И. К. Бейсембетов ректор Зам главного редактора

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016                                          

391 

 

1-кесте.  Бастапқы шлактың химиялық құрамы 

 

Элементтер 

Cu 

Pb 

Zn 

As 

S 

Fe 

SiO

2

 

CaO 

Al

2

O

3

 

MgO 

Құрамы, 

% (масс.) 

0,62 

0,37 

4,47 

0,04 

0,8 

39,1 

33,7 

3,1 

2,5 

0,6 

 

Алынған шлак пен металл балқымаларының анықталған химиялық құрамдары негізінде, шлак-

ты көмірмен кедейлендіру кезінде металл балқымасы мен шлак арасында түсті металдар мен мышь-

яктың бөлініп таралуын сипаттайтын тәжірибелік зерттеулер нәтижелері  2-4 суреттерде көрсетілген. 

Тотықсыздандырғыш  шығынының  (металл  тотықтарын  тотықсыздандыруға  стехиомериялық 

қажетті көмірдің шамасынан %) мыс негізіндегі (шлак салмағынан %-пен) металл балқымасы шығы-

мына әсері 2 суретте көрсетілген. 

Көрініп  тұрғандай,  көмірдің  шығыны  оның  металл  тотықтарынан  металды  тотықсыздандыру 

үшін  алынатын  мөлшерінен  50%  артық  мөлшерде  ұлғайған  кезде,  металл  балқымасы  шығымының 

күрт өсуі байқалады.  

 

 

 

2-сурет. Тотықсыздандырғыш шығынының металл балқымасы  

шығымына әсері 

 

Кедейлендіру  процесі  кезінде  темірдің  металл  балқымасына  өту  тәртібі  тікелей  көмірдің  шы-

ғынына тәуелді екендігі орнатылды: көмір шығыны ұлғайған сайын темірдің шлактан металл балқы-

масына өтуі артады (сурет 3).  

 

 

 

3-сурет. Металл қорытпасына темірдің өтуінің тотықсыздандырғыш  

шығынынан тәуелділігі 

 

 

●

 Технические науки 

 

392                                                                                            

№2 2016 Вестник КазНИТУ

 

 

Шлакты  кедейлендіру  кезінде  көмірдің  әр  түрлі  шығынында  шлакта  қалатын  түсті  металдар-

дың мөлшерлерінің өзгеруін талдау қызығушылық тудырады. 

Көмір шығыны әртүрлі кезінде кедейлендіруден кейінгі шлактағы металдардың мөлшерінің өз-

геруі 4-суретте көрсетілген. 

 

 

 

4-сурет. Шлактағы түсті металдардың мөлшерінің  

көмірдің шығынынан тәуелділігі 

 

4-суретте  көрініп  тұрғандай  тотықсыздандырғыш  шығыны  артқан  сайын  шлактағы  мыс  пен 

мырыш  мөлшерінің  күрт  төмендейтінін  байқауға  болады.  Мырыш  қисық  сызығының  тәуелділік  си-

паттамасы  айқын  ерекшеленеді:  тотықсыздандырғыш  шығынын  стехиометриялық  қажетті  мөлшер-

ден 50%-дан 150%-ға арттырған кезде мырыш мөлшері 2,25%-дан 0,25% масс. дейін төмендейді. Со-

нымен  қоса,  тотықсыздандырғыш  шығынының  өсуі  шлактағы  қорғасынның  соңғы  мөлшеріне  қатты 

әсер етпейтінін атап айтуға болады.  

 

 

 

5-сурет. Мышьяктың қорытпаға бөлініп алынуының қорытпадағы  

темір мөлшерінен тәуелділігі  

 

Тәжірибе  жүзінде  орнатылған  нәтижелер,  тотықсыздандырғыш  ретінде  көмірдің  қолданылуы 

оның жоғары реакциялық қабілеттілігін көрсетеді, оны, алынатын қорытпада темірдің жеткілікті жо-

ғары мөлшері бойынша байқауға болады.  

