Дəріс № 4 Тақырып: Алюминий өндірісі үшін арналған жабдықтар

18

біршама күрделірек, күйдіруметаллургиялық жəне химиялық процестер жолымен Na

2

OAl

2

O

3

– алюминий натрийін алады.

Na

2

OAl

2

O

3

ерітінділерінен  суда  тұнатыны Al(OH)

3

. Мұны  кептіріп, шынықтырып

глинозем алады. Глиноземді майдалап электролизге жібереді. Ол электролиз былауында (10-

сурет) болады. Болат  бүркеніш  астау 4  қышқақ  кірпішімен 3  шегенделеді. Оның  асты  мен

қабырғалары бұрышты плиталармен 2 көмкеріледі. Астына қатодты шиндер 1 жүргізіледі.

10-сурет. Электролизді алюминий астауының сұлбасы

Анодтар блоктар бұрышы 6 анод діңгегімен 5 қосылған. Астау 7, криолитпен Na

3

AlF

6

жəне глиноземмен толтырылған. Ол тұрақты токты 4–6 в қуатты 140000 а дейін жібереді.

Джоуль  жылуының  бөлінуінің  арқасында  астаудағы  температура 950–970 °С  ұстап

тұрады. Осы  температурада  шикіқұрам  балқиды. Электролиздің  нəтижесінде  астаудың

түбінде  алюминий  сұйығы  жиналады. Оны  вакуумды  сорғылармен  шөмішке  қотарып,

шойын құймаға құяды. Бір тонна алюминий алуға электр қуатының 17500 квт С жұмсалады.

Металды  алюминий  алу  үшін  электролизге  глиноземді  электролизді  астаулардағы  анодтың

əр түрлі құрылысты бөліктерімен іске асырады.

Электролиздің  шарты: тұрақты  ток, электрлік  кернеу 4–4,5 В, анодтағы  тоқтау

тығыздығы 0,7–1,2 А/см

2

. Электролиздегі  балқытылған  электролитте  криолитпен  глинозем

молекуласының  диссоциясы  пайда  болады. Катодта  тек  қана  алюминийдің  катионы

сиретіледі, жəне  осындай  жолмен  металды  алюминий  алу  үшін  тек  қана  глинозем

жұмсалады. Электролиттің  жұтаңдауына  байланысты  астауға  глиноземді  ауық-ауық  салып

тұрады. Электролиттің жұтаңдауын байқайтын белгі анодтағы əсер. Осы кезде кернеу 4–4,5

тен 25–30 В  дейін  өседі. Теріс  аниондар AlO

3

  анодқа  бағытталады. Анод  процесінің

2

2

/

1

3

2

3

3

O

1

O

Al

6

AlO

2

+

®

- e

  көрсеткіші  бойынша  газ  сықылды  оттегі  бөлінеді.  Бұл  көмір

анодтың  біртіндеп  жануын  тудырады. Балқытылған  алюминий  біртіндеп  астаудың  түбіне

жиналады, сифон мен вакуум шөмішінің көмегімен ауық-ауық шығарылады.

Бір тонна алюминий алу үшін 2 тонна глинозем, 0,6 тоннаға дейін көмір анодтары, 0,1

тоннаға  жуық  криолит  жəне 16500–18500 кВт  сағат  электр  қуаты  жұмсалады. Электролиз

арқылы  алынған  алғашқы  алюминий  қоспасы (темір, кремний, глиноземнің  бөлігі  тағы

басқалар) оның қасиетін төмендетеді. Сондықтанда ол тазартуды қажет етеді.

Хлормен тазартуда үрлеп балқытылған алюминий 700–750°С температурада газтəрізді

хлормен 10–15 мин мерзімде ұстайды.

Пайда болған хлорлы алюминий AlCl

3

 бутəріздес жағдайда болады. Металдан бөліне

ол  оны  ерітінді  газдардан, қоспалардан  тазартуды  қамтамасыз  етеді. Бұған  тағы  бір  көмек

балқыған  алюминийдің  шөміште  не  электр  пешінде 690–750 °С  температурада 30–45

минуттай  тұруы. Хлормен  тазартылғаннан  кейін  жəне  тұнғаннан  соң  алюминий  тазалығы

99,85%-ға дейін болады.

