РЕФЕРАТ

Тақырыбы: «Металлургиялық шлактар қолдану арқылы силикатты құрылыс өндірісінің қалдықсыз технологиясын сипаттау»

Жоспар:

Кіріспе...........................................................................................................................3

1. 
   Шлак ұғымы және олардың металлургиялық үрдістердегі алатын орны.....4
   
2. 
   Шлактардың химиялық құрамы.......................................................................5
   
3. 
   Силикат материалдарын және өнімдерін алу үшін химиялық өндірістегі, түсті,қара металлургиядағы шлактары өңдеу мен пайдалану .....................8
   
4. 
   Қалдықсыз өндірістер жасаудың негізгі қағидалары және оларға қойылатын талаптар. Өңделген өнімдер мен металлургиялық шылактар, кенөндіру саласы қалдықтарының физико – химиялық ерекшеліктері ....11
   
5. 
   Металлургиялық және басқа өндіріс қалдықтарын пайдалану..................15
   

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі............................................................................21

Қорытынды.................................................................................................................22

Кіріспе
Жалпы алғанда қалдық деп- адамдар шаруашылықта, транспортта, өндірісте қолданбайтын , бірақ өз құрамына байланысты шикізат ретінде шаруашылық салаларына қалпына келтіріле алатын затты атайды. Өндіріс қалдықтары деп- өнімдерді дайындау кезінде өзінің физикалық құрамын толықтай немесе бөлшектермен жойған жартылай фабрикат, шикізат, материал қалдықтарын айтамыз. Өндірістің жұмысы кезінде қазба байлықтарын алу мен байыту, шикізатты физико-химиялық өңдеудегі шикізаттар өндіріс қалдықтары болып есептеледі.

Қара және түсті металлургияда жаңа кәсіпорындарды жасауда және қайта жасауда рудалық шикізатты экономды, рационалды қолдануды қамтитын қалдықсыз, азқалдықты технологиялық үрдістерді ендіру қажет; қайта өңдеуге газ тәрізді, сұйық, қатты қалдықтарды тарату, құбыр суларымен және қалдық газдармен зиянды заттардың қалдықтарын жіберуді төмендету; ферро балқымалы және доминалы шлактардың барлығын толық көлемде қайта өңдеу, сондай – ақ түсті металургия шылактары мен болат балқымалы шылактарды қайта өңдеу масштабтарын мәнді ұлғайту; сусыз технологиялық үрдістер мен сумен қамтудың құбыр су жүйелерін ендіру ары дамыту жолдарымен құбыр суларын азайту және болған су шығындарын шұғыл қысқарту; қоршаған ортаның ластауының әртүрлі параметрлерін бақылау аппараттарын, жоғары тиімді тазалау жабдықтарын металлургиялық кәсіпорындарда кең ендіру және өңдеу.

Металлургиядағы шлактар дегеніміз металл және металлоидтардың түрлі тотықтарының балқымасы. Түсті және қара металлургияда шлактың негізгі компоненті силикаттар болып табылады. Силикат материалдарын және өнімдерін алу үшін химиялық өндірістегі, түсті,қара металлургиядағы шлактары өңдеу мен пайдалану Шлактар-бастапқы материалдар (отын,руда, балқыма, газды орта)құралдарындағы жоғарытемпературалық өзара әрекеттерінің өнімдері. Олардың химиялық құрамы мен құрылымы бос жыныс құрамына, балқытылатын металл түріне, металлургиялық үрдіс ерекшеліктеріне, салқындату шарттарына және т.б. байланысты өзгереді. Шлактар келесі үрдістер нәтижесінде алынуы мүмкін: алюмитермиялық үрдістерде және отынның төменколориялы түрлерін жаққанда балқыма түзусіз; отын жағу үрдісінде бастапқы құрамдарды бөлшектей балқытуда; бастапқы құрамдарды толық балқытуда (метааллургиялық үрдістердің көбінде). Өнеркәсіптік қалдықтар мәселесін көбірек тиімді шешу қалдықсыз технологияны енгізу болып табылады. Қалдықсыз өндірісті жасау шикізаттың көп қолданылуын қамтитын тұйық айналысты жүйелерді өңдеу, технологиялық үрдістердің қағидалы өзгеруі есебінен жүзеге асады.