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016                                          

393 

 

Сынақтарда  балқыманың  көмірді  толық  сіңіруі,  сонымен  қатар  тотықсыздандырғыш  шығыны 

мен  металл  балқымасындағы  темір  мөлшері  арасындағы  алынған  айқын  корреляциясы,  шлакты  ке-

дейлендіру кезінде алынатын фазаларға қоспалардың шығымын есептеуге мүмкіндік береді.  

5 суретте мышьяктың металл балқымасына өтуі, балқымадағы темір мөлшеріне тікелей тәуелді 

екені көрсетілген: балқымада темір мөлшерінің өсуі мышьяктың балқымаға өтуін арттырады. 

Орнатылған тәуелділіктің сипатын металл балқымасы мен шлактың xимиялық талдауы дерек-

терінің  негізінде  есептеу  арқылы  алынған,  балқыма  мен  шлак  арасында  мышьяктың  бөлініп  таралу 

коэффициентінің мәндері негізінде түсіндіруге болады. Мәселен, 2 кестеде келтірілген темір мөлше-

ріне  тәуелді  қорытпа  мен  шлак  арасындағы  мышьяктың  бөлініп  таралу  коэффициентінің  өзгеру  нә-

тижелері жеткілікті жоғары мәндерді және балқымадағы темір мөлшерінің төмендеуіне байланысты 

олардың өсуін көрсетеді. 

 

Кесте 2. Шлактың тотықсыздандыру дәрежесі әр түрлі кезінде мышьяктың балқыма мен 

шлак арасындағы бөлініп таралу коэффициенті  

 

Көмірдің шығыны, % 

Балқымадағы  

темірдің мөлшері, % 

Мышьяктың балқыма мен шлактың ара-

сындағы бөлініп таралу коэффициенті 

50 

0,06 

594 

75 

0,14 

535 

115 

22,1 

263 

125 

22,8 

235 

150 

27,8 

283 

 

Сынақтарды жүргізу барысында, балқыманы аргонмен барботаждаудың минималды уақытында 

(~10  мин.)  және  тотықсыздандырғыштың аз  шығынында  реактордан  мырыш  тотығының ақ  буының 

бөлінуі және оның реактордың жоғарғы суық бөлігіне тұнуының айқын көрінісі қызықты факт болып 

келеді.  Бұл,  шлакты  көмірмен  тотықсыздандыру  кезінде,  үрлеудің  бастапқы  сатысынан  бастап  мы-

рыштың газ фазасына жоғары мөлшерде өтуін күтуге болатынын көрсетеді. Газ фазасына мырыш пен 

қорғасынның бөлініп алынуы металл балқымасында темір мөлшеріне тікелей тәуелді. 6 суретте көр-

сетілгендей балқымадағы темір мөлшері аз болған жағдайда, газ фазасына мырыш пен қорғасынның 

көп бөлініп таралуын көрсетеді және алға шығарылған болжамды толығымен растайды. 

 

 

 

6-сурет. Қорғасынмен мырыштыңгазға шығымының металл  

балқымасындағы темірдің мөлшеріне тәуелділігі 

 

 

 

●

 Технические науки 

 

394                                                                                            

№2 2016 Вестник КазНИТУ

 

 

Қорытынды  

1.  Алынған  нәтижелер  мыс  құрамды  шлактарды  көмірмен  кедейлендірудің  принципиалды 

мүмкіндігін  көрсетеді.  Коллектор  фазасы-мыстың  қатысында  және  барботаждау  негізінде,  шлакты 

жеткілікті терең кедейлендіру кезінде металл балқымасын және түсті металдар мен мышьяк бойынша 

кедейлендірілген шлак алу мүмкіндігі орнатылды.  

2.  Тотықсыздандырғыш шығынының түсті металдарды тотықсыздандыру үшін қажетті стехи-

метриялық мөлшерден ұлғайтылуы алынатын металл балқымасында темір мөлшерін жоғарлатып қа-

на қоймай, металл балқымасының шығуын арттырады.  

3.  Құрамында шамамен 5% темір  болатын мыс балқымасын алған кезде, түпкі фазаға (балқы-

маға)  мышьяктың  жоғары  бөлінуін  (75%  деңгейінде),  ал  газ  фазасына  қорғасын  мен  мырыштың 

ауқымды ұшуын (олардың шлактағы бастапқы мөлшерлерінен 60-70%-ға дейін) күтуге болады. 