Жоғары  таза  алюминий  алу  үшін  электролитпен  тазартуды  қолданады. Оны  асты

анодтан  тұратын  электролит  астауларында  жүзеге  асырады. Қондырғының  жоғарғы

қабатында көмір катоды орналасады. Тазартылатын  алюминийді мыспен қосып балқытады.

19

Балқытылғаннан кейін астаудың төменгі жағында сұйық қабатты балқытылған (анод) пайда

болады. Оның тығыздығы 3–3,5г/см

3

. Ал, жоғарғы жағында балқытылған электролит қабаты

болып, ол BaCl

2

 жəне басқа тұздарды құрайды. Оның да тығыздығы 2,7 г/см

3

.

Ток  өткізгеннен  кейін  алюминий  анод  балқымасы  жəне  иондар  пайда  болып Al

3

+

катодқа бағытталады. Осы арада таза алюминий бөлініп шығады.

Пайда  болған  жоғарғы  қабат  тығыздығы 2,4 г/см

3

. Бұл  əдіспен  ерекше  таза 99,999%

алюминий алынады. 1 тонна  алюминийді тазартуға 17500–18500 кВг сағ. электр  энергиясы

шығады, ол металдың құнын жоғарылатады.

700–800°С  температураға  дейін  суытылғанда  ең  таза  алюминий 99,999% бөлініп

шығады. Мұндай таза алюминийді зоналық балқыту əдісімен де алуға болады.

Кеспелтек  боп  құйылған (шағын  құймаларды), яғни  салмағы 5–15 кг  болатын

алюминийді  шойын  қалыпқа  үзіліссіз  құюмен  алуға  да  болады. Жаймалық  жəне  басқа

түрлерінің құймаларын өңдеу үшін жартылай үзіліссіз құю əдісімен алады.

Əдебиет 6 негізгі [26-38], 1 негізгі [40-42]

Бақылау сұрақтары:

1.Бессемеров жəне томасовтық болат балқыту əдісі.

2.Электр пешіндегі балқыту жобасы.

3.Болат құйманың құрылымы.

4.Глинозем (алюминий тотығы).

5.Алюминий алудың тəсілдері.

Дəріс № 5

Тақырып: Магний өндірісіне арналған жабдықтар.

Магний  жеңіл  металл. Оның  тығыздығы 20°С  температурада 1,74 г/см

3

, (1,74 · 10

3

кг/м

3

), балқу  температурасы 651°С, қайнау  температурасы 1107°С. Магний  ауада

қышқылданады  да  оның  жоғарғы  қабатына  қышқыл  қабыршығы  пайда  болады. Бұл

қабыршық  оның  одан  əрі  қышқылдануына  жол  бермейді, қорғайды. Магний  ұнтақ  немесе

жұқа таспа түрінде болса тез тұтанады. Сондықтан оны өндірісте жарық ракета, жарылғыш

бомба  ретінде  қолданады. Магний  өзінің  химиялық  активтігі  арқасында  көптеген

қышқылдардан оттегін жəне хлоридалардан хлорды ажыратады.

Магнийдің осы қасиеттерін пайдаланып титан, бор, цирконий, уран жəне басқаларды

алуға  қолданады. Магнийді  балқытудың  осы  қасиеттері  бағалы  конструкциялық  материал

болғандықтан  оны  машинажасау  мен  аспаптар  жасау  өндірісіне  пайдаланады. Олар  жеңіл,

мықты, тербеліске, соққыға жəне химиялық əрекеттерге төзімді. Магний тау жыныстарының

құрамында көп кездесетін көптеген минералда, сондай-ақ, теңіз суларында, тұзды өзендерде

еріген  түрінде  болады. Ең  негізгісі  шикізат  түрінде, өндіріске  қолдану  ретінде  кен  болып

табылады. Кендік минералдар, магнизит, карналлит, доломит.

Заводтарда  магнийді, хлорлы  магнийді  электролиздеу  жолымен  балқытудан  магний

тұзынан алынады. Мұның ең көбі карналлиттен түседі. Магний алудың жолдары мынандай

процестерді қамтиды.

1. Карналлитті  байыту. Майдаланған  кенді  сумен  араластырады  əрі  оны 110–120°С

температурада  қайнатады. Осындай  жағдайда MgCl

2

  жəне KCl ерітінділерге  айналады. Ал,

NaCl жəне басқалары ерімей қалдық ретінде шөгеді. Оны елеуішпен елеп бөлектейді. Бұдан

соң  ерітіндіні  вакуумды-кристаллизаторда  алдымен 60°С, одан  кейін 20°С  температураға

дейін суытады. Қорытындысында ерітіндіден жасанды карналлит түрінде MgCl

2

, KCl, 6H

2

O

кристаллы  алынады. Оларды  сүзгіден  өткізіп  айырады. Алынған  карналлиттің  құрамы

мынандай болып келеді. 32%, MgCl

2

; 26% KCl, 5% NaCl, 37% H

2

O.

