Мыстың қолданылуы және Қазақстандағы мыс зауыттары

Жоспар:                                                                    

I Кіріспе

        1.1 Мыс кентастары                                                                           3

II Негізгі бөлім     

        2.1Қазып алу                                                                                       3

        2.2Байыту                                                                                            4

        2.3Балқыту                                                                                          6

        2.4Арылту                                                                                           6

III Қорытынды

         3.1Мыстың қолданылуы және Қазақстандағы мыс зауыттары   7

 

IV Пайдаланылғын  әдебиеттер                                                             9                                        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мыс кентастары- құрамынан  мыс алынатын табиғи шикізат. Оның құрамына мысы бар 240-тан астам минерал  кіреді.Олардың ішінде өнеркәсіптік негізгілері мыналар:

-халькопирит CuFeS₂ (құрамындағы мыстың мөлшері 34%)

-борнит Cu₅FeS₄ (63,3%)

-ковеллин CuS (66,4%)

-халькозин Cu₂S (79,8%)

-малахит CuCO₃ * Cu(OH₂) (57,7%)

-азурит CuCO₃ *2Cu(OH₂) (55,3%)

-куприт CuO (88,8%) 

-хризоколла CuSiO₃ *2H₂O (36,1%)

-энаргит Cu₃AsS₄ (48,3%)

-брошантит Cu₄SO₄ * 6(OH) (56,2%)

-атакамит Cu₂CL(OH)₃ (59,5%)

Маңызы жағынан 2-орын алатын түсті металл - мысты өндіру, негізінен, шикізат көзіне бағдарланған. Бұл кен құрамында мыс мөлшерінің өте аз (0,5 -3,5%) болуымен түсіндіріледі. Бөлініп алынған бастапқы металды (мыс концентраты) одан әрі өңдеу электр энергиясын көп қажет ететіндіктен, көбінесе дамыған елдерде жүргізіледі. Мыс концентратын өндіруде Чили, АҚШ,Канада және Африкадағы Замбия мен Конго Демократиялық Республикасы ("мыс белдеуі") көзге түседі. Тазартылған мысты өндіруден АҚШ, Ресей, Жапония жетекші орын алады. Қазақстанның мыс өндірісінің де дүниежүзілік маңызы бар. Қазақстанда 2004 жылы 445 мың т тазартылған мыс өндірілді. Еліміздің бұл саладағы басты сауда әріптесі - Қытай.

Мысты өндіру процесі

Қазақмыстың пайдалануында 16 кеніш  бар. Олардың көпшілігі жерасты  кеніштері, десек те солардың арасында бірнеше ашық кеніштері де бар. Әдеттегідей, кеніштердің құрамында «сульфидті кен» мен әртүрлі қосарлы өнімдер  болады. Негізгі қосарлы өнімдер  болып табылатындар: мырыш, күміс  және алтын. Технологиялық процестің  қай сатысында болмасын қажетсіз материалдардың артып келе жатқан көлемдерінен айырудан, сульфидтік кенді өңдеуден және тауарлық металл алуға баса назар  аударылып отырады.

Қазып алу

1)Сульфидті кен жерасты кеніштерінен немесе жарылғыш материалдардың көмегімен бұрғылау-қопару жұмыстарын қолдана отырып ашық карьерлерден өндіріліп шығарылады.

2)Қуатты да зор экскаваторлар кенді жинастырып, самосвалдарға артады, олар болса кенді бастапқы үгітудің ұсатқыштарына тасымалдап отырады. Бастапқы үгіту тасымалдау жұмысын жеңілдету үшін кеніштің ішінде жасалуы мүмкін.

  

 

                                                         3

Бастапқы кен

 

                    1ұсату

   

 

 

 

 

Ұсатылған       

кен

                         2ұсату

 

2 сатылы ұсату схемасы

 

Байыту

1)Кен бірқатар үгіткіштерде қайта өңделеді де сумен араластырылады. Нәтижесінде кен паста немесе пульпа іспеттес өте майдаланған массаға айналдырылады.

2)Пульпа белгілі бір  минералдың бөлшектерін анықтап,  қаптайтын түрлі химиялық реагенттермен  араластырылады.

3)Айырылу процесіне қолдау  ретінде ерітіндіге сұйық «көпірткіш»  қосылады.

4)Ол пульпа флотацияның  бірнеше сатысынан өтеді. Сол  процестің нәтижесінде кен құрамында мырыш, мыс, қымбат металлдар секілді барлық бағалы компоненттер айырып алынады.

5)Флотациялаудың бірінші  сатысында (ұжымдастыра флотациялау), пульпа (реагенттермен) сорғылар  арқылы флотациялық ыдыстарға  жіберіліп, көпіршіктер пайда  болуы үшін ауамен бірге нығыздалады.  Барлық сульфидтік бөлшектер  көпіршіктердің бетіне жабысады  да олар аралықтарға түсіріледі.