 

ӘДЕБИЕТТЕР 

[1]  Нус Г.С. Обеднительная шлаковая электропечь – технологическое  долголетие // Цветные металлы.                 

–2009.–№2.–С.27-32. 

[2]  Русаков  М.Р.  Конструкция  обеднительного  агрегата  для  процесса  высокоинтенсивного  обеднения 

шлака // Цветные металлы. –2006. –№10. –С. 28-33. 

[3]  Фомичев В.Б., Князев М.В., Рюмин А.А. и др. Исследование процесса обеднения шлаков продувкой 

их газовыми смесями с различным парциальным давлением кислорода // Цветные металлы. –2002. –№9. –С. 32-36. 

[4]  Norbert  L.  Piret  Cleaning  copperand  Ni  /  Co  slags:  The  technical,  economic,  and  environmental  aspects               

// JOM. –2000. –V.8. –P. 18–22. 

[5]  Hughes  S.  Applying  ausmelt  technology  to  recover  Cu,  Ni,  and  Co  from  slags  //  JOM.  –2000.  –V.8.                  

–P. 30–33. 

[6]  Dosmukhamedov  N.K.,  Zhumagulov  B.T.,  TuleshovА.К.,  Lezin  А.N.  The  innovations  in  Kazakhstan’s 

economy:  Analytical  instrument  making  development  prospects  //  International  Journal  of  Experimental  Education.             

–2013. –№12.–Р.24–26. 

 

REFERENCES 

[1]  Nus  G.B.  Obednitelnaya  shlakovaya  elektropech  –  tehnologicheskoe  dolgoletie  //  Tsvetnyemetally.                  

–2009.–№2.–P.27-32. 

[2]  Rusakov  M.R.  Konstrukciya  obednitelnogo  agregata  dlya  process  vysokointensivnogo  obednenie  shlaka                

// Tsvetnyemetally. –2006. –№10. –P. 28-33. 

[3]  Fomichev V. B., Knyazev M.V., Ryumin A.A.i dr.Issledovanie processa obedneniya shlakov produvkoi ih 

gazovymi smesyami s razlichnym parcialnym davleniem kisloroda // Tsvetnye metally. –2002. –№9. –P. 32-36. 

[4]  Norbert L. Piret Cleaning copper and Ni / Co slags: The technical, economic, and environmental aspects                

// JOM. –2000. –V.8. –P. 18–22. 

[5]  Hughes  S.  Applying  ausmelt  technology  to  recover  Cu,  Ni,  and  Co  from  slags  //  JOM.  –2000.  –V.8.                  

–P. 30–33. 

[6]  Dosmukhamedov  N.K.,  Zhumagulov  B.T.,  TuleshovА.К.,  Lezin  А.N.  The  innovations  in  Kazakhstan’s 

economy:  Analytical  instrument  making  development  prospects  //  International  Journal  of  Experimental  Education.                  

–2013. –№12.–Р.24–26. 

 

Жолдасбай Е.Е., Сейткулова Ж.Б., Нурлан Г.Б., Курмансеитов М.Б., Досмухамедов Н.К. 

Разработка схемы восстановительного обеднения медьсодержащих шлаков автогенных процессов 

Резюме. В работе на основании результатов экспериментального и теоретического анализа разработана 

схема восстановительного обеднение медьсодержащих шлаков получаемых после автогенных процессов. Прове-

дены исследования получаемых фаз на содержание и распределения цветных и металлов примесей при обеднении 

шлаков твердым углеродом. При восстановлении шлаков углем показано в донной фазе выделении сплава на ос-

нове меди. Значительный переход мышьяка в донную фазу сильно зависит от её количества и может привести к 

практически полному ее переходу в донную фазу при восстановлении медьсодержащих шлаков углем.  

Для  реальной  производственной  технологии  это  означает  снижение  степени  удаления  мышьяка  из  тех-

нологической цепочки с отвальными шлаками, что должно учитываться при организации процесса обеднения и 

переработке его продуктов.  

Показано, что цинк и свинец при восстановительной обработке шлака углем, в зависимости от режимов 

ведения опытов, может в значительной степени возгоняться.  

Ключевые слова: шлак, обеднение, восстановитель, барботаж, цветные металлы, мышьяк, сплав, извле-

чение. 

 

 

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016                                          

395 

 

ZholdasbayE.E.,SeitkulovaZh.B., NurlanG.B., Kurmanseitov M.B., Dosmukhamedov N.K. 

Development of schemes rehabilitation of depleted copper containing slag autogenous processes 

Summary. The paper based on the results of experimental and theoretical analysis of the scheme of the reducing 

depletion of copper slag produced after autogenous processes. The research received phases on the content and distribu-

tion of non-ferrous metals and impurities in the solid carbon depletion of the slag. When recovering coal slag shown in 

the bottom phase separation copper-based alloy. Significant transition arsenic in the bottom phase strongly depends on 

its amount and can lead to substantially complete its transition to the bottom phase in the reduction of copper-containing 

slag charcoal. 

For real production technology, this means reduction in the degree of arsenic removal from the process with the 

waste  slag,  which  must  be  taken  into  account  when  organizing  the  process  of  impoverishment  and  processing  of  its 

products. 

It has been shown that zinc and lead in the slag reduction treatment of coal, depending on the mode of conduct-

ing the experiments can significantly sublime. 

Key words: slag depletion, reducing agent, bubbling, non-ferrous metals, arsenic, alloy extraction. 

 

 

 

УДК 621.311.22+621.39.6 

Г.Р. Бергенжанова,  Б.Т. Бахтияр 

(Алматы энергетика және байланыс университеті, Алматы, Қазақстан Республикасы,  

gulliverik@mail.ru, bahtyar.baljan@mail.ru) 

 

ЖЫЛУ АЛМАСУ ПРОЦЕСТЕРІНДЕ ЭНЕРГИЯНЫ ҮНЕМДЕУ 

 ЖЫЛУ БЕРУ ҮРДІСІН ҚАРҚЫНДАТУ 

 

Аңдатпа.  Адамзаттың  барлық  іс-әрекеті  энергияның  кез-келген  түрін  тікелей  қолданумен  байланысты. 

Жер қойнауының энергетикалық қорын [отын-энергетикалық ресурстар (қазба отын) – көмір, мұнай және газ] 

қолдана отырып адам өз тіршілігі үшін қажетті  өнеркәсіпті, соның ішінде негізгі энергия тасымалдағыштарды 

(жылулық  және  электр  энергиясы)  генерирлейтін  қондырғыларды,  тасымалдайтын  қондырғыларды  және  ма-

шиналарды ойлап тапты, ғылым мен медицина, әрі мәдениетті дамытты.  Жылу және электр энергиясын өндіру 

және тарату жүйесін тиімділендіру және энергияны үнемдеу, энергетикалық және су балансына түзетулер енгі-

зу жылу энергетиканың даму болашағын жоғарылатады, сонымен қатар технико-экономикалық көрсеткіштерді 

арттырады.  Қазіргі  таңдағы  негізгі  мәселе  –  энергия  үнемдегіш  технологиялардың  көмегі  арқылы  меншікті 

энергия тұтыну көрсеткішін барлық салаларда төмендету. Жылу техника – табиғи көздердің энергиясын жылу, 

механикалық  және  электр  энергиясына  түрлендіретін  техникалық  құрылғылар  мен  теорияны,  сонымен  қатар 

тұрғын  үй  коммуналды  шаруашылығы  мен  кәсіпорындардың  технологиялық,  ыстық  сумен  қамдау,  желдету, 

жылуландыру мұқтаждықтары үшін жылу қолданатын құрылғылар мен теориясын  қарастыратын ғылым сала-

сы. Жылулық энергияны сақтау немесе үнемдеу көбінесе жылудың денеде таралу процесі мен екі дене арасын-

дағы  жылуалмасу  процестеріне  тәуелді.    Жылуалмасу  процессі  машиналардағы,  қозғалтқыштардағы,  қондыр-

ғылардағы, ғимараттардың сыртқы қабырғаларындағы өтетін процестердің негізгі құрама бөлігі болып табыла-

ды.  Жылу  техникада  энергияны  үнемдеу  жылуалмастырғыш  қондырғыларда  жылудың  берілуін,  түрлі  шектік 

жағдайларда  қалыпты  және  қалыпсыз  жылуөтуді,  ішкі  жылу  бөліну  мен  фильтрация,  денелер  мен  газдардың 

арасындағы  сәулелік  жылуалмасуды,  қайнау  және  конденсация  кезіндегі  жылуалмасуды  қарқындату  сұрақта-

рын қамтиды. 

