьма, висмут  және тағы басқалар. Осы металлдардың  барлығы кен полиметалл туған  жерін қорғасынмен бірге жүреді. Қазіргі кездегі ғылымда қорғасын өнеркәсібін зерттеу және үлкен экономды әсерімен кешенді шикізатты қолдану әдістерін қазу болып келеді.

          Қорғасын халық шаруашылығында  таза металл, балқытпа және басқа  металлдар күйінде кездеседі.  Электротехникалық өнеркәсібінде,  соның ішінде аккумулятор дайындау  және электрокабель мен балқытылатын  предохранительдерді дайындау үшін  жұмсақ қорғасын қолданылады.  Одан басқа қорғасын металын  құбыр және жайма ретінде қолданылады,  ал олар қышқыл төзімділік  аппаратураларда және қышқыл  сымын дайындауда химия өнеркәсібінде  қолданылады. Сынама талдауында  қорғасынды қорғасын сынама ретінде  қолданылады(ұсатқыш).

         Басқа металлдармен қорғасын  балқытпа түрінде баббит маркасын  дайындауында  немесе оның ауыстыруларын  және припойларын дайындауда  көптеген өнеркәсіп жүйесінде  қолданылады.

          Қорғасын мен қалайы балқымасынан  немесе соңғы ауыстыруымен топографикалық  балқытпа дайындалады. Кәдімгі  оқтардың сыртын толтыру үшін  және аңшылардың ұсатқышын дайындау  үшін қорғасынды әдейі балқытады. 

          Қорғасынның басқа металлдармен  оңай балқыта алатындығынан төменгі  температурамен балқыту балқымасын  алуға болады. Висмут, қалайы, қорғасын, кадмий компоненттердің қатынасынан  балқыту температурасы 60-300°С дейін балқытпа алынады.

          Қорғасынның α, β, γ – рентген сәулелерін өткізбеу қабілеттілігі бар.

          Қорғасын этил бензинінде антидетонатор  түрінде қолданылады.

          Басқа элементтер химия қосылыс  сияқты қорғасын краска түрінде  қолданылады. Мысалы, қорғасын тұз  көмірқышқыл негізінде, бір немесе  мырыш оксидімен қосылған қорғасын  ағартқышы – краска түрінде  қолданылады.

          Қорғасын суригі (Pb3O4) – темір төбелерін және слесарь жұмыстарын краскілейтін краска.

           Уксус қышқыл қорғасын (Pb(CH3COO)3) –  медицинада қолданылады.

 

2. Қорғасын және оның қосылыстары  туралы жалпы мәліметтер. Қорғасын  алудың әдістері

 

  Қорғасын – көгілдір-сұр  түсті металл, оның сынған жері  металлдық жылтырауы күшті.

Қатты қорғасынның салмағы – 11,273-11,48г/см³, сұйық қорғасынның – 327,4°С -10,686г/см³-тан 850°С –10,078г/см³ дейін.

Қорғасынның балқыту температурасы  – 327,4°С

Қайнау температурасы - 1745°С

500-550°С қатты қызғанда қорғасынның жоғалуы көрінеді. Температураны үлкейткенде пар серпімділігі де үлкееді және 1745°С 10³ Па құрайды.

Қорғасынның ұшқыштығынан және оның қосылыстарынан металлургиялық өндірісте  жоғалымдар саны үлкееді. Бұл шаңтұту  жүйесін жақсы қабылдайды. Кейбір қоспалар (мышьяк, сурьма) қорғасынның  ұшқыштылығын көтереді.

Қорғасын – жылу мен электричествоның бағыттауышы нашар. Егер жылу және электробағыттауыштың күмісін 100-ге деп алсақ , онда жылу өткізу қорғасынның 8,5-н құрайды, ал электр өткізу – 10,7.

Барлық ауыр металлдардың ішінен қорғасын ең жұмсағы. Сурьма, мышьяк, сілті қоспалары  қорғасынның қаттылығын күшейтеді.

Қорғасын – Менделеев таблицасының 4 тобының элементі. Реттік нөмірі – 82. Атомдық салмағы – 207,21. Валенттілігі – 2 және 4. Құрғақ ауада қорғасын өзгермейді. Ылғал және көмірқышқыл газы бар  ауада қорғасын бұзылады, Pb₂O мала тотығу қабыршығымен қапталып, содан соң негізгі карбонатқа 3PbCO₃∙Pb(OH)₂-ге айналады.

Ұзақ жылытылған қорғасын балқымасы  ауада 330°С-450°С дейін қорғасын тотығы үштік тотығына Pb₂O₃(PbO∙PbO₃) айналады. 450-470 °С дейін интервалында сурик Pb3O4, сол сияқты Pb3O4 температура көтерілгенде бөлінеді:

 

Pb3O4 = 3PbO + ½ O2 

 

Кислород болған кезде қорғасын сумен әрекет жасайды, ол көп уақытта  әрекеттесе қопсымалылық гидрат түзеді (Pb(OH)₂).