6)Флотациялаудың екінші  сатысында (іріктемелі флотациялау)  құрамында түрлі металлдары бар  бағалы минералдар арнайы химиялық  түзілімдерді қосу жолымен бірінен-бірі  ажырайды. Ол химиялық түзілімдер  кейбір минералдар көпіршік беттеріне  жабысып, ал қалғандары қимылсыз  қала беруіне септігін тигізеді.

7)Көпіршіктер қойыла бастағанда, су жіберіледі. Осындай процестің  нәтижесінде жекеленген мыс және  мырыш концентраттары алынады,  олардың құрамы: 20-35% мыс, мыс пен  темірдің түрлі сульфидтері, сондай-ақ  алтын мен күмісті қоса алғанда,  шағын концентрациялардағы басқа  материалдар; және басқа да  ілеспе элементтермен шығатын  40-45% мырыш.

                                               4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                              Бағалы минералдар

 

 

 

 

         

                                                              Алтын,күміс,мырыш

 

 

 

Флотация схемасы

 

 

 

Флотация процесі

 

 

                                                         5

Балқыту

1)Мыс концентраты мен  флюс деп аталатын кремний  диоксиді Ванюков қазандығына  (пеш) толтырылады. 

2)Концентрат пен флюс  қайтара балқытылып, одан пештің  түбіне түсетін мыстан, темір  мен күкірттен тұратын штейн  алынады.Штейнге қорыту сульфидті мыс рудалары мен концентраттарды қайта өңдеудің негізгі технологиялық процесін тотықсыздандырғыш бейтарап немесе тотықтыру атмосферасында жүргізуге болады. Қалған темір, флюспен химиялық жағынан араласып, нәтижесінде ажыратуға болатын шлак алынады.

3)Концентраттағы күкірттің  бір бөлігі оттегімен араласады  да күкірт диоксидінен, оттегіден,  су мен азоттан тұратын қайтымды  газ түзеді. Күкірт диоксидінің  көпшілік бөлігі күкірт қышқылы  түрінде ауланады, күкірт қышқылы  зарарсыздандырылады не болмаса  әртүрлі жағдайларға қолдану  үшін сатылады.

4)Штейн деп аталатын  қалдық материалдың құрамында  40-60 пайыз мыс болады.

5)Балқытылған штейн конвертер  деп аталып жүрген балқыту  аппаратына тасымалданады. Ол  жерде қосымша крениземдік флюс  тағы қосылады да темір мен  күкіртті аластау үшін ауа  нығыздалып беріледі.

6)Алынған метариал «өңдеусіз  мыс» деп аталады әрі салмағына  қарай онда мыстың шамамен  99 пайызы болады.

Арылту

1)Өңдеусіз мыс арылту үшін пешке салынады. Мыстың бір бөлігін және қоспалардың көп бөлігін тотықтандыру үшін балқып тұрған мысқа ауа нығыздалып беріледі. Мышьяк пен сурьманың қалдықтарын аластату үшін флюс ретінде натрий карбонаты қосылады.

2)Оператор қоспалардың  құрамы қай кезде керекті деңгейіне  жететіндігін анықтау үшін материалдан  сынамасын таңдап алады.

3)Тотыққан мыстың құрамы мазуттың көмегімен азайтылады да мыстың құрамдылығы 99,5 пайыз болатындай өнім шығарылады. Ол қалыптарға құйылады. Алынған мыстың түрін «анод» деп атайды.Анодтық мыста 99,4-99,6%Cu мөлшері, ал қалғаны отпен тазартудан кейін қалған алтын, күміс, селен және теллурды қосқандағы қоспалар үлесіне тиеді. Осындай мысты міндетті түрде электролиз әдісімен тазартуға жатқызады. Мысты электролиттік тазарту процесінде екі негізгі мәселе шешіледі:зиянды қоспалардан терең тазарту және құнды компоненттердің ілеспелі мыстарын жолай алып тастау.Мысты электролиттік тазарту маңызы , электролиттік мыстан құйылған анодтар мен жұқа матрицалы- катодтарды кезек- кезек , электролитпен толтырылған ваннаға іліп, осы жүйе арқылы тұрақты токты өткізумен шектеледі.Электролизді ұзындығы 3-5,5,ені  1 және 1,2-1,3м  жәшік типті ішінен қышқылға төзімді  материалдармен шектелген ванналарда жүргізеді.Электролит ретінде CuSO₄   және H₂SO₄  ерітіндісі қызмет етеді.

