Metalli rudalarni boyitish texnologiyasi
Ushbu darslik «5311600 – Konchilik ishi» yo‘nalishining «Foydali qazilmalarni boyitish» mutaxassisligi va 5310300-“Metallurgiya” yo‘nalishining bakalavr talabalari uchun mo‘ljallangan bo‘lib, mazkur fan o‘quv dasturi asosida tuzilgan va darslik sifatida foydalanishga tavsiya etiladi. Mazkur darslikda foydali qazilmalarni boyitishning xalq xo‘jaligidagi o‘rni, ruda va boyitmalarga qo‘yiladigan talablar, boyitish usullari, sxemalari va boyitishning texnologik ko‘rsatkichlari ko‘rib chiqilgan. Asosiy boyitish dastgohlarining tuzilishi va ishlash printsiplari berilgan. Turli xildagi foydali qazilmalarni boyitish nazariyasi va amaliyoti keltirilgan. Imkon darajasida boyitish fabrikalarida boyitish mahsulotlarini suvsizlantirish va changni ushlash masalalari bayon qilingan.
Asosiy mavzular
- KIRISH: Mamlakatimizning iqtisodiy salohiyatini, ishlab chiqarish unumdorligini rivojlanishi, bugungi demokratik davlatimizda kelajak avlodlar uchun ko‘pgina hollarda mineral xomashyo larni qazib olish va ularni qayta ishlash ko‘rsatkichlariga bog‘-liq bo‘ladi. Foydali qazilmalar – asosan organiq va noorganik tabiiy minerallar bo‘lib, hozirgi rivojlangan texnologiyalar yordamida tabiiy va qayta ishlangan holda xalq xo‘jaligida yuqori samara bilan foydalanish mumkin bo‘lgan mahsulotdir. Foydali qazil malar manbasi konlar, yerning geologik ta’siri natijasida foydali qazilmalarning bir joyga to‘planishi hisoblanadi. Foydali qazil malar qattiq, suyuq va gazsimon holda bo‘ladi. Foydali qazilmalarning turlariga qarab ularni quyidagi asosiy guruhlarga bo‘lish mumkin: 1. Metallli foydali qazilmalar – qora va rangli metallar olish uchun hom ashyo hisoblanadi. 2. Nometall foydali qazilmalar – qurilish, keramika va boshqa mahsulot olish uchun xomashyo hisoblanadi. 3. Tabiiy yoki qayta ishlangan holdagi yoqilg‘i yoki kimyo sanoati uchun xomashyo hisoblangan, yoqilg‘i qazilmalari. Foydali qazilmalar xalq xo‘jaligining asosi hisoblanadi, biror bir tarmoq yo‘qki foydali qazilmalar yoki ularning qayta ishlangan mahsulotlari ishlatilmasa. O‘zbekiston konlarining foydali qazilmalarga nihoyatda boyligi, bir necha o‘n million tonna qazib oladigan va qayta ishlaydigan yuqori texnik-iqtisodiy ko‘rsatkichli yirik mexanizatsiyalashtirilgan boyitish va metallurgiya korхonalari ko‘rish imkonini beradi. Konchilik sanoati, hozirgi zamon texnika darajasida metall yoki mineral mahsulot olish imkonini beradigan qattiq xom ashyoni beradi va qayta ishlaydi. Foydali qazilma konlarini qay- ta ishlashda yer ostidan qazib olishni ko‘paytirish va ulardan kompleks foydalanish asosiy shartlardan biri hisoblanadi. Bu quyidagilar bilan izohlanadi: – yangi konlarini izlab topish va sanoat miqyosida o‘zlash tirish uchun ko‘p mablag‘ va mehnat sarflanishi; – xalq xo‘jaligi tarmoqlarida ruda tarkibiga kirgan deyarli barcha mineral komponentlariga bo‘lgan talabni oshishi; – chiqindisiz