МИНЕРАЛДЫ ШИКІЗАТТАРДЫҢ НЕГІЗГІ ТҮРЛЕРІНІҢ СИПАТТАМАСЫ



Өнеркәсібті глиноземды алу тәсілдері

Глинозем деп алюминийдың кристаллдық тотығын айтады. Ол алюминий алу үшін негізгі шикізат болып табылады. Алюминийды глиноземнан электролиз арқылы алады.Глиноземды өнеркәсібтің басқа да салаларында қолданады (мысалы, қағазды ағарту, цементтердің арнайы рұрыптарын, цеолиттерді – басқа молекулалардың болған кезінде молекулалардың нақты сұрыптарын сіңіретін заттар, өндіру үшін). Глиноземмен бірге кейбір жағдайларда алюминий кендерінде болатын (галлий, ва­надий және т.б.) сирек кездесетін металдардың өндіруін де бірге жүргізу тиімді болып жатады.

Глиноземды, боксит - тау жынысының құрамында бар кендерден алады. Бокситтер өте күрделі химия-минерологиялық құрамына ие. Олардың негізгі және пайдалы бөлігі болып алюминий гидроокисінің әртүрлі модификациялары (Аl(ОН)3 , AlOОН және т.б.) табылады. Бокситтер құрамына темір, кремний, аз мөлшерде - күкірт, титан, галлий, хром, ванадий және басқалардың тотығы, сонымен бірге кальций, магний, темір тұздарының карбонат­тары, органикалық заттар кіреді.

Алюминий мөлшері бірдей болғанда бокситтің бағалылығы келесі факторларға тәуелді болады (маңыздылығының дәрежесі бойынша орналастырылды):

1) боксит құрамындағы алюминий гидроксидінің сортына; осыған қатысты бокситтерді өңдеу де қйындықтары өсу бағытына қарай мынадай қатарға орналастыруға болады:

а) гиббситты (немесе гидраргилитты), құрамында алюминий гидрооксиды Al(OH)3 түрінде

б) гиббсит - бемитты;

в) бемитты AlООН;

г) бемит - диаспорлы;

д) диаспорлы (қайтадан кристалданған AlООН);

2) (SiO2) кремнезем құрамына байланысты, оны боксит құрамынан жойған кезде алюминий гидроокисінің қандай да бір нақты бөлігі бірге кетіп, жоғалады;

3) (TiO2) титан тотығының құрамына байланысты, ол аппаратураның жылу алмасу беттіктерінде өте қатты тұнбалар түзіп, энергия шығымын ұлғайтады;

4) СаСО3, MgСО3, FeСО3 карбонаттар құрамына байланысты, оларды жою үшін глинозем өндірісіне қажетті сілті (NаОН) мөлшерінің бөлігі шығындалады;

5) глиноземды ластап, кейін алюминий сапасын төмендететін құрамындағы күкіртке байланысты;

6) алюминий гидроокисінің крисалдарының өсуін баяулатып, зауыттың өнімділігін төмендететін, құрамындағы органикалық заттарға байланысты;

7) бокситтердің геологиялық жасына байланысты: ертедегі бокситтердің қаттылығы жоғары, сондықтан геологиялық жас бокситтерге қарағанда өңдеу барысында энергияны көп шығындатады; басқаша айтқанда ашуы қиын  болып табылады.

Басқа да қоспалардың тым артық мөлшері зиянды болып келеді және глинозем өндірісінің шығының арттырады.

Бокситтің жасы мен типі арасында байланыс байқалады: жас, жұмсақ бокситтер гиббситтік болып табылады, қатты, ежелгі бокситтер диаспоралыққа жатады, ал бемиттіктер мен басқалары жасы мен қаттылығы бойынша аралық орын алады. Осыған байланысты бокситтерді өңдеу жағдайы да біршама өзгереді. Бірдей шығында алынған және тасымалданған глиноземның ең арзаны гиббситтік бокситтерден алынғаны болады, ал қымбатырағы диаспоралықтар болып табылады.