2. Қайнаған  пештегі  карналлитті  сусыздандыру. Пеш (11-сурет) тік  шахта  іспетті,

болат  бүркенішті  (1) жылу  өткізбейтін  мақта  қожынан (2) жасалған. Ішкі  жағынан (қайнау

жететін  қабаттың  жоғарғы  жағына  дейін) қышқақ  кірпішпен (3) шегенделген. Пеште

карналлитті  тиейтін  жəне  түсіретін  бөгетсіз  қондырғы  газтаратқыш  тұғыр  орналасқан.

Қондырғы  астындағы  болат  қалқа (8) барлық  кеңістікті  үш  камераға  бөліп  тұрады. Ол

20

камераларға (9) үш  жерден  ыстық  газ  келеді. Жасанды  карналлит  қондырғыға  сол  жақ

шеттен  тиеледі. Ыстық  газ  жіберілетін  тесіктен (5), қондырғыға  баратын  одан  кеңірек

тесіктен  газ  қысым  күшімен  карналлитке  жетеді. Карналлит  жоғары  көтеріледі. Оның

биіктеуі 1000–1200 мм. Бұдан  соң  төмен  түсіп, газдың  ағынымен  араласады. Осындай

тоқтаусыз  қозғалыс  арқасында  қайнайды. Ол  материалдың  қозғалысын  оңға  қарай  бұрып,

қондырғы  астында  орналасқан  қалқа (7) тесігіне  өтеді. Осындай  карналлит  қабаттарының

температурасы əуелгі кезде 120°С дейін, одан соң 200°С–210°С болады. Жылудың əсерінен

карналлит  сусызданып  3–4%    дейін  ылғалы  қалады.  Пештің  терезесі  (6) арқылы  карналлит

төгіліп, екінші сусыздану кезеңіне өтеді. Карналлиттің орташа құрамы: 47,5–50% MgCl

2

, 39%

KCl, 4% NaCl, 3,5% H

2

O, 2,5–3% MgO, 0,1% қоспалар.

Ұшырынды  газ  карналлит  шаңының 15–18% əкетеді. Сондықтан  оны

құйындатқыштан өткізіп, карналлитті ұстайды.

11-сурет. Карналлитті сусыздандыру пешінің

қайнау қабаттары

12-сурет. Магний алуда электролиз енетін

электролиттің ұясы

3. Сусыз карналлитті алудың жолы оны балқыту пешінде балқыту немесе хлораторда.

Одан соң қыздырылған миксер. Камералы электр пеш жəне миксер электр пештің кедергісін

атқарады. Мұнда  да  болатты  электродтар  арқылы  трансформатордан  ток  келеді. Қыздыру

элементіне  балқытылған  карналлит  қызмет  етеді. Пештің  күмбезіндегі  тесік  арқылы

карналлит шнектің көмегімен қоректенеді жəне балқиды. Камералы пеш қышқақ кірпішпен

шегенделген. Ол  жұмыс  процестерінде  балқытылған 520±30°С карналлитпен толтырылады.

Пештегі  балқыту  деңгейі  көтеріліп, одан  артылғандары  тоқтаусыз  ағынөзекпен  астаулар

арқылы  екі  миксерге  кезек-кезек  құйылады. Толтырылған  бірінші  миксерді 840°С–860°С

дейінгі  температурамен  тұндырады. Осыдан  миксерде  шлам  отырады. Карналиттің

сусыздануы  аяқталғанша  ол  процесс  тұрады. Сусыз  карналиттің  құрамы  мынандай  боп

келеді, 47,4% MgCl

2

, 42,7% KCl, 8,5% NaCl, 0,4% MgO жəне 1% басқа қоспалар.

4. Магнийді электролитпен алу электр пешін жоғары анодты енгізу арқылы алынады.

Электролизер  болат  бүркенішпен  қаптаған  тік  бұрышты  формада  келеді. Ішінен  жылу

өткізбейтін  жəне  қышқақ  кірпішпен  шегенделген. Электрлизер  астауын  балқытылған

электролитпен 

толтырып, температурасын 720±10°С 

күйінде 

ұстап 

тұрады.