qayta ishlash texnologiyasini yaratish va bu bilan ishlab chiqarish chiqindilari bilan atrof-muhitni ifloslan tirmaslik. Shu sabablarga ko‘ra, konlardan sanoat miqyosida foyda lanish imkoni nafaqat uning qiymati va foydali qazilma miqdori, uning zahirasi, geografik joylashishi, qazib olish va transportirovka qilish shartlari, boshqa iqtisodiy va siyosiy omillarga, balki qazib olinayotgan rudani yuqori samara bilan qayta ishlash texnologiyasi mavjudligiga ham bog‘liq. Rudalar – metall va uning birikmalaridan tashkil topgan mineral bo‘lib, tabiiy kimyoviy birikmalar hisoblanadi. Ruda tarkibidagi minerallar, qimmatbaho komponentlar va puch tog‘ jinslaridan iborat bo‘ladi. Bunday minerallarga misli (xalkozin, xalkoprit), ruxli (sfalerit, smitsonit), qo‘rg‘oshinli (galenit, syerussit) va hokazolar kiradi. Puch tog‘ jinslarga tarkibida ajratib olinadigan va qimmatli metall bo‘lmagan jinslar kiradi. Bunday minerallarga kvars, karbonatlar, silikatlar va hokazolar kiradi. Bu yerda foydali mineral, zararli yoki foydali qo‘shimcha, puch tog‘ jinslari tushunchalarining nisbiyligini ta’kidlab o‘tish lozim. Mineralning bu tushunchalarning qaysi biriga mansubligi faqat foydali qazilmani berilgan turigagina bog‘liq. Bitta mineralning o‘zi dastlabki mahsulotda foydali, boshqasida esa puch tog‘ jinsi bo‘lishi mumkin. «Puch tog‘ jins» tushunchasi ham shartli hisoblanadi. Chi qindisiz metallurgik texnologiya va jarayonlar yaratishga yo‘naltirilgan metallurgik texnologiyaning taraqqiyoti, qurilish
- 1.1. Foydali qazilmalarni boyitishning xalq xo'jaligidagi o'rni, rudali foydali qazilmalar haqida ma'lumot: Foydali qazilmalarni boyitish qattiq foydali qazilmalarni boyitma, ya’ni sifati dastlabki ruda sifatidan yuqori, xalq xo‘jaligida keyingi ishlatish uchun qo‘yiladigan talablarga javob beruvchi mahsulot olish maqsadida qayta ishlovchi sanoat tarmog‘i hisoblanadi. Foydali qazilma va boyitish mahsulotlarining sifati ulardagi qimmatbaho (foydali) komponent, qo‘shimchalar, yo‘ldosh elementlarning miqdori, shuningdek, mahsulotning yirikligi va namligi bilan aniqlanadi. Qimmatbaho komponentni ajratib olish uchun foydali qazilma qazib olinayotgan element yoki tabiiy birikmaga qimmatbaho komponent deb aytiladi. Masalan, mis, qo‘rg‘oshin, temir, asbest misli, qo‘rg‘oshinli, temirli va asbestli rudalarda tegishli ravishda qimmatbaho komponentlar hisoblanadi. Qo‘shimchalar foydali va zararl bo‘lishi mumkin. Foydali qazilamada uncha ko‘p bo‘lmagan miqdorda mavjud bo‘lgan, qimmatbaho komponentningsifatini yaxshilovchi va ajralishini osonlashtiruvchi element yoki tabiiy birikmalarga foydali qo‘shimcha deb aytiladi. Zararli qo‘shimchalar deb, foydali qazilamada uncha ko‘p bo‘lmagan miqdorda mavjud bo‘luvchi, qimmatbaho kompo nentga ilashib uning sifatiga salbiy ta’sir etuvchi va ajralishini qiyinlashtiruvchi elementlar yoki tabiiy birikmalarga aytiladi. Yo‘ldosh elementlar deb, foydali qazilma tarkibida uncha katta bo‘lmagan miqdorda uchraydigan, foydali qazilma tarkibidagi ajratish uni yer qa’ridan asosiy qimmatbaho komponent bilan birga qazib olinayotganligi uchungina iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiq bo‘lgan qimmatbaho komponentlarga ayti ladi. Masalan, polimetall rudalardagi nodir metallar, temirli rudalardagi boshqa rangli metallar, misli rudalardagi molibden va h.k.lar yo‘ldosh elementlarga kiradi. Boyitishda yo‘ldosh elementlar yo alohida mahsulotlarga, yoki asosiy qimmatbaho komponent bilan birga ajratilishi mumkin. Foydali qazilmaning va boyitish mahsulotlarining sifati ularda qimmatbaho komponentning miqdori qancha ko‘p va zararli qo‘shimchalarning miqdori qancha kam bo‘lsa shuncha yuqori bo‘ladi. Mahsulotning sifati qancha yaxshi bo‘lsa, u shuncha boy bo‘ladi, chunki ko‘p miqdorda qimmatbaho komponent saqlaydi. Shuning uchun dastlabki rudaga nisbatan boyroq mahsulot – boyitma olish maqsadida foydali qazilmalarni qayta ishlash jarayonlari foydali qazilmalarni boyitish deyiladi. Ba’zan, mahsulotda foydali qazilma va boyitish mahsulot larining sifati bo‘laklarning yirikligiga boq’liq. Foydali qazilma tarkibidagi qimmatbaho komponentlarning miqdori ularga qo‘yiladigan talablardagidan past bo‘lmagan hollardagina ular to‘g‘ridan-to‘g‘ri metallurgik yoki kimyoviy qayta ishlashga tushadi. Foydali qazilmalarning ko‘pchiligi tabiiy holda bu shartlarga javob bermaydi. Foydali qazilmalarni qayta ishlash sikliga boyitish operatsiyalarini kiritish qazib olinayotgan foydali qazilma tarkibidan boy mahsulot – boyitmani ajratishga va xomashyoni yuqori iqtisodiy samara bilan ishlatishga imkon beradi. Bu holda quyidagi afzalliklarga erishish mumkin: – foydali qazilmalarning sanoat zaxiralari ortadi, chunki kambag‘al rudalarni ham qazib olish imkoniyati tug‘iladi; – ishlab chiqarish unumdorligi ortadi va qazib olish sistemasi soddalashadi, ya’ni foydali qazilmani qazib olish ishlari arzonlashadi, chunki rudani tanlab emas yaxlit holda qazib olish, kon ishlari to‘liqroq mexanizatsiyalashga erishish mumkin bo‘ladi; – foydali qazilmani metallurgik va kimyoviy qayta ishlash arzonlashadi, ishlab chiqarish unumdorligi ortadi, chunki bu korxonalarga tushayotgan mahsulot tarkibidagi qimmatbaho kom ponentning miqdori ortishi bilan yonilg‘i, flyuslar, koks, elekt re nyergiya, kimyoviy reaktivlar va h.k. lar sarfi kamayadi, metal lurgik pechlar va kimyoviy apparatlarning ishlab chiqarish unumdorligi ortadi, oxirgi mahsulotning sifati yaxshilanadi, qim matbaho komponentning chiqindi tarkibida yo‘qolishi kamayadi; – foydali qazilma kompleks ravishda ishlatiladi, chunki boyitish ulardagi barcha qimmatbaho komponentlarni ham ajratishga imkon beradi; – transport harajatlari kamayadi, chunki ko‘pchilik boyitish fabrikalari konga yaqin joyga quriladi va uzoq masofalarga qazib olingan rudaning butun xajmi emas, balki faqat boyitma ta shiladi.