Бокситті кендердің пайда болу теориялары олардың негізінен ауа-райы жылы, жауын-шашыны мол райондарда қалыптасқанын көрсетеді. Планета климатының геологиялық өзгерістеріне байланысты қазіргі климаттық карта бойынша кендердің құндылығы туралы айту қиын. Бірақ жалпы жағдай мынадай, Жердің тропикалық белдеуінің бокситтері жоғары сапалырақ болып табылады да (Ямайка, Гвинея, Австралия және т.б.), ал солтүстікке жылжыған сайын олардың құндылығы түседі.

Грек бокситтері қатты диаспоралық бокситтерге жатады, бірақ бірқатар сипаттамалары оларды біршама құнды жасайды. Оларға жоғары біркелкілік, алюминий гидрототығының жоғары мөлшері, қақтүзуші титан тотығының және органикалық заттардың аз мөлшері жатады.

Әртүрлі кендердегі бокситтер туралы кейбір орташаланған ақпараттар 1-кестеде келтірілген.

Кесте 1. Бірқатар  жерден алынған бокситтердің сипаттамасы.

Ел

Боксит түрі

Al2O3

%

SiO2

%

Fe2O3

%

TiO2

%

П.П.П.

Кремнеземдік модуль,http://emigrin.narod.ru/Technics/Boxit/boxit_book_files/image002.gif

Гвинея

гиббсит

41-43

1,9-2,3

23-28

1,5-3,0

23-25

18-21

Гана

гиббсит

46-50

0,4-4,0

17-23

2,0-3,0

-

20-25

Франция

бемит

51-58

3-5

18-26

3-4

10-12

15-20

Венгрия

бемит

57-62

2-7

12-20

2,5-3,5

14-16

10-13

Югославия

гиббсит- бемит

53-58

1-4

20-24

2,5-3,5

18-24

10-20

Греция

диаспор

56-59

3-7

16-20

2,8-5,0

13-16

10-15

 

 

Байер әдісінің негізі. Глинозем алу барысында күйдіру тәсілінің технологиялық схемасы.
БАЙЕР – ПРОЦЕССІ.

БАЙЕР - ПРОЦЕСС. Бокситты рудалардан глиноземды алу кезінде негізгі саты болып одан алюминий гидроксидын өндіру табылады. Ең қарапайым және кең таралған әдісі болып Байер ұсынған және Байер – процесі деп аталатын, алюминий гидрокисін бокситтен бөліп алу табылады. Олалюминий гидрат тотығының келесі химиялық қасиетіне негізделген: боксит құрамына кіретін кристалды алюминий гидрототығы, жоғары температурада, концентрациясы жоғары натрий гидроксиді ерітіндісінде (каустикалық сілті, NaOH) жақсы ериді, ал ерітіндінің температурасы мен концентрациясы төмендегенде қайтадан кристалданады. Боксит құрамына кіретін алюминий алу үшін қажеті жоқ заттар (балласт деп аталатын) осы жағдайда еритін түріне өтпиді немесе алюминий гидрототығының кристаллизациясы жүзеге асырылғанша қайтадан кристалданып тұнбаға түседі. Сондықтан алюминий гидрототығы ерігеннен кейін балласт бөлініп алынып, үйіндіге тасталады. Негізі натрий алюминатының ерітіндісі болып табылатын, бөгде қоспалардан тазаланған сілтідегі алюминий гидрототығының ерітіндісі кристалдануға ұшырайды. Осы мақсатта ерітіндінің концентрациясы мен температурасы кристалды алюминий гидрототығын алуға оптималды болып табылатын белгілі бір мөлшерге дейін төмендейді. Егер ерітіндіде алюминий гидрототығының кристалдарының кесектігі (негізі) жеткілікті түрде болса кристалдану біршама жылдам болады. Сондықтан осы этапта ерітіндіге ұсақкристалды алюминий гидрототығының белгілі мөлшерін негіз ретінде арнайы енгізеді. Кристалданудың жеткілікті деңгейінен кейін қатты гидрототықты ерітіндіден бөлу жүргізіледі. Глинозем (Al2O3) байланған суды жою үшін алюминий гидрототығын (Al(OH)3) пеште қыздыру (кальцинирлеу) арқылы алынады.

ӨНДІРІСТІ ҰЙЫМДАСТЫРУ.