                                                  6

4)Анодтар полимерлік-бетон ыдыстарға салынады. Әрбір анодтың жанына катод деп аталатын мыстың жіңішке қаңылтыры қойылады. Сол мыс қаңылтырлары арқылы электр тогы өткізіледі – анод оң электрод болып табылады, ал катод теріс электрод.

5)Ыдыстар анод пен катодтың арасында электр тогының өткізгіші ретінде роль атқаратын мыс сульфатының қышқылды ерітіндісімен толтырылады. Анодтардың электролиттік еруі жүреді, яғни  Cu²⁺ иондары ерітіндіге айналады, ал катодтарда осы иондар, оларда таза мыс қабаты түзе шөгіп, разрядталады.Қоспалардың бір бөлігі электролитте қалады, ал Au,Ag,Se,Te,Pb,Sn,Pt сияқтылары қалдық шламға ыдырайды, оны ваннадан түсіреді де бағалы металл ала отырып, қайта өңдейді.Анодты еріту 20-30 тәулікке созылады, катодтарды 6-12 тәуліктен кейін түсіреді.Катодтардың бір бөлігін тұтынушыларға жөнелтеді, ал негізгі көлемін құйма кесектер мен құйылған дайындамалар алу үшін қайта қорытады. Катодтарды шарпыма және шахта пештерінде, электр доғалы және индукциялық пештерде табиғи  газбен жандыру арқылы қорытады.

7)Катодтар тазалығы 99,95-99,99 пайыз болатын мыстан тұрады. Шламдар қымбат металлдар зауытына тасымалданып, сол жерде олардан тауарлық металлдар алынады.

Қолданылуы:

Электротехникада

Өзіндік өте төмен кедергілік қасиетіне сәйкес мыс электротехникада күшті кабельдерде, энергия сақтайтын  орамдарда және де күшті трансфарматорларда  қолданылады.

Жылуалмасу

Мыстың тағы бір қасиеті- өте жоғары жылу өткішгіштігі.Бұл  қасиетіне сәйке жылу бөлінетін  және де жылу беретін,жылыту радиаторларында, кондиционерлерде қолданылады.

Құбыр өндірісінде

Өте жоғары механикалық  мықтылығына сонымен қатар  механикалық  өндеуге тез келетініне сәйкес дөңгелек мыс құбырлары сұйықтар мен газдарды тасымалдауға су құбырларының ішкі системаларында жылыту жүйелерін газбен жабдықтау , кондиционер құрылғыларында,  суыту  агрегаттарында пайдаланылады. Көптеген елдерде осы жағдайлар үшін мыс  құбырлары маңызды болып табылады. Франция, Ұлыбритания және Австрияда  ғимараттарды газбен қамтамасыз ету  үшін, АҚШ, Швеция және де Гонконгта сумен қамтамасыз ету үшін, Ұлыбритания мен Швецияда жылыту үшін қолданылады. Сонымен қатар мыстан жасалған құбырлармен құймалар, кеме жасаумен және де энергетикада ,су мен буды тасымалдауда қолданылады.

Басқа жерлерде қолданылуы

Медицинада мыстың бактерицетті қасиетін пайдалану қолға алынуда.Ғимараттардың  төбелері мен маңдайшаларына мыстан жаалған қаңылтырларды пайдалану 100-150 жылға дейін жетеді.

 

                                                     7

Жезқазған өңірінде  үш кен байыту фабрикасы орналасқан(70% өндіріледі):

1)Жезқазған №1

2)Жезқазған №2

3)Сәтбаев

Жезқазған мыс балқыту зауыты мыс  өнеркәсібінің ірі кәсіпорыны. Академик Қаныш Сәтбаевтың 1935 жылы Жезқазғанның жер жүзілік маңызы бар мыс  байлықтарын пайдаға асыру жолындағы  ғылым ойы мен көрегендігі  нәтижесінде  туған  идеясы  негізінде  1966  жылы  Жезқазғанда  жаңа  мыс зауытының құрылысы басталды.Ол 1971 жылы пайдалануға беріліп, сол  жылдың ақпанында алғашқы катод  мысын берген күнінен зауыттың жаңа тарихы басталды. Жылына орта есеппен 250 мың тонна таза мыс өндіріледі. Негізгі өнімі – тазалығы 99,99% бағаланған катод мысы халықаралық  рынокта жоғары сұранысқа ие.

Орталық аймақтағы минералды шикізатты өңдеуші зауыттар(15%):

1)Балқашта

2)Қарағайлы

3)Нұрқазын 

Балқашмыс тазартылған мыс, асыл және сирек кездесетін металл үгінділерін, қорғасын мен мырыш және де темір  концентраттарын шығарады.

Шығыс аймақта орналасқан кен байыту зауыттары(14%):

1)Орлов

2)Белоусов 

3)Ертіс

4)Николаев