- 1.2. Boyitish usullari: Foydali qazilmalarni boyitish jarayonlari uchta jarayonlarni o‘z ichiga oladi: Foydali qazilmalarni boyitish jarayonlari quyidagi uchta asosiy katta jarayonga bo‘linadi: 1) tayyorlash jarayonlari; 2) asosiy jarayonlar; 3) yordamchi jarayonlar. Tayyorlash jarayonlari – o‘tkazishdan maqsad mineral zarrachalarni yuzasini ochib berishdan iborat bo‘lib; elash, maydalash, yanchish va klassifikatsiyalash jarayonlarini o‘z ichiga oladi. 1) maydalash; 2) elash; 3) yanchish; 4) tasniflash. Asosiy jarayon – o‘tkazishdan maqsad mineral zarrachalarni ajratib olishdan iborat bo‘lib, gravitatsiya, flotatsiya, magnit, elektr, qo‘lda saralash va boshqa usullarni o‘z ichiga oladi. Boyitishning asosiy usullari: gravitatsiya va flotatsiya usullari bo‘lib, ular boyitish fabrikalarida ko‘proq qo‘llaniladi. Asosiy boyitish jarayonlari quyidagi turlarga bo‘linadi: 1) gravitatsiya usulida boyitish; 2) flotatsiya usulida boyitish; 3) magnit usulida boyitish; 4) elektr usulida boyitish; 5) maxsus kimyoviy usulda boyitish va h.k. Foydali qazilmalarning turlari, ularning fizik-kimyoviy tarkibi va tasnifiga qarab, yuqorida keltirib o‘tilgan ma’lum bir texnologiyadagi boyitish usuli tanlanadi. Yordamchi jarayon – foydali qazilmalarni boyitishning oxirgi jarayoni hisoblanadi. Yordamchi jarayonlarni o‘tkazishdan maqsad ajratib olingan boyitma (kontsentrat) va chiqindini qayta ishlashdir. Yordamchi jarayonlar o‘z navbatida suvsizlantirish va changsizlantirish jarayonlariga bo‘linadi. Yordamchi jarayonlar quyidagilardan iborat: 1) suvsizlantirish; 2) quyiltirish; 3) suzish (olingan boyitmalarni); 4) quritish (olingan boyitmalarni); 5) changsizlantirish; 6) sexlarni shamollatish. Gravitatsiya – usulida boyitish mineral zarrachalarning zich ligidagi farqiga harab boyitishdir. Flotatsiya usulida boyitish zarrachalarning gidrofob va gidrofil ya’ni, zarrachalarning namlanish va namlanmaslik xusu siyatiga asoslanib olib boriladi. Flotatsiyaning moyli, ko‘pikli yoki ionli turlari mavjud. Magnit usulida boyitishda esa zarrachalarning magnitlanish xossalariga asoslanib olib boriladi. Bunday usulda asosan temir tarkibli rudalar boyitiladi. Elektr usulida boyitish- zarrachalarni kuchli elektr tokni o‘tkazuvchanligiga asoslanadi. Buning uchun konsentratlarni yanada tozaroq ajratib olish uchun elektroliz usulidan foydalani ladi. Maxsus kimyoviy usulda boyitish quyidagi usullarga bo‘linadi: 1) uyumlarda tanlab eritish; 2) yer osti usulida tanlab eritish; 3) maxsus changlarda (katta hajmdagi idish va reaktorlarda) tanlab eritish. Qazilmada qimmatbaho komponent ko‘pincha tegishli mine ralning tarkibida uchraydi. Masalan, mis misli rudalarda mis saqlaydigan minerallar: xalkopirit, bornit, kovellin va h.k. lar tarkibiga kiradi. Kamdan-kam hollarda qimmatbaho komponent toza (tug‘ma) holda uchraydi, masalan, nodir metallar, olmos, grafit va h.k.
- 1.3. Boyitishning texnologik ko‘rsatkichlari: Boyitishning asosiy texnologik ko‘rsatkichlariga quyidagilar kiradi: komponentning dastlabki ruda va boyitish mahsulotlaridagi miqdori, boyitish darajasi, boyitish mahsulotlarining chiqi shi, komponentlarni boyitish mahsulotlariga ajralishi. Komponentning miqdori deb mahsulotdagi komponent og‘irligini mahsulot og‘irligiga nisbatiga aytiladi. Boyitish natijasida erishiladigan boyitish darajasi deb boyitmada qimmatbaho komponent miqdorini uning dastlabki rudadagi miqdoriga nisbatiga aytiladi. Boyitish darajasi boyitma dastlabki mahsulotga nisbatan qancha boyligini ko‘rsatadi. Boyitish mahsulotlarining chiqishi deb boyitish natijasida olingan mahsulot og‘irligini dastlabki mahsulot og‘irligiga bo‘lgan nisbatiga aytiladi. Chiqishni foizlarda yoki birlik ulushlarda ifodalash qabul qilingan. Birlik ulushlarda ifodalangan chiqishga teskari o‘lcham boyitish natijasida bir tonna mahsulot olish uchun dastlabki mahsulotning tonnalari sonini ko‘rsatadi. Boyitish mahsulotlariga foydali komponentning ajralishi deb mahsulotdagi komponent og‘irligini shu komponentning dast labki rudadagi og‘irligiga nisbatiga aytiladi. Ajralishni foizlarda yoki birlik ulushlarida ifodalash qabul qilingan. Foydali kompo nentning boyitmaga ajralishi deb boyitishda shu komponentning qan cha qismi dastlabki mahsulotdan boyitmaga o‘tganini ko‘rsatadi. Quyidagi belgilashlarni kiritamiz: Q, C va T – tegishli ravishda dastlabki mahsulot, boyitma va chiqindining og‘irligi, t/soat yoki t/ sutka; α, va х – dastlabki mahsulot, boyitma va chiqindidagi komponentning miqdori, %; γ - mahsulotning chiqishi, % yoki birlik ulushida; ε – ajralish, % yoki birlik ulushida. Chiqishni aniqlaymiz: boyitmaning chiqishi Q С б = 100,% chiqindining chiqishi Q Т ч = 100,% Boyitish oxirgi mahsulotlari chiqishlarining yig‘indisi 100 % deb qabul qilinadigan dastlabki mahsulotning chiqishiga teng. Q C T Q Т Q С b ch 100 100 + = + = 100% Balans tuzamiz: mahsulot bo‘yicha Q=C+T komponent bo‘yicha Q C 100 = + T 100 Q = C + T Mahsulot balansi tenglamasidan T = Q – C C = Q – T T va C larning qiymatini komponentning balansi tengla masiga qo‘ysak Q =C +(Q−C) va Q −(Q−T) +T bundan Q C = − − va Q T = − U holda chiqishlarni hisoblash uchun hisoblash formulasini olamiz. Q С b 100 100,% − − = = Q T ch 100 100,% − − = =
- 1.4. Foydali qazilmalarning boyitish sxemalari: Boyitish fabrikasida foydali qazilma uchratiladigan operat siyalarning ketma-ketligi boyitishning texnologik sxemalarini tashkil qiladi. Odatda sxemada dastlabki va boyitish mahsulotlarining sifati va miqdoriga doir ma’lumotlar, shuningdek alohida operat siyalardagi qayta ishlash tartibi keltiriladi. Bunday sxemalar sifat-miqdor sxemalari deyiladi. Alohida operatsiyalarga va mahsulotlarga qo‘shiladigan, va alohida operatsiya va mahsulotlardagi suvning miqdoriga doir ma’lumotlarni o‘z ichiga olgan sxema suv sarfi (shlam) sxemasi deyiladi. Texnologik sxemadan tashqari apparatlar zanjiri sxemasi ham tuziladi, unda foydali qazilma va boyitish mahsulotlarining apparatlar bo‘ylab xarakatlanish yo‘nalishi grafik tarzda ifoda lanadi. Sxemada apparatlarning turi, o‘lchami va soni ko‘rsa tiladi. Misol tariqasida 1-rasmda texnologik sxema, 2-rasmda esa flotatsiya boyitish fabrikasining apparatlar zanjiri sxemasi keltirilgan.