Глинозем өндірісінің қажетті жағдайы бокситті беруден және дайын глиноземды тиеумен аяқталатын өндірістің барлық этаптарында бақылау және заттар мен процестердің параметрлерін сақтау болып табылады. Оған ұнтақ жұқалығы, сілті концентрациясы, температура, қысым, сұйық және қатты зат шығыны, энергиятасымалдағыштар шығыны және олардың параметрлері, кристалдаушы негіз ірілігі және басқалары. Бұл мәліметтерді зауытты жобалап жатқанда көптеген теориялық есептеулер мен эксперименттік тексерулер арқылы алады және өндірісті іске қосқаннан кейін оларға түзету енгізеді. Технологияны сақтауды бақылау арнайы зертхана арқылы жүргізіледі, ал өндіріс жағдайын сақтау инженер-техникалық персоналдың және жұмысшылардың негізгі міндеті болып табылады.

Барлық глиноземды өндірісті шартты түрде жеке өндірістік алаңдарға, қайта бөлулерге бөлуге болады (1-сурет).

http://emigrin.narod.ru/Technics/Boxit/Boxit1.jpg
Сурет 1. Байер әдісі бойынша глинозем өндірісінің сызбасы.

Қайта бөлулер деп кеннен глинозем алу процесінде белгілі бір функция атқаратын өндірістің алаңын айтады. Қайта бөлулердің түрлері: ұнтақтау; шаймалау; қызыл шламды тұндыру және сүзу; алюминатты ерітіндіні айыру (декомпозиция); алюминий тотығы гидратын сүзу; алюминий гидрототығын кептіру және қыздыру арқылы глинозем алу; булау, және т.б. Әрбір қайта бөлу мамандандырылған қызметкерлермен қызмет көрсетілетін аппаратты шартты-тәуелсіз құрылғылар тобымен жабдықталған.

Өндірістің маңызды құрамдас бөлігі ерітінділер мен құрғақ заттарды қыздыруға электрэнергиясын, жылу және бу беретін энергетикалық шаруашылық болып табылады.

Глинозем өндірісі әртүрлі насостар мен тиекті арматура бірліктерін пайдаланады, және солардың сенімділігіне өндірістің тұрақтылығы  байланысты болады. Глиноземның қазіргі өндірісі біршама деңгейде автоматтандырылған. Бұл процестерді басқаруды біршама жеңілдетеді, бірақ қызмет көрсету үшін білікті персоналды қажет етеді.

ДЫМҚЫЛ ҰНТАҚТАУ.

Кен жұмсақ және кеуекті болған жағдайда химиялық өңдеу араластырғыш құрылғымен жабдықталған және алдын-ала белгілі концентрациядағы сілті ерітіндісімен толтырылған бакқа ұнтақталған бокситті. Жұмсақ және кеуекті кеннің химиялық өнделуі ұнтақталған бокситті араластырғыш құралы (яғни, бастапқы арластырғыш) бар және анықталған концентрациясы сілті ерітіндісімен (мысалы, диаспоролық кенге 280-300 г/л) толтырылған бакқа салумен басталады.

Қатты, кристалданған кеннің химиялық өнделуі сулы ұнтақтау диірменінен жиі басталады. Сулы ұнтақтау диірмені – бұл шар диірмені, яғни, көлденең орналасқан жабық металтәрізді цилиндр, оның ішінде бос металл шарлары орналасқан. Диірмен ішкі жеке бөлімдерге (секцияларға) бөлінген, әр бір секцияда анық мөлшері бар – кіші мөлшерден ірі мөлшерге дейін шарлар бар. Бірақ, кәдімгі шар диірменінен сулы ұнтақтау диірменінде ұнтақтау сұйық:қатты зат ара қатысы 0,8:1,2 тең сілті ерітіндісімен жасалады, диаспоролық бокситтерге кейде 3-5% әк Ca(OH)2) қосады.

