Аралас және тотыққан кендердің байытылу технологиясы.

Ауаны немесе ө неркә сіп газдарын шаң нан тазарту ә дістері. Ө неркә сіптік шаң данғ ан газдар кө бінесе полидисперсті, яғ ни ә ртү рлі ірілікті бө лшектері болады. Газдарды, олардың шаң мен қ анығ у дә режесіне қ арай, жоғ ары ласталғ ан (50 г/м3 дейін), орташа ласталғ ан (10 г/м3 дейін), аз ласталғ ан (1 г/м3 дейін) жә не техникалық таза (~0, 05 г/м3) деп бө леді. Соң ғ ысы ө неркә сіптік газдардың терең дете тазартылу ө німдері болып табылады. Газдардың шаң дануы, олардың гранулометриялық жә не химиялық қ ұ рамдары ө ң делетін шикізаттың тү рімен, шикіқ ұ рамды дайындау ә дісімен, металлургиялық процестің тү рімен, газдар мен шикіқ ұ рамның қ озғ алыс шартымен, тү зілетін газдардың кө лемімен анық талады.

Шаң ұ стау – шаң ның тү зілу кө здерінен шаң данғ ан газдарды жә не ары қ арай газ ағ ынынан қ атты бө лшектерді бө луге арналғ ан процестердің кешені. Шаң ұ стау, ұ сталғ ан шаң ды кә деге асыруғ а мү мкіндік беріп қ ана қ оймайды, сонымен қ атар газдар қ ұ рамындағ ы бағ алы компоненттерді қ олданудыда қ амтамасыз етеді, мысалы кү кіртті.

Байер ә дісімен глинозем ө ндіру, технологиялық сұ лбасы. Байер ә дісімен глинозём алу

Алюминий кендерінен глинозем ө ндіру алюминий алудың бірінші қ ажетті сатысы болып келеді. Ә ртү рлі кендерден глинозем алу ә дістері ә ртү рлі. Бокситтерден глинозем гидратталғ ан алюминий оксиді мен сілтінің қ айтарымды реакцияларына негізделген Байер ә дісімен ө ндіріледі:

Al(OH)3 + NaOH = NaAl(OH)4 немесе AlOOH + NaOH + H2O = NaAl(OH).Бокситті концентрленген сілтімен қ ыздырғ анда 1000С температура маң ында гидраргиллит сілтімен ә рекеттесіп, натридің моноалюминатын тү зеді. Диаспор жә не бемитті еріту ү шін 160-2000С температура қ ажет. Ол ү шін жоғ ары қ ысым болу керек, сондық тан ү рдіс автоклавтарда жү ргізілед.Кремнезем бокситте таза кү йінде де, каолинит тү рінде де болады. Байланыспағ ан кремнезем кү йдіргіш натримен ә рекеттесіп, натрий силикаты тү рінде ерітіндіге ө теді:

SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O. Бұ л ү рдіс нә тижесінде ерітінді SiO2 ден тазарады, бірақ бұ л кезде сілті жә не еріген глиноземның біраз мө лшері, қ ызыл шлам деп аталатын, ерімейтін қ аты қ алдық пен жоғ алады. Байер ә дісі кезінде ерітінділеу ү рдісі кремнисіздендірумен қ атар жү реді. Алюминатты ерітіндінің кремнисізденуінің толық тығ ы кремний модулімен ситпатталады: Кремний модулі неғ ұ рлым ү лкен болса, ерітіндінің кремнисізденуі соғ ұ рлым толығ рақ болады. Кремнисіздендіру ү рдісі кө бінесе автолавта емес, оның сыртында концентрленген алюминатты ерітіндіні сұ йылтқ анда жә не қ ойылтқ ыштарда қ ызыл шламды бө лгенде жү реді. Автоклавта ерітінділеудің соң ында кремнилік қ атынас 100-150 шамасында болады. Бұ л қ ажетті тазалық та глинозем алуғ а жеткілікті емес. Сұ йылту кезінде кремний модулі 200-250 дейін ұ лғ аяды. Ерітіндіде SiO2 нің кө п болуы қ ажетсіз, ө йткені ол қ ызыл шламмен глиноземның жоғ алуын кө бейтеді. Сондық тан бұ л ә діспен кремнеземы кө п бокситтерді қ орыту тиімсіз. Боксит қ ұ рамындағ ы кальций мен магнидің карбонаттары сілтімен ә рекеттесіп, сода тү зеді: Сода ерітіндіде оның ауадағ ы кө мір қ ышқ ыл газымен ә рекеттесуінің нә тижесінде де жиналады: Сондық тан Байер ә дісі жоғ ары кремнеземды бокситтерді қ орытуғ а жарамсыз. Бокситті ерітінділеу ү рдісіне бірнеше факторлар ә сер етеді:

- ерітінділеу мерзімі;

- сілті ерітіндісінің концентрациясы;

- алюминатты ерітіндінің каустикалық қ атынасы;

- автоклав ішінднгі қ ысым (температура);

- ә к қ осу;

- бокситің майдалығ ы.

Бокситті ерітінділеу ұ зақ тығ ы тә жрибе арқ ылы анық талады. Бұ л уақ ыт глинземды алуды жоғ ары, ал ерітіндінің кремнисіздендірілуі толық болуына жеткілікті болу керек. Ә детте қ ойыртпақ автоклавта 2-2, 5 сағ ат болады. Ерітіндіде сілтінің концентрациясы кө терілгенде алюминатты ерітіндіде глиноземның концентрациясы кө теріледі. Бұ л ерітінділеуге жә не ерітіндіні сақ тауғ а қ ажетті қ ондырғ ылардың кө лемін азайтуғ а мү мкіндік береді. Бірақ сілтінің концентрациясын кө теру қ ұ рылғ ының коррозиясын жеделдетеді де, қ ызыл шламды бө луді қ иындатады. Ә детте ө ндірісте Na2O-ғ а шақ қ анда сілтінің концентрациясы 300 г/л жуық ерітінділер қ олданылады. Ерітінділеу жылдамдығ ы айналымды сілтілік ерітіндінің каустикалық модулінің ө суіне байланысты ө седі.Алюминатты ерітінділердегі каустикалық модульдің соң ғ ы мә нінің маң ызы ү лкен. Оның азайуы қ ойылтқ ыштарда қ ызыл шламды тұ ндырғ анда оның ыдырауғ а қ абылеттігінің артуының салдарынан алюминатты ерітіндінің тұ рақ тылығ ының азайуына ә келіп соғ ады. Тә жрибеде бокситі ерітінділеуге берілетін сілтілік ерітінділердің каустикалық қ атынасы 3, 7-3, 8, ал ақ ырғ ы алюминатты ерітіндінікі 1, 7-1, 8 болады. Басқ а жағ дайлар бірдей болғ анда қ ысымды кө бейткенде, температураны кө терген сияқ ты, ерітінділеу жылдамдығ ы атады. Бұ л кезде глиноземды алу артады.

5.1-ші сурет Бокситті ерітінділеуге арналғ ан автоклав.

1-болат ыдыс; 2- қ ойыртпақ беруге арналғ ан келтеқ ұ быр; 3- қ ойыртпақ ты автоклавқ а тиеуге немесе келесі қ ондырғ ығ а беруге арналғ ан қ ұ быр.

Байытудың негізгі ә дістерін атаң ыз, сипаттаң ыз. Байытудың негізгі ә дістері болатындар:

• Қ олмен кенді іріктеу: тү сіне, жылтырақ тығ ына, кесектерінің пішініне, фотоэлектрлік қ асиеттері бойынша. Тікелей забойда немесе таспалы тасымалдағ ыштарда жү ргізіледі. Мысалы, сынап ө ндірісінде қ олданылады. Барынша кедей кендерден тү сіне қ арай HgS минералының жеке кесектерін іріктейді. Іріктеп алынғ ан кесектер штуфты кен деп аталады. Штуфты кен жалпы кен массасынан жеке ө ң деледі.

• Қ аттылығ ы мен морттығ ы бойынша байыту. Кендегі пайдалы минералдар мен бос жыныстың ә ртү рлі қ аттылық ты жә не морттық ты болуына негізделген, бірдей емес дә режеде ұ сақ талады. Ұ сақ таудан соң минералдар елеу арқ ылы бө лінеді.

• Ү йкеліс бойынша байыту. Минералдардың ылдыйлы беттіктегі ә ртү рлі ү йкеліс коэффициенттері қ олданылады.

• Электростатикалық байыту. Кен жоғ ары кернеу ө рісі арқ ылы ө ткізіледі, ө ту кезінде жеке бө лшектер зарядтарының белгілі бойынша бө лінеді. Минералдардың электрө ткізгіштігінің, электрсыйымдылығ ының жә не диэлектрлік қ асиеттерінің айырмашылық тары пайдаланылады.

• Магниттік байыту. Минералдардың ә ртү рлі магниттік қ асиеттеріне негізделген. Мысалы, магнетиттің Fe2O3 магнит ө ткізгіштігі кө птеген тү сті металдардың минералдарына қ арағ анда 100 ретке жоғ ары.

• Гравитациялық байыту – минералдар тү йірлерінің меншікті салмақ тары мен сұ йық тардағ ы немесе ауадағ ы қ ұ лау жылдамдық тарының айырмашылығ ы қ олданылады.

• Ауыр суспензияларда байыту қ олданыла алады; бұ л кезде ауыр минералдар шө геді, ал жең ілдері – бос жыныс бетіне жү зіп шығ ады жә не аласталады.

• Лай бө лу (отмучивание) ә дісі. Ұ йық ты бос жыныс лайлы бө лінеді.

• Флотациялық байыту. Кенді сә йкес реагенттермен ө ң дегеннен кейінгі минералдардың сумен сулануының ә ртү рлі болуына негізделген.

Флотациялық байыту тү сті металдар кендерін ө ң деу кезінде негізгі ә діс болады. Сульфидтік кендерді байытуда қ олданылады.

Минералдың суланбауының арқ асында ауа кө піршіктері оның бетіне жабысадыда минерал бө лшектерін жоғ ары кө тереді. Осы минерал кө бігі жиналып алынады. Кө біктің тү зілуі бірқ алыпты болуы ү шін, флотациялық машинаның камерасына импеллерлік араластырғ ыш орнатады, соның кө мегінен қ ойырпақ тың қ арқ ынды араласуы жә не камера беттігі бойынша ауа кө піршіктерінің бірқ алыпты таралуы қ амтамасыз етіледі.

Дегенмен, байытудың кез-келген тү рі таза металдар алуғ а мү мкіндік бермейді. Металл қ андай қ осылыста болса, байытудың кез-келген операциясынан ө ткеннен соң да сол қ осылыста қ алады. Сондық тан байыту ө німдерін – концентраттарды – таза металды бө ліп алу ү шін металлургиялық зауыттарғ а жібереді.

Балқ ыту кезінде алынатын металлургиялық ө ң деу ө німдері. Балқ ыту кезінде алынатын металлургиялық ө ң деу ө німдері:

Балқ ыту – жоғ ары температуралыпирометаллургиялық процесс, ол кө п жағ дайларда материалдың толығ ымен балқ ымағ а айналуын қ амтамасыз етеді. Балқ ытуды екі тү рге бө леді – кендік жә не тазартушы (рафинирлеуші).

Қ ождар – ө ң делетін шикізаттың жә не арнайы ендірілетін флюстердің бос жыныстарының оксидтерінің кү рделі қ орытпасын кө рсететін, металлургиялық балқ ымалардың міндетті ө німі. Балқ ытудың жеке тү рлерінде, ә сіресе тазарту (рафинирлеу) процестерінде, қ ождар тү сті металдардың мө лшері бойынша ө те бай алынады жә не оларды міндетті тү рде кедейлендіреді. Штейндер – мысты, никельді жә не кө бінесе қ орғ асынды кендер мен концентраттардың пирометаллургиялық ө ң делуінің аралық ө німі, ол қ оспа еріген темір сульфидінің ауыр тү сті металдар (мыс, никель, қ орғ асын жә не басқ а) сульфидтерімен қ орытпасын кө рсетеді. Газдар мен шаң дар – пештерден бірге аласталатын, пирометаллургиялық процестердің міндетті ө німдері.