Электролиздердің  жоғарғы  бөлігінде  графитті  анод  жəне  болат  катод  орналасқан.

Электролизерде бірнеше  электр  ұя  болады. Əрбір ұя (12 сурет) электролитке тік түскен (1)

жəне  жан-жағынан  екі  болатты  катод (2) орналасады. Анод  пен  катодтың  жоғарғы  бөлігі

арасында  диафрагма (5) орнатылған. (Қышқақ  кірпішпен  бөлінген, төменгі  жағынан

электролитке  тереңдетілген, ал  жоғарғы  жағында  анод  бекітілген (4) тіреуіш  бар. Анодтың

шеткі  кеңістігінде  тесік  бас (3), сол  арқылы  хлор  сорылады. Диафрагма  хлор  бөлінетін

кеңістікті  ажыратып  тұрады, сол  сықылды  магний  бөлінетін  кеңістіктен. Себебі, олардың

қарым-қатынасын  болдырмауы  керек. Электролизер  түгелдей  атмосферадан  оқшау.

Электролит MgCl

2

, KCl, NaCl жəне  басқа  тұздар мен  қышқылдардың  қоспаларын  құрайды.

21

Процестің мақсаты хлорлы магнийді электролит арқылы таратып магний жəне хлор алу. Бұл

үшін  электролит  арқылы  кернеулі  тұрақты  тоқты  жібереді.  Ол  хлорлы  магнийді  қажетті

температурада  ыдыратады. Электролитке  жіберілген  қажетті  кернеу  болса  қосындылардың

ыдырауына  хлорлы  магнийден  бұрын  əсер  етеді. Электролит  арқылы  ыдыраған  хлорлы

магнийдің ионы анодқа жылжиды да анодтан бөлінгеннен кейін хлордың көпіршіктері пайда

болып  электролиттен  көтеріле  шығып  электролизден  сорылады. Магнийдің  ионы  катодқа

жылжиды. Одан  бөлініп, катодтың  жоғары  жағында  металды  магнийдің  ұсақ  түйіршігін

құрайды. Магний  электролиттен  жеңіл  болғандықтан, катод  кеңістігінде  жеңіл  жүзіп, сол

жерден  вакуумды  ожау  арқылы  сүзіледі. Электролиз  үзбей  жүріп  тұрғандықтан

электролиздерден  үзіліссіз  хлор  жəне  магний-шикізаты  алынады. Электролитте  хлорлы

магнийдің  мөлшері  біртіндеп  азая 3%-ға  дейін  жетеді. Осы  кезде  өңделген  электролитті

астаудан  біртіндеп  алып, хлорлы  магниймен  сусыздандырылған  карналлиттің  бай

балқымасын  құяды. Сондай-ақ, оған  карналлиттің  кесектерінде  қосады. Электролиздерде

шлам пайда болады. Ол магнийдің қышқылданған тұнбасы жəне басқа электролит қоспалары

(темір, сульфид, кремнезем жəне басқалар). Шламды астаудан жиі-жиі алып отырады.

5. Электролизден  бөлінген  магний-шикізатын  тазарту. Бұл  электролиттегі

қосындыларды  алу  үшін  жүргізіледі. Олар  магнийдің  қасиетін  төмендететін  магний

қышқылы, нитрид  пен  силицид  жəне  басқалар. Магний-шикізатындағы  қоспалардың

мөлшері 2–3% дейін  жетеді. Тазартудың  мақсаты  магнийді  қождамалардан  ажырату. Ол

үшін вакуум-ожаумен магнийді мұқият тазаланған болат бақырашқа құяды.

Əдебиеттер: 6 негізгі [50-92]

Бақылау сұрақтары:

1. Магний кені.

2. Карналлит, магнийді тазалау.

3. Магний қандай металл?

4. Магнийді қандай жолдармен, тəсілдермен алады?

Дəріс № 6

Тақырып: Титан өндірісі үшін арналған жабдықтар.

Техникалық  титан  мен  оның  балқымалары  бағалы  конструкциялық  материал  болып

келеді. Олар өте мықты, жеңіл жəне қандай бір температуралардың барлығында тотқа берік.