Сулы ұнтақтау диірмені периодтық жұмыс істеу мүмкін, бірақ өндірісте әдетте істе үздіксіз болатын ұнтақталған кеннің сілтімен қоспасының (қоспа «қорытпа» (пульпа) деп аталады) анықталған бөлігін алатын диірмені қолданылады. Қоспа тікелей диірменнен немесе классификатордан шыға берісте алынады. Сілті ерітіндісін сіңірген бөлшектерден алынған қорытпа (пульпа) бастапқы араластырғышқа салынған құрғақ кенмен салыстырғанда одан әрі жылдам химиялық айналымдарға түседі (ашылады). Бокситтердің ашылуы келесі факторларға тәуелді: минералогиялық құрамы, кеннің құрылысы, тығыздығы, қоспалардың таралуы және бокситтердің құрылысы. Диаспоролық бокситтер ең қиын ашылатын, гиббситті бокситтер – ең жеңіл ашылатын, ал басқа типтері аралық орын алатын болады, осыған қайта өндеу технологиясы тәуелді болады, атап айтқанда, сілтісіздендіру жағдайын (алюминий гидрооксидін еріту) таңдау. Мысалы, төменгі сілтісіздендіру температурасы: сілтіде гиббсит 100-105°С жақсы ериді, бемит - 150-200°С, ал диаспор - 200°С жоғары жағдайда (және де еру температурасы сілті ерітіндісінің концентрациясына да тәуелді; осы туралы кейін де айтылады).

Сулы ұнтақтау диірменінен пульпа орталықтан тепкіш сорғылармен бастапқы аралыстырғышқа айдалады, бұнда ерітіндінің керекті концентрациясы (280-300 г/л сілті бойынша) және сұйық:қатты зат арасында керекті ара қатысы үшін айналым ерітіндісі деп аталатын натрий алюминаты қосылады.

1т бокситті сілтісіздендіру үшін қажетті глиноземнің есеп (теориялық) шығымы және алюминат ерітіндісінің берілген каустикалық қатысы - яғни сілті саны (Na2Ocu, кг) мөлшері келесі формула бойынша анықталады:

http://emigrin.narod.ru/Technics/Boxit/boxit_book_files/image006.gif, http://emigrin.narod.ru/Technics/Boxit/boxit_book_files/image008.gif

бұнда N – сілті саны, S - кремнеземнің SiO2 1 т бок­ситте мөлшері (кг), http://emigrin.narod.ru/Technics/Boxit/boxit_book_files/image009.gif - бокситтің кремний модулі.

Айналым ерітіндісінің каустикалық модулін http://emigrin.narod.ru/Technics/Boxit/boxit_book_files/image011.gif және айналым ерітіндісінде (кг/м3) Na2Ocu мөлшерін (концентрациясын)  m білу арқылы 1т бокситті сілтісіздендіру пульпасын алу үшін  қажетті айналым ерітіндісінің көлемін Vоб  есептеу мүмкін:

http://emigrin.narod.ru/Technics/Boxit/boxit_book_files/image013.gif,  http://emigrin.narod.ru/Technics/Boxit/boxit_book_files/image015.gif

Тұру уақыты және кремнийды жою

Бастапқы араластырғышта пульпа 80-85 °С-ға дейін қыздырылады, кейбір кездерде 90-95 °С-ға дейін (осы температура сол кысым астында физико-химиялық температуралық депрессияның салдарынан қайнау температурадан да жоғары болуы мүмкін; судың қайнау температурасы қалыпты қысымда 100°С болады, ал 4-5 °С температуралық депрессияға келеді. Осы жерде, іс-жүзінде глиноземды алу процесі басталады.

Технологиялық процесті әрі қарай қарастыруды жалғастыру үшін қысқаша, бірақ ыңғайлы түрде бокситты өңдеу процесімен бірге жүретін химиялық реакциялардың схемасының көрнісін көрейік (сурет 2). Бұл схема шартты түрде, сондықтан шикізат нақты түріне және таңдаған технологияға байланысты болатын процестің бүге-шүгесіне дейін кіргізілмеген. Диаграммада (сур.2 кара) өндірістің аралық сатысының қандай да бір өнімінің құрамына кіретін химиялық заттардың атауы сол жағында орналастырылғаны қоршауда белгілері келтірілген.

Заттардың өзара әрекеттесуі стрелкалармен көрсетілген. Стрелкалардың номерлері заттардың процестердегі қозғалуын көрсетеді.