Мәтінді сөздер: жылутехникада энергияны үнемдеу, жылуберу процесін қарқындату, жылуалмасу, жы-

луөткізгіштік, жылуберу заңдылықтары. 

 

Адамзаттың  өмiрi  үшiн  энергия  айтарлықтай  маңызды  қызметтер  атқарады.  Жылыту,  суыту, 

жарықтандыру, тұрмыстық құралдар, көлік сияқты қызметтерге сұраныс артуда. Энергия негізгі мұқ-

таждықтарды  қанағаттандырады  және  экономикалық  өсу  мен  әлеуметтік  дамудың  маңызды  бөлігі 

болып табылады. Энергияны өндіру үшiн отын керек - газ, мұнай, көмiр, ядролық энергия біріншілік 

энергия көздері (күн, жел күшiмен қимылдаушы және гидроэнергия) және т.б.. Осы энергияның бар-

лық түрлерiн қандай да бір машиналар немесе қондырғылардың көмегімен түрлендіру қажет. Көпте-

ген  елдерде  біріншілік  энергияның  көп  мөлшері  жабдықты  пайдалану  үшін  босқа  жоғалады.  Деген-

мен энергияны сақтау және оны қолданудың тиiмдiлiгiн жоғарылату туралы бiлiм дамуда.  

Дәстүрлі энергетика мәселелерінің ұлғаю мерзімінде, әсіресе қазба отын қорының тауысылуы-

на, экологияға тигізіліп жатқан зиянның артуына және энергия тасымалдағыштар құнының қарқынды 

өсуіне  байланысты,  энергияны  үнемдеу  мәселелерінің  өзектілігі  жоғарылауда.  Энергия  үнемдеу  ке-

 

●

 Технические науки 

 

396                                                                                            

№2 2016 Вестник КазНИТУ

 

 

шенді  мәселерді  қамтиды  және  көптеген  бағыттар  бойынша  дамуда:  энергияны  үнемді  тұтынушы-

ларды  шығару,  технологялық  процестерді  жетілдіру,  екіншілік  энергоресурстарды  қолдану,  энергия 

түрлендіргіштердің (электр станциялар және жылу электр орталықтары) жұмыс режимін тиімділенді-

ру, құны арзан және қол жетімді энергия көздерін іздестіру.  Сонымен қатар, кез келген энергия түрі 

жұмыс атқару процесі кезінде жылуға айналады, ендеше жылу шығындарын азайту энергияны үнем-

деудің негізі болып табылады.    

Күнделікті тұрмыс - тіршіліктегі электр энергиясы мен  жылулық энергияның алатын орны зор. 

Энергияны  үнемдеу  және  энергия  үнемдеудің  технологиясы  ел  экономикасының  өнеркәсіптік  ар-

тықшылығы болып табылады.   

Жылуэнергетикалық  қондырғылардың  тиімділігі,  қауіпсіздігі, 

сенімділігі және  үнемділігі көбінеки отынның жануы, сонымен қатар жылуды генерирлеуші қондыр-

ғыларды, жылулық және электр жүйесін, қондырғылар мен аспаптарды дұрыс таңдау арқылы анық-

талады.    Әрі,  жөндеу  жұмыстарын  уақытылы  және  сапалы  жүргізу,  қызметкерлерді  дайындау  дәре-

жесінің жоғары болуының да тигізер әсері жоғары.  Жылу және электр энергиясын өндіру және тара-

ту жүйесін тиімділендіру және энергияны үнемдеу, энергетикалық және су балансына түзетулер енгі-

зу жылу энергетиканың даму болашағын жоғарылатады, сонымен қатар технико-экономикалық көр-

сеткіштерді арттырады. 