Титан  жоғары (1660–1670°С  жəне  одан  да  жоғары) температурада  балқиды. Өзінің

сапасымен  қасиеті  жағынан  титан  жəне  оның  балқымалары  көптеген  оңтайлы  деген  болат

пен  түсті  металдардан  артық. Сол  үшін  де  титан  ракета  құрылысына,  кеме  құрылысына,

химиялық машинажасау құрылыстарына қолданылады.

Титан құрамы жағынан 70-тей минералдың ішіне кіреді. Оның ішінде ең көп тарағаны

рутил 90–100% TiO

2

  жəне  ильменит FeO · TiO

2

құрайды. Ильменит  пен  титан-магнетиттің

ішінде  титан  кенінің  үлкен  қоры  бар.  (Ильменит  қоспасы  темір  магнитті  болып  келеді).

Кеннен  титанды  айыру, титандыметалл  алу  жоғары  температураның  өзінде  химиялық

белсенділігінен  қиынға түседі. Температура жоғарылаған сайын оның белсенділік жағы өсе

түсе  балқыту  маңызды  рөл  атқарады. Титан  оттегін  қатты  сезіне  мықты  қышқылдарды

жиынтықтайды. (TiO, Ti

2

O

3

, Ti

3

O

5

 жəне TiO

2

).

Титан  химиялық  қосындыларды  құрап  жəне  көптеген  элементтердің  ерітінділерімен

бірігіп  кетеді. Ол  барлық  металдардың  тіпті  отқа  төзімді  материалдардың  құрамына

енетіндерді  де  сезіне  реакцияға  түседі. Сондықтан  да  титан  өндіру  ерекше  жағдайларды,

шығарылатын металдың жеткілікті тазалығын қалайды. Бұлай  болмаған жағдайда  ол  өзінің

қасиетін жоғалтады.

Бүгінгі кездерде титан алу үшін өндірісте магнитермикалық əдісті қолданады. Ол реті

мынадай жүйеде жүргізіледі.

1.  Титан  концентратын  алу.  Титан  кені  байытылады.  Соның  арқасында  жоғары

концентратты TiO

2

    алынады.  Ильменит  кенін  өңдеу  арқасында  TiO

2

мөлшерінің

концентраты 60% дейін жетеді.

22

Шамамен  йльменит  концентратының  құрамы; 50,8% TiO

2

, 36,40% FeO, 7,86% FeO

3

,

1,18% Al

2

O

3

, 0,05% Cr

2

O

3

, 1,86% SiO

2

, 0,69% MgO, 0,68% MnO, 0,18% CaO.

2. Титан  қожы  өндірісі. Бұл  процестің  негізгі  мақсаты  қос  тотықты  титаннан  темір

тотығын  бөлу. Осы  мақсатта  концентратты (ағаш  көмір, антрацит  жəне  басқалармен)

қалпына  келтіру  үшін  араластырып, алынған  қоспаларды  кесекшелеп  престейді. Осыдан

кейін  оны  доғалы  электр  пешіне  салып  балқытады. Балқу  процесінің  температурасы 1600–

1800° дейін  көтеріледі. Мұның  əсеріне  көміртекті  материалдар  темір  тотығы, титанмен

жұғысып реакция жағынан қалыптасады (FeO · TiO

2

)+4C=3Fe+Ti

3

O

5

+4CO.

Қалпына  келген  темір  көміртектеніп  шойын  құрап  пештің  түбіндегі  астауға

жиналады, сол  себепті, қалған  қож  массасы  бөлектенеді  олардың  айырмашылығы  үлес

салмағында. Алынған  шойын  қождан  бөлек  пештен  құйылып  алынады. Балқу  кезінде

қостотықты титан төменгі деңгейдегі тотығымен қалпына келеді. Алыну, сақтау жəне қайта

өңдеу процесінде қожда қайыра тотығу болып титанның қос тотықтығына дейін жеткізіледі.

Қождың  құрамы; 80%–90% TiO2; 2–5% FeO қалғаны SiO

2

, CaO, MgO, Al

2

O

3

 Cr

2

O

3

. Қож

өндірісінде шойын қосымша зат өндіру болып есептеледі.

3. Төрт хлорлы титан өндірісі. Металды титан алу өндірісіндегі хлорид титан ерекше

қосынды  түрінде  болып  есептеледі. Сондықтан  титан  қожы  хлорланады. Титан  қожын

хлорлау процесі. Көміртегін қалпына келтірудің дұрыс жолы болып табылады.