Бокситтерді қайта өндеу сәйкес кезеңінде өтетін химиялық реакцияларды диаграмма бойынша көрсетіп, глинозем өндіріс технологиясын қарастыруды қазір жалғастырамыз.

Бастапқы арластырғышта дайын болған қорытпа (пульпа), ("шикі пульпа" болып табылады) байер-процестің технологиясына сәйкес 95-105°С температурада 4-8 сағатта сақталуы тиіс (сақталу мерзімі кеннің құрамындағы кремнеземнің SiO2 мөлшерімен анықталады).

Үздіксіз өндірісте жеткілікті сақталу сағат жиынтығы үшін қорытпа (пульпа) ағатын бір неше кезек араластырғыштар қолданады.

Шикі қорытпа (пульпа) сақталу процесінде сілтіде (маркер I) алюминий гидроксиді еру реакциясы баяу жүреді. Бірақ кремнеземді сілтімен Na2SiO3 (маркер 2) байланыстыру реакциясы басталады, кейін натрий гидроалюмосиликаты (қысқаша ГАСН) тұңбасы түзіледі, оның орта құрамы Na2О. Al2O3.1,7 SiO2.2 H2O формуламен сипатталады. 4-8 сағат сақатлу мерзімінде кремнийдің кейбір бөлігі  ГАСН тұңбасына байланысады. Қалған бөлігі ГАСН тұңбасына келесі қайта өндеу - қорытпа (пульпа) сілтісіздендіру кезінде байланысады. Дәл берілген кезеңде кремний жоюды бастау жылу алмастырғыштарды және автоклавтарды сілтісіздендірудің өндеу.

Сурет 2. Бокситтен глинозем алу барысында химиялық заттардың жылжу диаграммасы.

өнімдерімен ластанудан қорғау үшін қажетті болады. Осы жағдайда ГАСН кристалдануы жылу алмасу бетігінде емес, жүзгін күйде өтеді. Жылу алмасу бетітерін тұңбадан тазарту алғашқы арластырғыштарда қиындыққа түсірмейді.

Кремний жою процесі кремнеземнан бокситті жою үшін қажет, әйтпесе ол глиноземға түсіп кетуі мүмкін. Бірақ ГАСН құрамына алюминийдің бөлігі алынады, демек, бокситтен глиноземнің шығымы (алыну проценті) қысқарады. Сонымен, бокситтің құрамындағы басқа кез келген заттармен алюминий гидроксиді ерімейтін тұңбаға байланыспайтынынан, өндірісте глинозем жоғалуы ГАСН түзілуімен байланысты. Егер, кеннің құрамында орташа алғанда кремнезем 7% жоғары болса, глинозем өндірісі пайдалы емес болуы мүмкін.

Бокситтің құрамында кремнезем мөлшерін білгенде, глиноземнің теориялық шығымын, яғни, өндірісте жоғалуыссыз кеннен қанша глинозем алу болатының есептейді. Глинозем практикалық шығымы кремний модулі (немесе кремний қатынасы) шамасымен http://emigrin.narod.ru/Technics/Boxit/boxit_book_files/image016.gif анықталады - бокситте глинозем мөлшерінің (Al2O3) кремнезем мөлшеріне (SiO2) қатынасына тең:

http://emigrin.narod.ru/Technics/Boxit/boxit_book_files/image018.gif,                             (I)

Жоғары дәлдігімен глиноземнің теориялық шығымы формула бойынша анықталуы мүмкін:

http://emigrin.narod.ru/Technics/Boxit/boxit_book_files/image020.gif                          (2)

ГАСНмен қалдыққа сілті бөлігі де айналуы мүмкін. Қатты жуылған ГАСН құрамында Na2Ocu (кг) химиялық жоғалуы (1т гли­ноземға) келесі формула бойынша есептеледі:

http://emigrin.narod.ru/Technics/Boxit/boxit_book_files/image022.gif,          (3)

Глиноземнің практикалық шығымы қызыл шламмен глиноземнің жоғалу шамасын анықтайды (сәйкес есеп формулалары қызыл шламды тұңдыруға арналған бөлімде келтірілген).

СІЛТІСІЗДЕНУ.

Сілтіде кристалдық алюминий гидроксидінің еруі гидроксид сұрыпана, сілті концентрациясына, пуль паның температурасына, ерітіндіде глинозем және сілті  мольдік концентрацияларының қатынасына тәуелді. Ақырғы шама каустикалық модуль http://emigrin.narod.ru/Technics/Boxit/boxit_book_files/image023.gif болып табылады:

http://emigrin.narod.ru/Technics/Boxit/boxit_book_files/image025.gif,                         (4)

http://emigrin.narod.ru/Technics/Boxit/boxit_book_files/image027.gif арқылы сәйкес заттардың мольдік (г/моль), ал m арқылы массалық (г/л) концентрациядары  келтірілген.

1-кестеде гиббситті және диаспоролық бокситтердің сілтісіздену жағдайлары көрсетілген; бокситтердің басқа типтері үшін берілген екеуінің арасында болады.

Кесте 2. СІЛТІСІЗДЕНДІРУ ШАРТЫ

Бокситтер түрі

Na2Ocu (г/л)

http://emigrin.narod.ru/Technics/Boxit/boxit_book_files/image028.gif

T, °C

Уақыт, мин

Гиббситты

180-220

100-150

1,7

1,5-1,6

95-105°C

140-150°C

60-120

20-40

Диаспорлы

280-300

180-200

115-140

3,4-3,6

230-240

245-260

280-315

60-120

20-40

2-5

Саз. Саз құрамындағы минералдар.

Саз - құрғақ күйнде шаң тәрізді, сулағанда жұмсақ иілгіш ұсақ дәнді шөгінді тау жынысы. Саз құрамында каолинит (Қытай еліндегі Каолин жерінің атауынан туындаған), монтмориллонит немесе басқа қабатты алюмосиликаттар (сазды минералдар) топтарының бір немесе бірнеше минералдары болады, сонымен бірге топырақ пен карбонатты бөлшектер болуы мүмкін. Сазда жыныстүзушы (породообразующим) минерал болып каолинит табылады, оны құрамы: 47 % (мас) (IV) кремний оксиды (SiO2), 39 % алюминий (Al2О3) және 14 % су (Н2O).

Al2O3 и SiO2 — саз түзушы минералдардың химиялық құрамының ең көп мөлшерін құрайды.

Саз бөлшектерінің диаметрі 0,005 мм кем; одан ірі бөлшектерден тұратын кендер лёсс ретінде жіктеледі. Балшықтар негізінде — сұр түсті, бірақ ақ, қызыл, сары, қоңыр, көк, жасыл, күлгін және тіпті қара түстері кездеседі. Түсін иондар-хромофорлар, негізінде 3 валентті темір (қызыл, сары түс) немесе 2 валентті темір (жасыл, көк түс) қамтамасыз етеді.

Саз құрамындағы минералдар

1.                Каолинит (Al2O3·2SiO2·2H2O)

2.                Андалузит, дистен и силлиманит (Al2O3·SiO2)

3.                Галлуазит (Al2O3·SiO2·H2O)

4.                Гидраргиллит (Al2O3·3H2O)

5.                Диаспор (Al2O3·H2O)

6.                Корунд (Al2O3)

7.                Монотермит (0,2[K2MgCa]0·Al2O3·2SiO2·1,5H2O)

8.                Монтмориллонит (MgO·Al2O3·3SiO2·1,5H2O)

9.                Мусковит (K2O·Al2O3·6SiO2·2H2O)

10.           Наркит (Al2O3·SiO2·2H2O)

11.           Пирофиллит (Al2O3·4SiO2·H2O)

Шығу тегі

Сазды кендердің негізгі көзі болып полевой шпат (породообразующих минералов из класса силикатов (Feldspat — от нем. фельд — поле и др.-греч. спате — пластина, из-за способности раскалываться на пластины по спайности) табылады атмосфералық құбылыстар әсернен оның ыдырауы кезінде каолинит және т.б. алюминий силикаттарының гидраттары түзіледі. Шөгінді тау жыныстарынан шығатын бірқатар саздар жоғарыда айтылған минералдардың жиналу процесі арқылы түзіледі, бірақ көпшілігі көлдер мен теңіздердің түбіне түсіп, су ағынымен әкелінген болып табылады.

