- •1.2. Ауыр түсті металдар сульфидтерін тікелей тотықсыздандыру бойынша зерттеулерге шолу
- •1373-1423 К температурада шликерлерді сульфат натрийлі балқыту шихтасының компоненттері арасында келесі химиялық реакциялар өтеді:
- •Сурет 2.1. Cu-s (1), Fe-s (2), Pb-s (3) күй диаграммаларының р-т проекциялары
- •1173 К температурада αCu мыс негізінде қатты ерітіндімен тепе-теңдікте және αFe негізінде қатты ерітінділер Cu2s - Cu4FeS3,08 кездеседі.
- •2.3 Суретте диаграмманың жалпы түрі келтірілген. [86] жұмыста араласпайтын сұйық күйде күй диаграммаларының егжей-тегжейлі теориялық шолуы бар.
- •2.2 Қорғасын, мырыш, мыс пен темір сульфидтерінің сутегімен және метанмен тотықсыздану реакцияларының термодинамикалық талдауы
- •1200-1300 К температуралар аралығы үшін тепе-теңдік константаларының мәндері 2.1 кестеде келтірілген.
- •2.3.1 Қорғасын, мыс, темір сульфидтерін және олардың қос қорытпаларын алу
- •9 Қос сульфидті қорытпалар дайындалды және зерттелді, олардың құрамы 2.3 кестеде келтірілген.
- •2.3.2 Зерттеу әдістемесі
- •Сурет 2.6. Сульфидтер мен олардың қорытпаларын сутегімен тотықсыздандыру реакцияларының тепе-теңдігін зерделеу үшін қондырғы сұлбасы
- •3.2 Үштік сульфидті қорытпалардың тотықсыздандыру кинетикасын зерделеу
- •Сурет 2.1. Технологиялық зерттеулер қондырғысының сұлбасы
- •2.3 Шликерлер мен сульфидті концентраттарды біріктіріп балқыту
- •3. Сульфидті концентраттарды екі сатылы тотықсыздандырып балқыту процесінің технологиялық зерттеулері
- •Сурет 3.1. Сульфидті концентраттарды табиғи газбен тікелей тотықсыздандыру жолымен өңдеудің технологиялық сұлбасы.
Сурет 2.1. Cu-s (1), Fe-s (2), Pb-s (3) күй диаграммаларының р-т проекциялары
Мырыш сульфиді екі моификацияда кездеседі: кубты сфалеритті (а=5,4109 Ǻ) және гексагональды-вюртцит (а=3,8200 Ǻ) [68]. ZnS қыздырылған кезде балқытусыз айдалу қасиетіне ие. Сфалериттің вюртцитке полиморфты түрлену температурасы 1293 К құрайды [69].
Күкірт темірмен бірқатар қосындылар түзеді, олардың маңыздысы – халькопирит, пирит, пирротин және троилит. Үлкен қызығушылық темір сульфиді – троилит танытады. FeS формуласына жауапты құрамы бойынша химиялық қосындылары үшін үш модификацияның кездесетіні мәлім: 411 К дейін α – FeS фазасы тұрақты, 411-601 К температуралар аралығында β – FeS және аса жоғары температураларда γ – FeS [68]. Темір сульфидінің гомогенділік облысы FeS1,00-FeS1,14 құрайды [63], ал балқу температурасы 1448-1470 К.
Мыс-күкірт жүйесінің күй диаграммасы көптеген жұмыстарда зерттелінді [71-73], негізінен мыс жағынан екі жеке жүйелер бойынша Cu-Cu2S және Cu2S-CuS [74]. Жүйенің бұл бөлігінде екі қатты гомогенді қосындылар бар. Таза мысқа жақын – күкірт пен мыстың қатты ерітіндісі облысы, жартылай күкіртті мысқа жақын – (Cu2-xS) айнымалы құрамды жоғары температуралы дигенит. Жоғары температуралы дигениттің максималды балқу температурасы [71-73] жұмыс мәліметтері бойынша 1131±1 0С тең.
Жартылай күкіртті мыстың гомогенділік облысының негізін зерттеуге көптеген жұмыстар арналды [71, 75-77]. Мұнда, құрамы Cu2S формуласына сәйкес келетін материал мыс жағынан жоғары температуралы дигениттің гомогенділік облысының шетіне сәйкес келетіні орнатылды. [78-82] жұмыстарында, 733 К температурада күкірт тарапынан жоғары температуралы дигениттің гомогенділік облысы күкірттің 22 мас.% құрамымен шектелетіні орнатылды. 1068 К температурада гомогенділік облысының ені максималды және күкірттің 3,2 мас.% жетеді.
Осылайша, жартылай күкіртті мыс маңайында үш негізгі өзіндік қатты фазалар болады.
Жоғары температуралы дигенит тек 356 К жоғары температурада ғана кездеседі, ал 708 К жоғары температурада пирометаллургиялық процестерде қатысатын жалғыз қатты фаза болып табылады. Халькозин – құрамы бойынша Cu2S-ке жақын, гомогенділік облысы тар, мыс мөлшері өте жоғары минерал.
Гексагональды халькозин – гексагональды халькозиннің гомогенділік облысының ені Cu2S–тен Cu1,988S–ке дейін болатыны орнатылды және 376К – 708К температуралар облысында тұрақты. 708 К жоғары температурада ол жоғары температуралы дигенитке түрленеді.
Одан басқа Cu1,96S-джарлеит және Cu1,75S-анилит тұрақты фазалары анықталды.
Мысқа бай облыста Cu-Fe-S жүйесінің күй диаграммасын бірқатар атворлар зерттеді [83-85]. [83] жұмыста сұйық күйде фазалық тепе-теңдіктер зерделенді. Cu-Cu2S-CuFeS2-FeS1,08-Fe облысында Cu-Fe-S күй диаграммасын термиялық, микро-құрылымдық және рентгенді талдау әдістерімен Schlegel H. және т.б. толық зерделеді [85].
Зерттелінді концентрациялар облысында төрт үштік қосындылар түзіледі: Cu4FeS3,08, Cu5FeS4, CuFeS2 және Cu3Fe4S6. Cu4FeS3,08 және Cu5FeS4 қосындылары жоғары температураларда Cu2S–пен және өзара қатты ерітінділердің үздіксіз қатарын түзеді. CuFeS2 және Cu3Fe4S6 қосындылары жоғары температурада қатты күйде толық ериді.