---

Шлак ұғымы және оның металлургиялық үрдістердегі алатын орны
Рудалар құрамында түсті металдар мөлшері аз болғандықтан, үлкен үлесі бос жыныстарға тиесілі. Сондықтан түсті металдар рудаларын балқыту барысында көп мөлшерде шлак алынады. Оның салмақтық үлесі балқыған металдардың үлесінен үш - бес есе көп болады.Осыған сәйкес шлактың көлемдік мөлшері балқыған металл мөлшеріне қарағанда көбірек болады. Мысалы, қорғасынды балқыту барысында шлактың мөлшері негізгі металдан үш есе артық алынады.

Шлак түзудің негізгі мақсаты — бос жыныстарды металдық өнімдерден бөліп алу болып табылады. Сонымен қатар, металлургиялық үрдістерде шлактардың үлесіне бірнеше маңызды функциялар жүктелген:

1. 
   шлак - металдардың тотықсыздануымен байланысты түрлі химиялық реакциялардың жүру ортасы болып табылады;
   

2) шлак шахталық пештің ішінде горндағы балқыған металдардың жоғары жағында орналасып, металл тамшыларының пайда болуы жүретін негізгі орта болып табылады;

3) шлактардың балқу температурасы түрлі болғандықтан, пештердегі ең жоғары температураны анықтайды, яғни пештердегі жылуды реттейді; жеңіл балқитын шлак жоғары температураны болдырмайды; егер отын шығынын жоғарлатса, онда шихтаның балқу жылдамдығы жоғарылайды да, температура шлактың балқу температурасынан әрі қарай жоғарыламайды, сондықтан пеш ішіндегі температураны жоғарылату үшін қиын балқитын шлактарды таңдау керек. Бұл үрдісті судың қайнау үрдісімен түсіндіруге болады, яғни суды қыздыру барысында температура өзінің қайнау температурасына дейін жоғарылап, әрі қарай тек булануды тудырады.

4) түрлі балқу үрдістерінде шлактар цементтеуші заттар ретінде болады.

Шлактардың химиялық құрамы
Металлургиядағы шлактар дегеніміз металл және металлоидтардың түрлі тотықтарының балқымасы. Шлактардың химиялық табиғатын анықтайтын маңызды тотықтар ретінде SiО₂, СаО, А1₂О₃, FeO және Ғе₂О₃ болады. Шлактар құрамына енетін тотықтардың кейбірі қышқылды немесе негізді, кейбірі амфотерлі болады;

• 
  қышқылды тотықтарға SiО₂, және Ғе₂О₃ жатады;
  
• 
  негізді немесе сілтілі тотықтарға — СаО, MgO,ВаО, FeO және МnО жатады;
  
• 
  амфотерлік тотықтарға ZnО, РbО,Аl₂О₃.
  

---

Амфотерлік тотықтар шлактарда қышқылды тотықтар аз болғанда қышқылдық қасиеттер көрсетеді, егер шлак құрамында негіздік тотықтар аз болғанда негіз бола алады.

Барлық осы тотықтар бір - бірімен химиялық қосылыстар және ерітінділер мен қоспалар түзеді. Егер шлак құрамында қышқылды тотықтар артық болса, онда шлак қышқылды шлак деп аталады. Егер шлак құрамында сілті артық мөлшерде болса, шлак сілтілі шлак деп аталады. Қышқылды шлак құрамындағы 40% дейін SiО₂, ал сілті шлак құрамында 35% жуық SiО₂ болады.

Құрамы бойынша шлактар силикатты, яғни кремнеземнің металл тотықтарымен балқымасы; феритті, яғни темір тотығының металл тотықтарымен балқымасы, және алюминаттар, яғни глиноземнің металл тотықтарымен балқымасы түрінде болады.

Түсті және қара металлургияда шлактың негізгі компоненті силикаттар болып табылады. Шлак құрамында бір мезгілде қышқылды және негізді тотықтар болса, онда реакция барысында тұздар, кремний қышқылы және силикаттар түзіледі:



Кальций тотығы мен темірдің асқын тотығы силикаттар түзеді, ал кальций тотығы мен силикаттар темірдің асқын тотығын түзеді:

және

Силикатты шлактарды қышқылдық дәрежесі бойынша белгілейді. Шлактағы қышқыл тотықтағы оттегінің (SiО₂) негізді тотықтағы (FeO, СаО) оттегі мөлшеріне қатынасын қышқылдық дәрежесі деп атайды, яғни:



Қышқылдық дәрежесі бойынша шлактарды субсиликатты, моносиликатты, сесквисиликатты, бисиликатты және үшсиликатты деп бөледі. Аталған силикаттардың химиялық формуласы мен қышқылдық дәрежесі 5кесте келтірілді [9].

Кесте 1

Түрлі қышқылды дәрежедегі силикаттар

Атауы	Қышқылдылық дәрежесі	Формула
		Бірнегізді тотық	Үшнегізді тотық
Субсиликат	1:2 = ½	4MeО·SiО2	4Me2О3·3SiО2
Моносиликат	1:1 = 1	2MeО·SiО2	2Me2О3·3SiО2
Сесквисиликат	3:2 = 1½	4MeО·3SiО2	4Me2О3·9SiО2
Бисиликат	2:1 = 2	MeО·SiО2	Me2О3·3SiО2
Үшсиликат	3:1 = 3	2MeО·3SiО2	2Me2О3·9SiО2

---

Үшсиликттар өте тұтқыр болғандықтан, шлак бетіне қалқып шықпайды. Қорғасынды және мысты балқыту барысындағы шлактар құрамындағы силикаттардың қышқылдық дәрежесі 1 ден 1,5 дейін жетеді. Шлактың қазіргі заманғы түсіндірмесі, яғни шлак дегеніміз негізді және қышқылды тотықтардың күрделі қоспасы. Бұл қосылыстармен қатар шлак құрамында ыдырамаған сульфаттар болады, оларға BaSО₄ және CaSО₄ жатқызуға болады. Шлактүзуші тотықтар екі қосылыстардан басқа, үштік қосылыстарды түзеді, оларға МеО, Аl₂O₃ және SiО₂ жатады .

Осы қосылыстардың едәуір бөлігі балқыған шлакта толығымен жекелеген тотықтарға диссоциацияланады да, шлак қата бастағанда ғана түзіледі. Кейбір қосылыстар шлакқа диссоциациялану дәрежесі төмен болғанда көшеді. Диссоциация келесі қайтымды реакция бойынша жүреді:



тепе - теңдік константасы:



Әр түрлі химиялық қосылыстың диссоциациялану дәрежесі осы қосылыстың түзілу реакциясының негізінде жатқан химиялық байланыс күштерімен анықталады. Диссоциациялану дәрежесінің сандық мәндері реакцияның тепе-теңдік константаларымен байланысты. Температура жоғарылағанда шлактардағы химиялық қосылыстардың диссоциациялану дәрежесі жоғарылайды. Академик Н.С. Курнаковтың зерттеуі бойынша балқымалардағы химиялық қосылыстардың диссоциациялану дәрежесі жөнінде балқу диаграммасы бойынша қорытындылауға болады(сурет 1).


Сур.1. Бинарлық жүйелердің балқу диаграммасындағы сингулярлы нүктелер.