Саз – жер қыртысының екіншілік өнімі, үгілу процесінің әсерінен тас жыныстарының ыдырау нәтижесінде түзілген шөгінді тау жынысы.

Қолданылуы

І. Кыша өндірісі

Саз көзеші, кірпіш өндірісінің негізі болып табылады. Саз су қоспасында,  әрі қарай өңдеуге дайын, қамыр тәрізді иілгіш зат болып табылады. Табиғи шикізат шығу тегіне тәуелді әртүрлі болады. Бірқатарын таза күйінде қолдануға болады, ал басқасын просеивать және әртүрлі бұйымдар жасау алдында  материал алу үшін араластыруға болады.

ІІ. Техникалық керамика

Техникалық керамика – химиялық құрамы берілген минералды шикізаттан және басқа да сапасы жоғары, беріктігі, электрлік қасиеттері (көлемді және беттік меншікті кедергісі үлкен, электрлік беріктігі мықты, диэлектрлік жлғалуы төмен) қажетті шикізат материалдарынан тұратын массаны термиялық өңдеу арқылы алынатын керамикалық бұйымдардың және материалдырдың үлкен тобы

ІІІ. Цемент өндірісі

Цементті өндіру үшін алдымен карьералардан әктас және саз алынады.

Әк тасты (мөлшерінен жуық шамада 75 %) ұсатады және сазбен (қоспадан шамалап алғанда 25 %) жақсы араластырады. Бастапқы материалдарды нақты дозамен алу оңай емес, ойткені берілген мөлшерге әк тас құрамы 0,1 % дәлдігімен алынуы керек.

Осындай қатынас арнайы әдебиеттерде «әктасты», «кремниялық» және «глиноземды» модульдер деген ұғымдармен анықталған. Бастапқы шикізат материалдарының геологиялық шығу тегіне байланысты химиялық құрамы үнемі ауыспалы, осыдан, модуль тұрақтылығын сақтау өте қйын. Қазіргі кездегі цемент зауыттарында автоматты анализ әдістерін қолданады.

Құрамы дұрыс, яғни таңдаған технологияға (құрғақ және сулы әдіс) сәйкес құрастырылған шлам айналмалы пешке (ұзындығы 200 м және диаметрі 2—7 м) енгізіледі және 1450 °C жуық — күйдіру температурасы деп аталатын температурада күйдіріледі. Осы температурада материал балқи бастайды (пісіріледі), клинкердің үлкен немесе кішкентай кесек (портландцементты клинкер деп аталады) ретінде пеш ішінен  шығады. Күйду процесі жүреді.

Осы реакциялардың нәтижесіндеклинкерлы материал түзіледі. Айналмалы пеш ішінен шыққан соң клинкер салқындатқышқа келіп түседі, онда ол 1300 дан 130 °C дейін тез салқындатылады. Салқындатылғаннан кейін біршама (максимум 6 %) гипс қосылып  клинкер ұсатылады. Цемент түйіршіктерінің өлшемі 1 ден 100 мкм аралығында. Оны «үлесімді беттік» деген ұғыммен суреттеген дұрыс. Егер бір грамм цементтегі түйіршіктердің ауданының қосындысын табатын болсақ, онда цементті ұнтақтаудың өлшеміне байланысты мынадай 2000 – 5000 см² (0,2—0,5 м²) мәндер болады. Цементтің үлкен бөлігі арнай ыдыстарда авто- және теміржол арқылы тасымалдайды. Барлық қайтадан тиеулер (перегрузка) пневмоматикалық тәсіл арқылы жүргізіледі. Цементтің аз бөлігі ылғал- және жыртылудан сақтайтын қағаз мешоктарында тасымалдап жеткізеді.

Дәріс материалын оқығаннан кейін білу қажетті негізгі түсініктер:

Бокситтер, Байер процесі, сулы ұнтақтау, кремний жою, бокситтерді сілтісіздентіру, алюмосиликаттар.

Өзін – өзі тексеру сұрақтары

1. Глинозем деген не?

2. Бокситтердің негізгі түрлерінің сипаттамсы.

3. Байер бойынша глинозёмді өндіру схемасы.

4. Саз құрамында қандай минералдар бар?

5. Саздың қолданылуы.