Майдаланған  қожды  көмірмен  немесе  мұнай  коксімен  жəне  байланыстырушымен

араластырады. Алынған  қоспаны  кеспек  етіп  престейді. Содан  кейін  оны  герметикалық

пеште 650–800°С  температурада  қыздырады. Олар  осыдан  барып  мықты  жəне  кеуекті

болады. Кесектер, титан  қожын  жəне 20–25%  көміртегін  құрайды. Олар  шахталы  пеште

хлорланады. Пеш (13  сурет) болатты  цилиндрлі  ыдыс  болып  келеді  де  қышқақ  кірпішпен

шегенделеді (6). Төменгі бөлігі көмір салмамен толтырылады (4). Ол электр тогына кедергі

келтіреді  жəне  электр  тогы  жүрген  кезде  қызады. Электр  қуатын  қолдануда  графитті

электродтар  қызмет етеді (2). Пештің осы бөлігіндегі  хлорлы шеңберге (5) жəне  үрлеуішке

(3) суық хлор немесе ауа арқылы араласқан анодты хлоргаз түседі. Бұлар электролиз магнийі

процесінде  алынған. Пештің  жоғарғы  бөлігінде  тиейтін  қондырғы (11)  бар.  Ол  кеспек

шикіқұрамды тиеп қамтамасыз етуге арналған.

13-сурет. Титан қожын хлорлайтын шахталы

электр пешінің сұлбасы

14-сурет. Төртхлорлы титан магнийін қалпына

келтіретін пеш реакторының сұлбасы

(Конус арқылы шикіқұрамды бөліп тұрады 10). Бұдан қоса пештің жақсы қымталуына көмек

етеді.

Пештің  жұмыс  істеуіне мынандай  температура режимі қойылады. Төменнен жоғарыға

дейінгі  көлемдегі  көмір  салмасына 600–800°С, салмадан  жоғары (реактивті  аймаққа) 800°–

1200°С. Пешке  толтырылған  кесек (7)  төменге  түсіп  ыстық  газдың  ағынына  кездеседі  де

хлормен  əрекеттеседі. Хлорланған  процесс  реакцияланып, төртхлорлы  титанды  құрайды.

TiO

2

+2C+2Cl

2

=TiCl

4

+2CO. Жанама  заттар  есебінде  басқада  металдар  хлорланады. (CaCl

2

,

23

MgCl

2

, MnCl

2

, FeCl

2

, CrCl

3

, AlCl

3

, SiCl

4

)  жəне  газдар  (СО,  СО

2

  тағы  басқалар). Пеште

дамыған, жоғары  температурада  əрекеттенген  хлорлану  жолдары  бутəріздес  жəне

конденсатты  жағдайда  болады. Булы-газ  қоспасы  пен  күмбезіндегі (8)  тесік  (9) арқылы

шығып, қалған жанама заттары балқыған түрінде көмір салмасынан пештің төменгі жағында

орналасқан ағынөзек арқылы шығады.

4. Төртхлорлы  титан  магниінің  қалпына  келуі  арнайы  реакторда  жүзеге  асады (14-

сурет). Реактордың (4) болат  стаканы (7) хлорлымагнийді  араластырады. Қақпақпен (5)

жабылған реактор  жылу  қорғап (3), одан  ауаны  ығыстырып шығарады. Одан  кейін  реактор

тесік (2) арқылы аргонды толтырып пешті (9) 850–900°С дейін қыздырады. Қызған реактор

төртхлорлы  титанды  тесік  арқылы  беріп  магниймен  қосады. Бұл  процесс  титанды  реакция

бойынша қалпына келтіреді: TiCl

4

+2Mg=Ti+2MgCl.

Реактор  стаканының  қабырғасына  кеуектене  массаны (10) жасап  металды  титан

отырады. Ал, хлорлы  магний  балқыған  түрде  ауық-ауық  құбыр (8) арқылы  астауға (6)

төгіледі. Реактордағы  осы  процесс  аяқталып  салқындатылғаннан  кейін  оны  пештен  алады.

Реактордың  стақанында  реакцияланған  масса  қалады. Ол  титанның  пісірілген  блок  кеуегі.

Кеуекке  магниймен, хлорлы  магний  сіңірілген. Реакцияланған  массаның  орташа  құрамы

мына шамалас: 55–60% Ti, 25–30% Mg, 10–15% MgCl.