Бұл диаграммаларда ликвидус сызығының максимустан түсетін екі тармағы өз шыңында көлденең жанамаға ие болады, және бұл балқыған күйдегі химиялық қосылыстың толық диссоциациялануын көрсетеді. Егер де максимум шыңы ликвидус сызығының әр түрлі жанамасы бар белгілі бір бұрышта екі тармағынан құралған болса, диссоциация аса өзгеріссіз болады, мұнда екі тармақ арасындағы бұрыш неғұрлым сүйір болса, соғұрлым балқу кезіндегі диссоциациялану дәрежесі аз болады [11].

---

Балқыған шлак құрамында тотықтардың түрі профессор А.Н. Вольский атап кеткендей төрт түрлі гипотеза арқылы жобаланады. Бірінші гипотезаға сәйкес сұйық шлактағы тотықтар бос күйінде, яғни химиялық қосылыс ретінде байланыспаған болып келеді, ол тек шлак қатқанда химиялық қосылысқа бірігеді. Екінші гипотеза бойынша металл тотықтарының арасындағы химиялық қосылыс қатты және сұйық шлакта тұрақты болып келеді, ол шлакты балқыту барысында диссоциацияланбаған күйінде болады. Үшінші гипотеза бойынша сұйық шлактағы химиялық қосылыстар жартылай диссоциацияланған күйінде кездеседі. Төртінші гипотеза бойынша сұйық шлакта иондар болады, яғни силикат келесі теңдеу бойынша диссоциацияланады:



Бұған дәлел ретінде балқыған шлак ионды электрөткізгіш болып табылады, яғни электролиз үрдісі жүріп, катодта металл бос күйінде түзіледі.

Егер шихта құрамында кремний қышқылы жетіспесе, ал негіз артық (СаО, FeO, MgO, ZnO) және глиноземның мөлшері жоғары болса, онда алюминттардың түзілуі байқалады:



Шлактарда ферриттердің түзілуі тотықтырғыш жүзгіштердің қатысында өтсе, оның мәнісі зор. Мысалы, конвертерде темірге бай мыс штейнін үрлеген кезде ферриттер шлактың негізгі құраушылары болса, Fe₂O₃ – негізгі қышқыл болып табылады. Fe₂O₃ FeO-ға дейін көміртек тотығымен оңай тотықсызданатындықтан, тотықсыздандырғыш жүзгіштердің шлактарында үлкен феррит түзілуі болмайды. Төмен температураларда тұрақты болған соң ферриттер сульфидтік рудаларды күйдіргенде көп мөлшерде түзіледі. Көптеген ферриттер күшті магниттік өткізгіштікке ие.

Шлак құрамына тек қатты және сұйық компоненттер ғана емес, сонымен қатар құрамында газ және булар да болады.

Сонда, шлактарды қышқылдық дәрежесі бойынша белгілеу шлактардың нағыз химиялық табиғатын анықтамайтын, шлактың құрамына кіретін бөлек силикаттарға қатысты шартты түсінік болып табылады.

Қазіргі заманда шлактарды SiO₂, FeO, CaO тәрізді компоненттер қатынасына байланысты белгілеу өте көп қолданылады. Мысалы, 28 SiO₂: 50 FeO: 12 CaO дегеніміз 28% SiO₂, 50% FeO, 12% CaO бар екендігін білдіреді. Басқа металдар мен металоидтардың тотықтары шлактардың құрамына кіретін себебі-олар қоспа түрінде рудаларда болып, шлактарға міндетті түрде өтеді.

---

Смотрите также файлы

• Методическое пособие Составитель И. Ю. Кохова. М. Цифровая дидактика, 2022. 23 с.pdf

• Кризис covid19 продолжает подрывать производство и глобальные цепочки поставок по всему миру, с серьезными последствия для общества, бизнеса, потребителей и глобальной экономики.docx

• О. А. Баулину от студента(ки) группы.doc

• Рабочая программа по литературе для 6 класса разработана в соответствии с фгос ооо, с учетом основной образовательной программы основного общего образования мбоу Гелдаганская сш 1 им..docx

• Пояснительная записка 3 Сценарии виртуальных экскурсий 6 Виртуальная экскурсия на тему Музейусадьба Кусково 6.docx