Тұз және күкірт қышқылы қорғасынның  үстіңгі жағына ғана әсер етеді, өйткені  түзілген сульфат пен хлорид ерімейді және металлды қышқыл әрекетінен қорғайды. Концентраттырылған күкірт қышқылы 200°С температурасында қорғасынды ерітеді. Қорғасынды ең күшті ерітетін – азот қышқылы

Қорғасынның пары және қоспалары улы.

Қорғасынның оксидтері, силикаттары  және ферриттері оңай балқытылады. Қорғасынның  силикаты және ферриты – ұшпайтын қоспалар. Олар балқытылған кезде  ағу балқымасын құрайды. Ферриттер  балқиды, егер оның құрамында 800-1250°С дейін темір болса.

Қорғасынның қышқыл қосылыстары мен  сульфид әрекеттессе, онда металикалық  қорғасын пайда болады. Реакциялық балқымасының реакциясы:

 

PbS + 2PbO = 3Pb + SO2

PbS + PbSO4 = 2Pb + 2SO2

 

Қорғасынның сульфиді берікті емес қосылыс. Металлдар қатарымен әрекеттессе, қорғасын пайда болады. Бұл қасиет есептеледі, егер шахта балқымасы  қорғасын агломераты және қорғасынның  мыссыздануы.

Қорғасынды 2 жолмен алуға болады: пирометаллургиялық  және гидрометаллургиялық.

Пирометаллургия – металлдың алыну  мен тазарту үрдісінің қосындысы  және металл балқымасының жоғары температурада  өтуі.

Гидрометаллургия – жоғары температурада  өтетін металл алудың сулы үрдісінің  қосындысы. Гидрометаллургия әдісінде әр түрлі ерітінділерде қорғасын қосылысының ерітінділеуі қолданылады. Алынған ерітінділерден, қоспалардан  тазартылғаннан кейін қорғасынды қандай да бір әдіспен бөліп алады. Қолдану  өнеркәсібінде арзан таңдаудың  қиындығынан және қорғасын қоспасының жақсы ерітіндісіне бұл әдіс алынған  жоқ.

Пирометаллургиялық жолмен концентраттың  қорғасынның алынуы 3 әдіспен жүреді:

 

1. отырғызу балқымасы;

2. реакциялық балқымасы; 

3. қалпына келу балқымасы, алдын-ала  концентраттың күйдірілуі мен  күйежентігуі.

 

3. Күйдірудің агломерациялық  мақсаты

 

Сульфидті қорғасынды концентраттар  қорғасынның сульфидті минералынан, сондай-ақ минералдың жоқ түрінен  құралады. Оның ішінде кейбір жағдайда, үлкен көлемде мышьякты және сурьмакты  минералдардың кіргізілуі. Күйдіру  агломирациясын жасағанда, сульфидті, мышьякты, сурьмакты металл қосылыстары  оксидке, силикатқа және ферритқа айналады.

Полиметаллды кендердің байыту өнімі қорғасын сульфид концентраты  болып табылады. Байытылған кезде  бұндай кендер минералды кендерде болатын  бөліну мүмкіндігі үшін өте нәзік  ұнтақтауға негізделген. Сондықтан  қорғасын концентраты, байыту фабрикасынан алынған, өте ұсақ материал болып  келеді және оның жеке бөліктері миллиметр  бөлігін құрайды. Бұндай материалды шахта пешінде балқытуға болмайды, өйткені оның газ өткізуі нашар және керек кезде ауа режимін де материалдың негізгі бөлігі өлшенген жағдайдағы газды ағынға өткізеді және пештен шығарылып, шаң ұстайтын жүйеге апарып балқытылады.

Қорғасын концентрат ұнтағын, күйдірілгенді  балқыту, қайта бейне беру пішінде  болмайды, өйткені бұл қорғасынның  газбен және қожбен болуын үлкен жоғалымдарға әкеледі.

Сондықтан қорғасын концентратының күйдіру  тотығуын жүргізгенде күйдіру процесін материал бөлігін ішінде : күкірт, мышьяк, сурьма(соңғысын газды фазаға әкеліп) бар болғанда болады.

Агломерат күйінде күйдірілген  өнім алу қиын, агрегат жұмысын  таңдалып алынған режимінде құру керек. Оның ішінде қорғасын концентратының күйдіру агломерация үрдісі болады. Шихта агломерациясы алынды деп  есептелінеді, егер оның цементтендірілген  бөліктері қорғасынның силикат  және феррит балқымасынан түрлендірілсе. Шихтаның толық балқытылуы қауіпті  немесе зиян, өйткені шахта пешіндегі  келесі балқымада шихтаның бөліктері  жеткілікті кеуектілігі болмайды, сондықтан  осы бөліктері ішінде қайта құру үрдісі өте баяу жүреді, бұл қожбен болған қорғасынның жоғалымдарына  әкеледі.