5. Редакциялы  вакуумды  тазартуды  көбінде  титан  кеугінен  магнийді  жəне  хлорлы

магнийден бөлектеу мақсатында жасайды. Вакуумды тазарту процесі стаканды 1 900–950°С

электр қыздыру пешінде (15-сурет) герметикалық құрылғыда қыздырғанда вакуум тудырады.

Мұндай  кезде  хлорлы  магнийді  сұйық  күйінде  өткізеді. Ал, қалған  хлорлы  магний  мен

магний буланып конденсаторда конденцияланады (2 жəне 3). Титан кеуегі стаканға арагідік

жабысып қалған кезде оны пневматикалық кескішпен бөлшектеп алады.

Бұл процестер ауасы конденцияланған бөлмеде жүргізіледі. Титан кеугінің кесектерін

жабық ыдыстарда ұстап, оны алып жүруде жəне көп сақтауда ұзақ ұстамайды.

15-сурет. Вакуумды тазартуға арналған титанның кеуекті

массасы пешінің сұлбасы

6. Доғалы  пеште  титан  кеуегін  балқытып  оның  құймаларын  өңдеу  ең  негізгі  тəсілі

болып табылады. Титан кеуек сумен суытылатын герметикалық мыс құйма қалыпқа салып,

вакуумды  балқыту  процесімен  іске  асырады. Вакуумнің  бар  болуы  титанды  тотығудан

сақтап  қана қоймайды, ол  титанды  кеуек жұтатын  қоспаларынан  тазалап  тұруға  əсер етеді.

(сутегі, дымқылдан, магний, хлорлы  магнийден). Доғалы-вакуумды  балқыма  жағдайында

электронды-ионды  плазмасы  құймақалыптың  барлық  кеңістігіне  таратылады. Ол  металдың

қайнауына жағдай жасап, қоспалардың булануына əрекет етеді.

Вакуумды доғалы разряд жанындағы бөлінген анодтағы жалпы жылу мөлшері кəдімгі

атмосферадағы  разрядтан  едəуір  көп. Бұл  металдың  астауда  жақсы  қызып, алынатын

құйманың сапасын арттырады.

Доғаның  беріктігін  арттыру  үшін  соленоид  қолданылады.  Ол  да  балқу  процесінде

металдың араласуына көмек етеді.

24

16-сурет. Электродтар жұмсалатын вакуумды – доғалы пештің сұлбасы:

1-табандық; 2-құймақалып; 3-құймаметалл;

4-соленоид; 5-жұмсалатын электрод;

6-ток тарататын нүкте; 7-көру терезесі; 8-ток əкету контактісі; 9-əперу механизмі;

10-жылжымалы тығыздау; 11-келтелі құбырнасос

Титан кеуегінің алғашқы балқымасын графитті электродтың шығынсыз немесе титан

кеуегінің  престелген  кеуегін  электродымен  шығыны  бар  пеште  балқытады. Бірінші  жағдай

титан кеуегінің майдаланған түрі дозалағыш арқылы түсіп балқиды. Бұл кезде доға графитті

электрод пен металл  арасында  жанады. Екінші жағдайда доғада  титан кеуегі  электродымен

металл  арасында  жанады. Бұдан  доғада  жану  процесі  электрод  арқылы  біртіндеп  балқиды.

Титан кеуегі  балқымасының алғашқы титан құймасы қабыршық түрінде ақау  алуы мүмкін.

Сондықтан  оны  екінші  рет  шығынды  электрод  сатысында  басқа  доғалы  пеште  балқытады.

Екінші рет балқытудан алынған титан құймасы сығымдауға, жаймаға, басқада материалдарға

жарамды болады.

Титанның  фасонды  құймасы  мен  балқымасын  дайындау  үлкен  қиындыққа  түседі.

Бүгінгі  күндері  титан  жəне  магний  өндірісі  бір  ғана  завод  жүйесінде  жүргізіледі. Хлорлы

магний титан өндірісінде қосымша зат есебінде болғанымен магний алудың шикізаты болып

табылады. Сол сықылды хлорда электролит арқылы титан алуға əсер етеді.

Əдебиет 6 негізгі [50-92]

Бақылау сұрақтары:

1.Магний кені.

2.Карналлит, магнийді тазалау.

3.Төртхлорлы титан.

4.Титан қожы.

5.Титан концентраты.

жүктеу/скачать 0,73 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: