23. Ванадийдің шикізат көздері. Ванадийдің құрамында титаны бар шикізаттарды өңдеу кезіндегі өзгеруі. Ванадиймен байытылған өнімдерді қайта өңдеу.

V- Периодтық жүйенің 5-ші тобының қосымша топшасының эл, Реттік ном 23, Атомдық салмағы 50,942; Тығыздығы 20⁰С-та 6,11г/см³, балқу темп 1900⁰С, қайнау темп 3350⁰С. Тотығу дәр 2+ 3+ 4+ 5+. Тұрақтысы 5+.

Минералдары, кендері: Жер қабатында 0,02%, өндірістік жеке кен орындары өте сирек, шашыраңқы орналасқан. Өндірістік кендеріне тән ерекшелігі олардың комплекстілігі. Шамамен 50 минералы бар. Өндірістік маңыздылары: Роскоэлит KV₂[AlSi₃O₁₀], патронит V₂S₅xS, ванадинит Pb₅(VO₄)₃Cl, карнотит K₂[4O₂]₂[VO₄]₂3H₂O.

Шашыраңқы түрде магниетермиямен Ti-Mg кендерінде кездеседі. Сондай-ақ ванадий бокситтерде, темір фосфорлы кендерде, ванадий бар пайдалы қазбаларда кездеседі. Негізгі кен көзі темір кендері.

Fe кені

Домна пеші

Бай фосфорлы шойын(V 80% өтеді)

O₂

Тотықтырамыз

V Қожы шойын

V Бөліп алу тотықтыру

Болат фосфорлы қож

Тыңайтқыш алуғ

Титан кендерінің құрамында 0,2% дейін V2O5 бар. Ильменит конц-ын тотықсыздандыра балқытқан кезде V үлкен бөлігі титан қожына өтеді. Титан қожын хлорлау кезінде V-70% техникалық TiCl4 –те негізінен VOCl₃ және VOCl₄ түрінде шоғырланады. Ti кеуегінде V болуы оның сапасын төмендетеді, ал пигментік титан диоксидінде болуы бояуға түс береді, яғни сапасын төмендетеді. Сондықтан техникалық TiCl4 міндетті түрде V қосындыларынан тазарту операциясынан өтеді.

24. Молибден және вольфрамның шикізат көздері. Молибден концентраттарын тотықтыра күйдіру. Шеелит концентраттарын қышқылдық ыдырату.

Мо-периодтық жүйенің 6 тобының эл, вольфраммен физ-хим қасиеттері жақын серіктес металл. Атомдық номері 42, салмағы 95,95 , тығыздығы 10,2. Балқу темп 2520⁰C, қайнау темп 4800⁰C. Тотығу дәрежесі 2+,4+,5+,6+. Тұрақтысы 6+. Мо аз таралған эл. Жер қабатындағы мөлшері 3*10^-4 %. 20 шақты минералы белгілі. Өндірістік маңыздылары: молибденит, молибдит, повилит, вольфимит. Кендері: кварцты Мо кендері, кварцты Молибден-вольфрам кендері, мыс-молибден кендері және т.б.Молибденит концентраттары ферромолибден өндіру үшін шикізат болып табылады.

Мо концентраттарын негізгі өңдну жолы тотықтыра күйдіру. Процессте жүретін рекцияларды 4 топқа бөлуге болады:

1. MoS₂-нің MoO₃ түзе тотығуы.

MoS₂+3,5O₂= MoO₃+2SO₂

2. MoO₃-тің MoS₂-пен әрекеттесуі

MoS₂+ 6MoO₃=7MoO₂+2SO₂

3. Серіктес сульфидтік минералдардың (Cu, Fe,т.б ) оксидтер мен сульфаттар түзе реакцияға түсуі.

MeS+O₂=MeO+SO₂ (Me-Zn, Fe, Pb, Ni)

4. MoO₃-тің серіктес металл тотықтары, оксидтері, карбонаттарымен әрекеттесіп молибдаттар түзуі.

CaCO₃+MoO₃=CaMoO₄+CO₂

CaO+MoO₂=CaMoO₄

Fe₂O₃+MoO₃=Fe₂(MoO₄)₃

Молибденитті күйдіру процесі 570⁰C–та жүргізіледі. 600⁰C–тан жоғары темп-да концентрат балқып кетеді. Молибдениттің серітес металы Re

ReS₂+7,5O₂=Re₂O₇+4SO₂

Re₂O₇ 700⁰C-тан жоғары темп-да ұшады. 600⁰C-та ауаның оттегісі жетіспеген жағдайда келесі реакция жүруі мүмкін.

MoS₂+ 6MoO₃=7MoO₂+2SO₂

Тотықтыра күйдіру процесін қайнау қабаты пешінде немесе көп табанды пештерде жүргізеді. Газ фазасында SO₂, SO₃, CO₂, O₂, N₂, Re₂O₇ болады. Өртендіде MoO₃, CuO, Fe₂O₃, MeSO₄, MeMoO₄, SiO₂, Al₂O₃ болады. Қайнау қабаты пешінде күйдіру температурасы 560-570⁰C, ауаның артық мөлшері 4-5, шаңның жоғалымы 20-40%. Ренийді ұшырғанда шығару дәрежесі 92-96%. Жұмыс өнімділігі 1200-1300 кг/мә*тәул. Артықшылығы: процесс жылдам жүреді, алынатын материал сусымалы жылдам түсіріледі. Берілген температураны қ.қ.п-де жеңіл ұстауға болады. Өртендіде МоО₂ болмайды. Кемшілігі өртендіде жалпы S–тің мөлшері жоғары.

Көп табанды пеште күйдіру. Шаңның әкетілуі 10-15%, шаң толық күйдірілмейді, процеске қайтарылады. Ренийдің ұшырындыға өту дәрежесі 60-70%. Пештің концентрат бойынша жұм.өнімділігі 60-70 кг/мә*тәул. Пештегі темп әрбір табанға жекеауа беру арқылы реттеледі. Екі пеште де шаң тұту жүйесі циклондардан және электрофильтрлерден тұрады.

W-вольфрам атомдық ном 74, салмағы 184, тығыздығы19,3г/см³. Балқу темп 3395⁰C, қайнау темп 5930⁰C. Болат түсті, механикалық қасиеті металдың тазалығына және өңдну жолдарына байланысты. Тотығу дәрежесі +6,5,4,3,2 валентті қосылыстары белгілі. W ең аз таралған эл. Жер қабатындағы мөлшері 10^-4%.

W-ның 15 минералы белгілі. Өндірістік маңыздылары: вольфрамит және шеелит.

Вольфрамит (Fe,Mn)WO₄

Fe және Mn вольфраматтарының изоморфтық қосындысы.

Вольфрамит тобының минералдары қара және қоңыр түсті, тығыздығы жоғары 7,1-7,9 г/см³ және қатты. Минерологиялық шкала бойынша 5-5,5. WО₃ 76,3-76,8% әлсіз магнитті.

Шеелит СаWО₄

Кендегі WО₃ мөлшері ірі кен көздерінде 0,14-0,15%, ұсақ кен көздерінде 0,4-0,5%. W минералымен серіктес минералдар: молибденит, касситерит, пирит, арсенопирит, халькопирит, танталит және т.б.

Минерологиялық құрамы бойынша кен көздерін вольфрамиттік және шеелиттік деп бөледі. W кендерін байыту арқылы құрамында 55-65% бар стандарттық концентрат алады. Кен көздері: ТМД, Канада, Австралия, АҚШ, Оңтүстік және Солтүстік Корея.

W концентраттарын өңдеу жолдары

1. Содамен күйежентектеу

2. Содамен және NaOH ерітіндісімен автоклавтa ыдырату

3. Қышқылдық ыдырату (шеелит үшін)

Алынатын негізгі өнім WО₃

Шеелитті қышқылдық ыдырату

Жоғары сортты шеелит концентратында WО₃ 70-75%. Шеелитті НСl –мен ыдыратады

CaWO₄+2HCl=H₂WO₄+CaCl₂

НСl -дың шығыны стехеометриялық мөлшерде –дан жоғары. Процестің ұзақтығы сағ, ұсақтап майдалау қажет.

Шеелит концентраты

HCl+NaNO₃

Қышқылдық ыдырату

Ерітінді Тұнба (H2WO4, SiO2

(H2MoOH, CaCl2, FeCl3) ыдырамайтын мин )

Бейтараптау NH₄OH

Еріту

Қалдық ерітінді

Тұнба Ерітінді (NH₄WO₄)

Үйінді Бейтараптану булану

ПВА крист-ы

Қатты қыздыру

WО₃