Navoiy kon-metallurgiya kombinati navoiy davlat konchilik instituti

1.5. Ruxli konsentratlar yonish jarayonining nazariy asoslari


Ruxli konsentratlarning yonishi diffuziya,adsorbsiya,desorbsiya va boshqa bir qator kimyoviy ta’sirlashuvlar bilan bog’liq murakkab geterogen jarayon.
Oksidlash orqali yonishda metal sulfidlarining oksidlanishi quyidagi asosiy bosqichlardan iborat:

1. 
   gaz holatidagi kislorodning tashqi diffuziya tufayli sulfid sirtiga chiqishi;
   
2. 
   molekulyar kislorodning sulfid sirtida adsorbsiyalanishi va sirtning kislorod atomiga katalitik ta’siridagi dissotsiyatsiyasi;
   
3. 
   sulfid panjara ichidagi kislorod diffuziyalanishi;
   
4. 
   sulfidning kislorod atomi bilan ta’sirlashuvidan birlamchi birikmalar hosil bo’lishi;
   
5. 
   oksid olish va oltingugurt angidrit ajratish(desorbsiya)ning sulfid bilan kimyoviy ta’sirlashuvda oraliq mahsulot(sulfat) hosil bo’lishi;
   
6. 
   oksidning sirtqi plyenkasi bilan oltingugurt angidritning kimyoviy ta’sirlashuvi natijasida ikkilamchi sulfat hosil bo’lishi.
   

Ruxli konsentratlarning yonish jarayonining borishi birlamchi,oraliq va oxirgi mahsulotlar hosil bo’lishi bilan xarakterlanadi.Shu sababli yuz beradigan reaksiyalar ham birlamchi hamda ikkilamchi reaksiyalarga bo’linadi.
Sulfidlarning oksidlanishidagi birlamchi reaksiyalar quyidagicha bo’lishi mumkin:
ZnS + 2O₂ = ZnSO₄ +776 kJ
3ZnSO₄ + ZnS = 4ZnO + 4SO₂ – 485 kJ
ZnS + 1,5O₂ = ZnO + SO₂ + 445 kJ
MeS + 1,5O₂ = MeO + SO₂
MeS + 2O₂ = MeSO₄
Ikkilamchi reaksiyalarni esa uch tipga ajratish mumkin:
-metall va oltingugurtning past oksidlarini yuqori oksidgacha oksidlash reaksiyasi;
-metal oksidi bilan oltingugurt angidridning o’zaro ta’sirlashuvi(sulfat hosil bo’lish);
-metall oksidlarining bir-biri va kremnizoma bilan ta’sirlashuvi(ferrit-,selikat, alyuminat hosil bo’lishi).
Ikkilamchi birikmalar quyidagi reaksiyalar orqali hosil bo’ladi:
SO₂ + O₂ ⇄ 2SO₃ + 193 kJ
ZnO + SO₃ ⇄ ZnSO₄ + 243 kJ
2FeO + 0,5O₂ = Fe2O3
2Cu₂O + O₂ = 4CuO
MeO + SO₃ ⇄ MeSO₄
MeO + Fe₂O₃ = MeO. Fe₂O₃
MeO + SiO₂ = MeO.SiO₂
MeO + Al₂O₃ = MeO.Al₂O₃
Sulfid oksidlarining termodinamika va kinetikasi yondirishning muayyan tartibini tuzishda katta ahamiyatga ega.Termodinamik hisob-kitoblarning ko’rsatishicha birlamchi reaksiyalar Gibbs energiyasining sezilarli kamayishiga olib keladi va doimiy miqdor muvozanatida katta ahamiyatga ega.So’nggi holatlar bu reaksiyalar haroroatning barcha intervallarida (xona haroratidan tortib maksimal yondirish haroratigacha) qaytarilmas holda borishidan dalolat beradi.Sulfidlar oksidlanishining imkoniyatlari termodinamika amaliyotida alangalanish haroratidan yuqori bo’lganda baholanadi.Metall sulfidlarining alangalanish haroratlari sulfidlarning shiddat bilan oksidlanishi bilan xarakterlanadi.Bu haroratdan ham yuqori haroratda esa sulfid o’z-o’zidan jarayon issiqligi hisobiga ham oksidlanishi mumkin.Sulfidlarning alangalanish harorati quyidagi bir qator faktorlarga bog’liq:sulfidning maydalanishi,gazlar tarkibi,isish harorati,sulfidning gaz bilan bog’lanish sharoitlari.
Sulfid donalarining kamayishi va shu bilan birga gazlar sohasida kislorod konsentratsiyasi,sulfidning isish harorati oshishi,hamda sulfidning oksidlovchi bilan ta’sirlashuv sharoiti yaxshilanishi alangalanish haroratini pasaytiradi.
Sulfidli moddalarning yonishi geterogen jarayon singari quyidagi ketma-ket bosqichlardan iborat:sulfid sirti(yuzasi)da kislorodning diffuziyalanishi,sulfid sirtida kechadigan kimyoviy reaksiyalar.Agar diffuziya bosqichi oksidlanish bosqichidan sekinroq bo’lsa,jarayon diffusion sohada kechadi,aksincha holatda esa yarayon-kinetik sohada kechadi.Ikkala bosqich ham bir xil tezlikda bo’lsa,bunda jarayon o’tish sohaga oid bo’ladi deb hisoblanadi.
Ruxli konsentratlarning yonish jarayonida kremnezemning og’ir metal oksidlari bilan ta’sirlashuvi natijasida sham qoldig’ini suyuqlikda eritib ajratishda kolloid kremnezem hosil qilgan eritmada erib,pulpaning tinishi va filtrlanishini qiyinlashtiruvchi silikatlar hosil bo’ladi.
Yonish natijasida quyidagi silikatlar hosil bo’lishi mumkin:
-rux ortosilikati (ZnO·SiO₂);
-qo’rg’oshinning oddiy silikatlari (PbO·SiO₂);
-rux va qo’rg’oshinning qo’sh silikati (ZnO·PbO·2SiO₂);
-rux va qo’rg’oshinning noruda mineral konsentratli murakkab silikatlari.
Silikatlarning hosil bo’lish darajasi harorat oshishi va ta’sir qiluvchi moddalarning kamayishi bilanoq tubdan oshib ketadi.Qo’rg’oshin birikmalari ishtirokida rux ortosilikati hosil bo’ladi.
Silikatlarning hosil bo’lishini kamaytirish uchun qo’rg’oshini kam bo’lgan qotishmalar va yonish harorati 1000⁰Cdan oshmasligi lozim.