Шаймалау процесіне әсер ететін негізгі факторлар.

Шаймалау, процестердің артық шылығ ы мен кемшіліктері. Шаймалау. Шаймалау тиімділігі келесідей бағ аланады:

• бө ліп алумен – бө ліп алынатын элементтің оның бастапқ ы шикізаттағ ы мө лшеріне қ атынасы бойынша ерітіндіге ө ту дә режесімен, %;

• процесс жылдамдығ ымен (уақ ыт бірлігінде бө лініп алынатын элементтің массасы температураның, реагент концентрациясының, араластыру қ арқ ындылығ ының, шикізат дисперстігінің меншікті беттігінің жоғ арылауымен артады);

• селективтілігімен – қ ұ нды элементтің ілеспе қ оспаларғ а қ атынасы бойынша бө лініп алу дә режесі;

• реагенттің меншікті шығ ынымен – бө ліп алынатын металдың массалық бірлігіне химикат шығ ынымен; бұ л кө рсеткіш шикізаттың фазалық қ ұ рамына, металды ерітіндіден тұ ндыру сатысында еріткіш регенерациясынажә не еріткіш бойынша тұ йық талғ ан сұ лбаны ұ йымдастыруғ а тә уелді тә уелді;

• пульпаның реологиялық қ асиеттерімен – олар тұ ндыру жә не сорғ ыту кө рсеткіштеріне ә сер етеді жә не қ атты фаза дисперстігі мен фазалық қ ұ рамымен, пульпа тұ тқ ырлығ ы жә не тығ ыздығ ымен, температурамен анық талады.

Шаймалау кө рсеткіштері тә уелді болатын, процесс параметрлері мен режимін таң дау экономикалық есептеулермен анық талады:

• бө ліп алу дә режесі жоғ ары болғ ан сайын, процесс жылдамдығ ы тө мендейді, яғ ни пульпаның реакторда болу ұ зақ тығ ы артады, бұ л жабдық кө лемін ұ лғ айтуды жә не кү рделі қ аржы жұ мсалымды талап етеді;

• шикізатты ұ нтақ тау жұ қ алығ ы ү лкен болса, бө ліп алу дә режесі мен процесс жылдамдығ ы артады, бірақ бұ л кезде ұ нтақ тауғ а кететін энергия шығ ыны артады, пулпаның реологиялық қ асиеттері мен оның бө лінуі нашарлайды;

• температура, еріткіш концентрациясы жоғ арыласа, бө ліп алу дә режесі мен процесс жылдамдығ ы артады, дегенмен энергия шығ ыны жоғ арылайды, процестің селективтігі нашарлайды, алынғ ан ерітінділерді ө ң деу қ иындайды.

Процестің физика-химиялық критериялары мен экономикалық факторларды біріктіріп талдауғ а негізделген технологияның математикалық моделін ә зірлеу объективті жә не сенімді беталыс болар еді.

Шарпыма балқ ытудың негізгі кемшіліктері. Шарпыма балқ ыту ө німдері – штейн, қ ож, шаң дар мен газдар, оларды шығ ару жә не аластау арнайы қ ұ рылғ алар арқ ылы жү ргізіледі. Шарпыма пештер жалынды болады. Пеште қ ажетті температураны жасау ү шін отын жағ ады, газ немесе кө мір шаң ы, ол жанарғ ылар кө мегімен, ал мазут – форсункалармен жү ргізіледі. Оттық ты қ ондырғ ы (4-8 дана) пештің алдың ғ ы бетінде арнайы терезелерге орналастырылады. Отынды ү рлеу, бү рку жә не жағ у ү шін, сығ ылғ ан ауа (1, 5-2 кПа) 200 – 400 °С дейін қ ыздырылады. Шарпыма пештер ү шін, қ азіргі кезде, ең кең таралғ ан отынның тү рі табиғ и газ болып табылады. Кө птеген шарпыма пештерде жану фокусіндегі жә не пеш соң ындағ ы температураны реттеу автоматты тү рде жү ргізіледі, ал отынды жағ у ү шін оттегімен 28-30 % дейін байытылғ ан газү рлеу қ олданылады Шарпыма балқ ыту жетілдірілмеген процесс, кө п жағ дайда қ азіргі талаптарғ а жауап бере бермейді. Шарпыма балқ ытудың негізгі кемшіліктері: барлық балқ ыту процестерінен ең тө менгі меншікті ө німділікті; ө зі отын болып есептелетін сульфидтік материалдарды балқ ыту ү шін кө міртекті отындардың ү лкен шығ ыны; пайдалы ә сердің тө менгі жылулық коэффициенті; алынатын штейн қ ұ рамын пештің ө зінде реттеу мү мкінсіздігі; кедей кү кіртқ ұ рамды газдарды қ олдану қ иындығ ы, бұ л кү кірттің қ айтымсыз жоғ алымына жә не қ оршағ ан ортаның ластануына ә келеді.

Шикізаттық материалдар сипаттамасы. Шикізаттық материалдарды бағ алау ү шін маң ызы бар кейбір ұ ғ ымдар:

1. Пайдалы қ азбалар — жер қ абатындағ ы минералдық тү зілістер, олардың химиялық қ ұ рамы мен физикалық қ асиеттері материалдық ө ндірістер аясында тиімді қ олдануғ а мү мкіндік береді. Пайдалы қ азбалар келесідей жіктеледі: қ атты (кендер, кө мірлер, флюстер, отқ а тө зімді жыныстар, тас қ ұ рылыстық материалдар жә не т.б.), сұ йық (мұ най, минералды сулар) жә не газтә різдес (табиғ и жанғ ыш газдар). Маң ызды пайдалы қ азбалар салалық ө неркә сіптік пайдалану негізінде кенді (металдық), кенді емес жә не жанғ ыш (табиғ и отындар) болып бө лінеді. Қ азіргі уақ ытта материалдық ө ндіріс аясында табиғ и пайдалы қ азбалардың 200 аса тү рі қ олданылады.

2. Кен – жер қ ыртысындағ ы, оның океандық (су асты) аймағ ын қ осқ анда, қ ұ рамында металл немесе металдар, қ азіргі дең гейде байыту жә не металлургиялық техниканың дамуы олардан тауарлы ө німдерді экономикалық жә не технологиялық тиімді бө ліп алуына болатын тау жынысы. Кеннің жә не басқ а тау-кен жыныстарының қ ұ рама компоненттері минералдар болып табылады.

3. Минерал – химиялық қ ұ рамы жә не физикалық қ асиеттері бойынша біртекті, физика-химиялық процестер нә тижесінде жер қ ыртысының терең інде жә не Жер бетінде пайда болғ ан табиғ и дене.

4. Тау жынысы – геологиялық процестер нә тижесінде тү зілген жә не жер қ ыртысында дербес табиғ и денелер тү рінде жататын белгілі бір қ ұ рамдағ ы минералдардың табиғ и агрегаты. Негізінен кендік минералдардан тұ ратын тау жыныстыраның массивтері кендік денелер деп аталады.

5. Пайдалы қ азбалардың кен орыны (кенді кен орындары) –

пайдалы қ азбалардың (кендердің) табиғ атта шоғ ырлануы, олардың кө лемі мен минералдық заттарының сапасы бойынша, жә неде жерде орналасу шарты бойынша ө неркә сіптік ә зірлемелер қ ұ руғ а болады, бұ л кен қ азушы жә не ө ң деуші техниканың даму кү йімен жә не қ азіргі техника-экономикалық жағ дайлармен жү ргізіледі.

Шығ атын металлургиялық газдар, негізгі компоненттері. Шығ атын металлургиялық газдарды технологиялық (ө ң делетін шикізаттың компоненттері арасында химиялық реакциялардың жү руі есебінен тү зілетін) жә не оттық ты (отынды жағ у ө німі болып табылатын) деп бө луге болады. Шығ атын газдардың қ ұ рамы мен мө лшері толығ ымен ө ң делетін шикізаттың типімен жә не қ олданылатын металлургиялық процестің тү рімен анық талады.

Тү сті металлургияның технологиялық газдарының негізгі мү мкіндікті компоненттері – кү кірт ангидриді, кө міртегі диоксиді мен оксиді, су буы. Жеке металлургиялық процестерде газтә різдес хлордың, хлоридтердің, мышьякты жә не басқ а жең іл ұ шатын химиялық қ осылыстардың бө лінуі мү мкін. Отынның жануы кезінде кө бінесе кө міртегінің оксиді мен диоксиді жә не су буы тү зіледі. Одан ө зге, газдарда міндетті тү рде, газү рлеу мен ауаны сору есебінен келетін, азот пен еркін оттегі қ атысады. Кө п жағ дайларда шығ атын газдардың температурасы ‪ 800-1300 °С болады.

Ілмелі кү йдегі балқ ыту. Суық ауалы газү рлеумен ілмелі кү йде балқ ыту, тә жірибе жү зінде, мү мкін емес, сондық тан қ ыздырылғ ан ауа, газү рлеуді оттегімен байыту немесе газү рлеу ретінде технологиялық оттегі (95-98 % О) қ олданылады. Газү рлеуді қ ыздыру, балқ ыту пешіне қ осымша физикалық жылу енгізуге мү мкіндік береді, ал байытылғ ан газү рлеуді немесе технологиялық оттегіні қ олдану, балқ ыту кезінде тү зілетін шығ атын ыстық газдардың кө лемінің азаюы есебінен жоғ алым қ ысқ арады.

Электрбалқ ыту, артық шылық тары мен кемшіліктері. Электрбалқ ыту. Сульфидтік материалдардың шарпыма балқ ытуына жақ ын аналогы электрлік немесе кентермиялық пештерде балқ ыту. Мыс шикізатын балқ ыту ү шін, негізінен, алты электродты тікбұ рышты, ұ зындығ ы 23-23, 5 м жә не ені 5, 5-6 м кентермиялық пештер қ олданылады. Электродтар пешке кү мбез арқ ылы енгізіледі жә не пештің бойлау осі бойынша қ атармен орналасады. Кентермиялы жә не шарпыма пештердегі балқ ыту механизмдері ә ртү рлі, бұ л шикіқ ұ рам мен балқ ымалардың қ ыздырылу ә дістерімен байланысты. Кентермиялы пештің балқ ыма былауы екі қ абаттан тұ рады. Жоғ арғ ы қ ождық қ абаттың биіктігі ‪ 700-1900‪ мм, ал тө менгі штейндікі - 600-800 мм қ ұ райды. Шикіқ ұ рамның балқ уы қ ожғ а 300-500 мм терең дікке батырылғ ан кө мір электродтардың кө мегімен, сол арқ ылы электр тогін ө ткізу кезінде қ ож балқ ымасынан тікелей бө лінетін жылу есебінен жү зеге асырылады.

Кентермиялы пеште электр энергиясының жылу энергиясына тү рленуінің бір бө лігі газдық фазада электрлік микродоғ а арқ ылы жә не бір бө лігі тікелей қ ождық балқ ымада оның электр кедергісі арқ ылы ө теді. Пештегі электр кедергісінің негізі – қ ож балқ ымасы, ал электрлік микродоғ а қ ождың оғ ан батырылғ ан электродтармен бө ліну шекарасындағ ы газдық қ абатта пайда болады. Конвекция жоқ деуге болатындай, қ ождың электрод астындағ ы қ абатында қ ож бен штейннің бө лінуі аяқ талады.

Қ ождың циркуляциялық қ озғ алысы – қ ождық балқ ыма былауындағ ы жақ сы масса- жә не жылуалмасуды қ амтасыз етеді. Бұ л қ ожды 1450 °С жә не одан жоғ ары температурағ а дейін қ ыздыруғ а жә не қ иын балқ итын шикіқ ұ рамның балқ уына мү мкіндік береді. Кентермиялық пештердегі былау температурасы автоматты тү рде ұ сталады. Одан ө зга, оны 420-дан 570 В дейінгі шекте қ оректену кернеуін немесе шикіқ ұ рамды тиеу мен қ ождың шығ арылу графигін ө згерутумен реттеуге болады.

Шарпыма пештермен салыстырғ анда кентермиялық пештер біршама жоғ ары ө німділікке ие, шығ атын газдармен жылудың жоғ алуы азырақ, жылулық ПӘ К жоғ арырақ (70 % дейін). Бұ л пештерде шикізаттардыда, кү йдірілген концентраттардыда балқ ытуғ а болады. Шикі концентраттарды ө ң деу кезінде оларды ылғ алдық тың 1 % тө мен щамасына дейін терең кептіру қ ажет.