Қазіргі таңдағы негізгі мәселе – энергия үнемдегіш технологиялардың көмегі арқылы меншікті 

энергия тұтыну көрсеткішін барлық салаларда төмендету. 

Жылу  техника  –  табиғи  көздердің  энергиясын  жылу,  механикалық  және  электр  энергиясына 

түрлендіретін техникалық құрылғылар мен теорияны, сонымен қатар тұрғын үй коммуналды шаруа-

шылығы  мен  кәсіпорындардың  технологиялық,  ыстық  сумен  қамдау,  желдету,  жылуландыру  мұқ-

таждықтары үшін жылу қолданатын құрылғылар мен теориясын қарастыратын ғылым саласы. Жылу 

техникада  энергияны  үнемдеу  жылуалмастырғыш  қондырғыларда  жылудың  берілуін,  түрлі  шектік 

жағдайларда  қалыпты  және  қалыпсыз  жылуөтуді,  ішкі  жылу  бөліну  мен  фильтрация,  денелер  мен 

газдардың  арасындағы  сәулелік  жылуалмасуды,  қайнау  және  конденсация  кезіндегі  жылуалмасуды 

қарқындату сұрақтарын қамтиды. 

Жылулық энергияны сақтау немесе үнемдеу көбінесе жылудың денеде таралу процесі мен  екі 

дене  арасындағы  жылуалмасу  процестеріне  тәуелді.    Жылуалмасу  процессі  машиналардағы,  қозғал-

тқыштардағы, қондырғылардағы, ғимараттардың сыртқы қабырғаларындағы өтетін процестердің не-

гізгі құрама бөлігі болып табылады.  

Жылуалмасу проблемалары (сұрақтары) мен энергия үнемдеуде  екі негізгі мәселені қарастыру 

керек.  

1. Белгілі жағдайға немесе шарттарға байланысты дененің бір бөлігінен екінші бір бөлігіне өте-

тін немесе бір денеден  екінші  бір денеге  берілетін жылу мөлшерін анықтау. Бұл мәселенің жылуал-

мастырғыш  қондырғыларды,  тегіс  немесе  цилиндрлі  қабырға  арқылы  жылуберуді  есептегенде,  жы-

луоқшаулағыштан өткен жылу шығынын анықтағында маңыздылығы жоғары.  

2. Жылуалмасу процесі өтетін дененің әрбір бөлігіндегі (нүктесіндегі) температураны анықтау. 

Бұл мәселенің машина бөліктерін, қоршаған қабырғаны есептегенде маңыздылығы жоғары. Өйткені 

материалдардың  беріктігі  температураға  тәуелді,  ал  температураның  әркелкі  таралуынан  термиялық 

кернеу пайда болады.  

Жылулық энергияны тасымалдаудың үш түрлі әдісі бар: 

1) жылуөткізгіштік – ыстық денеден суық денеге жылудың берілуі.  

2) конвекция – кеңістікте дене бөлшектерінің орын ауыстыруы арқылы жылудың берілуі және 

ол қозғалыстағы сұйықтар мен газдарда байқалады.   

3) жылулық сәулелену  – денелер арасында байланыс болмаған кезде электромагнитті толқын-

дар арқылы энергияның берілуі.  

Көп жағдайда бір денеден  екінші денеге жылу бірмезетте  екі немесе үш әдіспен беріледі. Мы-

салы, қатты бет пен сұйық (немесе газ) арасында жылудың алмасуы бірмезетте   жылуөткізгіштік жә-

не  конвекция  арқылы  жүреді,  әрі  ол  конвективті  жылуалмасу  немесе  жылуберу  деп  аталады.  Бу  қа-

зандарында  ошақ  газдарынан  жылутасымалдағышқа  (су,  бу,  ауа)  жылудың  берілу  процесі  кезінде 

бірмезетте  жоғарыда  келтірілген  үш  әдісте  қатар  қолданылады  –  жылуөткізгіштік,  конвекция  және 

жылулық сәулелену. Егер ыстық денеден суық денеге жылу оларды бөліп тұрған бет арқылы берілсе, 

онда ол жылуберу процесі деп аталады.  

жүктеу/скачать 51,43 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: