Зерттеулерді жүргізуге кеткен шығындарды есептеу
КІРІСПЕ
Қазіргі уақытта Қазақстан жеңіл металл-алюминийдің негізгі өндірушілерінің бірі болып
Экономиканың әр түрлі салаларында алюминийді қолданудың барынша өсу қарқыны
Алюминий өндірісі әр түрлі бокситті жерлерде құрылатын глинозем шығуына
Қазақстандағы бокситтердің пайда болуы 30-шы жылдардың басынан белгілі; кең
Осы дипломдық жұмыста Қазақстан республикасындағы әр түрлi өлкелерiнде бокситердің
Бокситтер мен глиноземді өндіріс - темір құмдарының өндіріс өнімдерін
Лабораториялық шарттарда темiрлi құмдардың өңдеуiн темiрлi концентратты ерекшеленуге мүмкiндiк
Гидротермалды әдіспен темір құмдарын өңдеудің технологиялық сұлбасы ұсынылған.
Экономикалық бөлiмде темiр құмдарын тазартуды кешендi технологиясының өңдеу шығынын
Еңбектi қорғау бойынша дипломдық жұмыстың бөлiмiнде Қазақстан Республикасының еңбектi
Темiр құмдардың өңдеуiн игерiлген кешендi технологиясы темiр концентраттың ұтымды
Дипломдық жұмыстың мақсаты, негізгі тапсырмалары және алынған нәтижелері
Глинозем өндірісінің темірлі құмдарын өңдеудің, темірлі концентратты, сілтілі -
Негізгі тапсырмалар:
- глиноземді өндрісінің темірлі құмдарының ұсынылған сынамасын алу;
- химиялық, минералдық, спектралдық, рентгенқұрылымдық құрамын анықтайтын зерттеулерге сынаманы
- темірлі құмдарды күйдіргіш сілтілі ерітіндімен автоклавты шаймалаудың тиімді
- шаймалау өнімдерінің мөлшерлі және сапалы құрамын физика-химиялық зерттеу
- сілтілі-алюминатты ерітіндінің кремнийсіздендірілуінің шарттарын таңдау.
Анықталатын нәтижелер:
- темірлі құмдарды күйдіргіш - сілтілі ерітіндімен автоклавты шаймалаудың
Жаңалығы. Алғашқы рет Na2O - Al2O3 - SiO2 -
Жоспарланған зерттеулердің актуалдығы. Алюминий тотығы мен силикатты шламды алу
Ғылымдық және тәжірибелік маңызы. Алғашқы рет темір тотығын алу
1 Әдеби шолу
1.1 Алюминий және кен минералдарының технологиялық сипаттамалары
Алюминий кең таралған металл және жер қабыршығының массасының 8.8
Қазақстанда глинозем және металлды алюминий өндiретiн кәсiпорындардың пайда болуы
Алюминийдің ең маңызды минералдары: табиғатта алюминий тек әр түрлi
(Na, K)2O*Al2O3*2SiO3,криолит (Na3AlF6), сподумен (Li2O*Al2O3*4SiO2), берилл ( 3BeO*Al2O3*6SiO2) және
Табиғатта корунд таза түрінде аз кездеседі. Кәдiмгi мөлдiр емес
Диаспор, бемит және гиббсит глинозем, электр корунд, глиноземді цемент
Алунит глиноземді, калий сульфатының сұр қышқылын және басқа бағалы
Нефелин табиғатта кейде апатитнефелинді жыныстар құрастыра, апатитпен бiрге ұшырасады.
Криолит - алюминий электролизерлерiнің электролитiнің негiзгi компонентi ретінде қолданылатын
Алюминий кендерi: алюминий минералдары өнеркәсiптiк пайда болған жерлерiн құру
Алюминийдің өте маңызды кендерi болып мыналар табылады: бокситтер, нефелиндер,
Бокситтер - алюминийдің гидроксидтерінен тұратын тау жыныстары: бiрсулы (диаспоралар,
Одан басқа, бокситтерде темір минералдары (гематит, кейде пирит, гидрогематит,
Бокситтердің бөлінуі: гиббситті, гиббсит - бемитті, бемит - диаспоралы
Боксит түрі жынысының жасымен анықталады. Ең ежелгі болып диаспоралы
Al2O3 және кремний модулі құрамына байланысты бокситтер 1 кестеде
1кесте
Бокситке стандарт (ГОСТ – 30558-98)
Марка Сорт Al2O3 құрамы , % аз емес
Б-00
--
50
12,0
А-16 маркасында глинозем, электрокорунд, глиноземді цемент
Б- 0
--
50
10,0
Тағы, А- 15 және А- 14 маркасында
электрокорунд
Б- 1
--
48 8,0
А-14 маркасында глинозем, электрокорунд
Б-2
--
43
6,0
Оған қоса
Б-3
I
II 45
35 5,0
5,0 Глинозем
-
Б – 4 I
II
III
43
42
40 3,9
3,0
3,0 --
--
--
Б – 5 - 48 2,6 Глинозем, отқа шыдамды,мартенолік
Б – 6 I
II 45
37 2,0
2,0 Отқа шыдамды, мартенлік өндіріс
Мартенолік өніріс
Ең алдымен, бокситтердiң сапасын айқындауда оларда глинозем және кремнеземнiң
Бокситтегi SiO2 ге Al2O3 салмақты қатынасы кремний модулі немесе
Қазақстанда өнеркәсiптiк шикiзат деп µкр= 3÷5 болатын бокситтер есептеледі.
1.2 Қазақстанда бокситтің пайда болуы
Бокситтер және отқа шыдамды саздардың олжасы бойынша өнеркәсiптiк масштабында
Негізгі кен минералы гиббсит; болмашы кен минералы – корунд,
Белинский кенорны: Торғай облысының Батыс Торғай бокситті ауданының солтүстік
(10- 23 %), корунд (1-5 %), кварц (до 3
2005 жылдың жағдайы бойынша Белинский кенорынындағы балансты қорлары 24,0
Аятский кенорны: Батыс Торғай бокситті ауданының солтүстік бөлігінде орналасқан.
Негізгі кен құраушы минералдар: бемит, диаспор, гиббсит, каолинит, гетит,
Бокситтердің кенорны бойынша орташа химиялық құрамы (%): Al2O3
Қазіргі уақытта Аятский кенорнын iс жүзiнде бiтiрген. 2005 жылдағы
Краснооктябрьский кенорны Батыс Торғай бокситті ауданының орталық бөлігінде орналасқан
Негізгі кен құрушы минералдар: гиббсит, гидрогематит, гематит, және каолинит;
Бокситтердің химиялық құрамы компоненттердің барынша тербелістерімен сипатталады: орташа есеппен
1998 жылдан «Қазақстан алюминийы» АҚ - да Краснооктябрь жаңа
Соңғы 5 жыл аралығында Красногор кен орнының өнімділігі алты
1.3 Бокситтердің өңделуінің қазіргі технологияларын талдау
Глинозем өндірісінің шикізаты сiлтiсiз және сiлтiлiкке жiктеледi. Бiрiншiсіне: бокситтер,
Глиноземнiң барлық белгiлi өндiру тәсiлдерi бүгiнгi күнде қышқыл, сiлтiлiк
Сондықтан, кәсiпорындарда қазiр түгелдей дерлiк глинозем сiлтiлiк әдiстермен алынады.
- Байер тәсілі;
- күйежентектеу тәсілі;
- құрамдастырылған тәсіл (параллель және тізбектей нұсқада Байер және
- Пономарев – Сажин гидрохимиялық әдісі.
1.3.1 Байер әдісі
Ең алдымен, бокситтiң сапасын айқындау кезінде глинозем және кремнеземнiң
Жуылған және қоюланған қызыл шлам күйежентектелу цехіне бағытталады, ал
Ыдырап болғаннан кейін (60 - 89 сағ) алынған алюминий
Жуылғаннан кейін қалған аналық алюминатты ерітіндіні (ак - ерітіндідегі
Каустикалық сілтінің концентрациясын көтеруімен соданың ерігіштігі төмендейтін болғандықтан соданың
Байер әдiсi бойынша глиноземнiң өндiрiстерiн негiзде Аl2О3 - тi
Байердің қазіргі заманға сай класикалық сұлбасы 1суретте бейнеленген
Бокситті
Al2O3 * nNa2Oқат+2OH-p шаймалау
Al2(OH)2-6p+ Na2Oc
2Al(OH)-4p
2Al(OH)3қат
Н 2Oс
1 сурет. Байер процесінің сұлбасы
Академик В.Д.Пономаревпен және оның қолдаушыларымен алюминийды гидроксидтiң ерiтiндiлерiнiң бокситтердiң
Атмосфералық қысымда әктастың қосымша жолымен автоклав өңдеуi және кремнийсiздендiрулерi
Политехникалық институт С.И. Кузнецовоның басшылығымен Оралға Краснооктябрьск кенорнының бокситтерiнiң
[19 ] 66, 7 % құрайды.
Бокситтердiң олардың күйдiруi, суу, магниттi сепарацияны, шаймалау және қызыл
Бұл жерде жұмыстардағы флотацияның бокситтерiнiң сөндiруi зерттелген. жұмыста материалдың
Жұмыс [25] бойынша тотықтырғыш атмосферасындағы бокситiнiң күйдiруiн ұсынылады 5-15
Бокситтердiң гидрометаллургиялық каустикалау сидериттеу әдiсi бар болады. Осы әдiстiң
Бокситтiң сидериттеу өңдеудiң технологиялық варианттарының бiрi қыздыру каустификациясы болып
Жұмыстардағы қосымшалардың кальций және құрамында корунд бар қолданумен жымдасуды
Жұмыстың авторлары пульпаның келесi классификациясы бар сырт ерiтiндiсiндегi бокситтiң
Төмен сапалы бокситтердiң өңдеуiн бiр олардың перспективалы әдiсi бокситтердiң
1.3.2 Күйежентектеу тәсілі
Күйежентектеу тәсілімен бокситті алюминийдің кез келген минералогиялық түрімен және
Күйежентектеу тәсілі кремнезем мен темірдің құрамы жоғары болатын бокситтерді
Күйежентектеу дегеніміз – ол сулы немесе құрғақ тәсілмен ұсақталған
Алюминий тотығын жақсы еритін натрий алюминатына, ал кремнийдің екі
Бұл әдістің негізі бокситті содамен және әк тасымен күйежентектеу
Алюминий құрамдас жыныстары әк тасымен және кальцийленген содамен жоғары
Күйежентектеу процесі жиынтық теңдеумен сипатталады:
xNa2O Al2O3* ySiO2*z H2Oқат+ 2y CaCO3+ (1-x) Na2CO3қат=
= 2NaAlO2қат+y (2CaO*ySiO2)қат+ (2y-x+1)CO2газ+2H2Oб
Реакцияның соңғы өнімі суда жақсы еритін натрий алюминаты және
Қазіргі кездегі әлемдік тәжірибеде алюминий тотығын құрайтын содалы-әктастық шихталарды
1) материалды кептіру (200-250 0С дейін);
2) сулы минералдарды дегитрациялау (400-600 0С);
3) әк тасын ыдырату (декарбонизация) (900-1000 0С);
4) шихта тотықтарының арасындағы химиялық әрекеттесуі (1200-
1300 0С) және күйежентектің құрылуы.
Пештегі материал тегіс қабатпен жылжу керек, қалыпты күйежентек пештен
Шихтаның күйежентектеуге қатынасын сипаттайтын негізгі көрсеткіштердің бірі – ол
Алюминий тотығы ерігіш натрий алюминат түрінде, ал кремнезем –
Күйежентектің сапасы алюминий тотығы мен сілтінің салыстырмалы мөлшерімен сипатталады,
Күйежентектелу пешіндегі күйежентекті мұздатқышқа төгеді, ол жерде шамамен 80
Күйежентекті ыстық сумен ұсақтайды және шаймалайды. Шаймалау кезінде натрий
Кремнийсізденген алюминатты ерітіндіні Байер процесіндегі алюминатты ерітіндімен қосады, ерітінділердің
Алюминий тотығын өндіретін технологияда кальциндеу процесі аяқтайтын стадиясы болады.
Күйежентектелу процесінде алюминатты ерітіндіден алюминий гидрототығы бөлінетін тағыда басқа
Келесі стадиялар алдынғы сипаттамаларға сай келеді.
Тұнбаға түскен алюминий гидрототығын содалы ерітіндіден бөліп алады, жуады
Өзекті содалы ерітіндіні гидрототықты жуған жуғыш сулармен бірге шихтаның
Жалпы күйежентектелу – капиталдық және жұмсалатын шығындары аз болатын
1.3.3 Құрамдастырылған тәсіл
Алюминий тотығын шығаруға бөлек қолданылатын белгілі кәсіпті сілтілі тәсілдерінде
Жоғарыкремнийлі бокситтерді өңдеу үшін Байер әдісін қолданған зерттеулер құрамдастырылған
Сондықтан тәжірибе жүзінде төмен сапалы бокситтерді өңдеу үшін тек
Бұл жағдайдағы төменкремнийлі бокситтің негізгі массасы жоғарыкремнийлі бокситтің белгілі
Кремнийсызданған алюминатты ерітінді Байер тарамында алынған ерітінділермен бірге қайта
Сонымен, паралель сұлба бойынша бокситтердің өңделуі Байер тарамында жұмсалатын
Паралель сұлба бойынша жұмыс істеген кезде алюминатты ерітінділерді қайта
Құрамдастырылған тәсілінің тізбектеп келе жатқан варианті күйежентектеудің әдістерін ары
Сұлбаға сай бокситті Байер әдісімен өңдейді, бокситте кремнеземнің құрамы
Алюминатты ерітіндінің қоспасын қайта композициялауға жібереді. Қайта композициялаудан кейін
Жоғары кремнийлі бокситтерді өңдеу үшін қолданылуы тізбекті сұлбаға бокситтегі
Шихтаның құрамына артық темір тотығын екікальцийлі ферритпен
2СО* Fe2O3 байланыстыру үшін әктасының қосымша мөлшерін қосқан кезде
Жоғарытемірлі шихтаны тотықсыздандырғышпен күйежентектеу варианті бар.
Байердің тізбекті вариантының кемшілігі – шикізатты екі сатылы өңдеумен
1.3.4 Пономарев - Сажиннің гидрохимиялық тәсілі
Кез келген алюмосиликатты породаларды әктасы болатын NaOH мықты ерітіндісімен
NaAlSiO4қат+ CaOқат + H2Oс + OH-е = NaCaHSiO4қат+ AlO-2е
Шаймалау үшін ерітіндінің каустикалық модулі 25 тең болған кезіндегі
Шаймалаудан кейінгі ерітінді автоклавта 5 - 7 г/дм3 SiO2
Өзекті ерітіндіні (αк=30) алюмосиликатты кеннің шаймалануына бағыттайды, ал қатты
10 - 12 сағат ішінде өңделеді. Нәтижесінде ерітіндіге сілтіні
Пономарев-Сажиннің гидрохимиялық тәсілі тәжірибелік зауыттық сыннан өтті.
Сонымен әдебиеттік шолу келесідей қортындыларды жасауға мүмкіндік берді:
- негізгі алюминий құрамдас минералдар корунд, гиббсит, диаспор, бемит,
- алюминийдің маңызды кендері бокситтер, нефелиндер, алуниттер, кианиттер, көмірдің
- Қазақстанда бокситтердің келесідей кенорындары бар: Белинский, Аяттық, Тозғайлық,
- бүгінгі таңда алюминий тотығын өндіретін барлық белгілі тәсілдерді
- әдебиеттік мәлімдердің критикалық талдануы кондициялық емес алюминий тотығын
Сол себептен бокситтерді және темірлі құмдарды өңдеу үшін бізбен
Кальций тотығын енгізумен темірлі құмдарды жоғарытемпературалы күйдіргіш сілтімен шаймалаудың
2. Тәжірибелік бөлім
2.1 Қазақстан Республикасындағы Павлодар алюминий зауытында алюминий тотығын және
Бізбен Павлодар алюминий зауытының темірлі құмдарын өңдейтін технологиялық сұлба
Әдеби шолудағы нәтижелермен келісіп темірлі құмдарды қазіргі кезде үйіндіге
Павлодар алюминий зауытының жұмысының масштабындағы темірдің жүздеген тонналары металлургиялық
Осы мақсатпен Павлодар алюминий зауытының темірлі құмдарын өңдеу бойынша
Қазіргі таңда Павлодар алюминий зауытының темірлі құмдарын сулап ұсақтау
Темірлі концентратты, сілтілі-алюминатты ерітінді мен кальций силикатын бөліп шығаруға
Сол мақсатпен біріншіден темірлі құмдардың құрылымы мен құрамы зерттелді.
2.2 Темірлі құмдардың физика-химиялық құрылымын және құрамын химиялық, минералогиялық,
2.2.1 Темірлі құмдардың құрамын химиялық әдісімен зерттеу
Павлодар алюминий зауытынан Байер процесімен бокситтерді шаймалау кезінде сумен
Байер әдісі бойынша темірлі құмдарды шығарумен алюминий тотығын өндіру
Боксит
Ұсақтау
Біркелкілеу
Сулап ұсақтау
Темірлі құмдар
H2O
Жуу
Сүзу
Сумен жуу
(Na2O3- 180 г\дм3) қатты фазасы
Классификация Сүзу
Шлам су өн.бі
Ірі фракция
Сүзу
Үйінді
Салқындатылу
Декомпозиция
Гидратты қойыртпақ
Классификация
Ұсақ
Қоюландыру
Гидрат п-па Өзекті е-ді
Уландырып сүзү
Уландыру
Бақылау сүзгі
Сусыздандыру
Айналыа ер-сі Айналым содасы
2 сурет. Темірлі құмдарды шығарумен алюминий тотығын Байер тәсілімен
Біздің зерттеулердің басты мақсаты темірлі құмдардың таңдап алынған сынамалардың
Осы мақсатармен темірлі құмдарды кептіруге, ширектеуге, біркелкілеуге және бөлшектеуге
ИЕ-МИКРО - 33 аппаратында қажетті өлшемге 0,05 мкм дейін
2 кесте
Темірлі құмдардың химиялық құрамы
Атауы Na2O Al2O3 SiO2 Fe2O3 CaO CO2 SO3 FeO
Бастапқы фракция, % 0,6 14,3 5,6 55,0 5,1 9,6
(-0,15), % 0,81 10,2 5,3 69,7 3 2,5 2,55
Кестеде келтірілгендей темірлі құмдардың сынамаларыдың ірілігі кішірейген сайын Fe2O3
Минералогиялық талдауды жүргізу үшін сынамалар ұнтақталмады, мұнда аса ірі
2.2.2 Минералогиялық талдау әдісімен темірлі құмдардың құрамын зерттеу
Сынамалардың минералогиялық зерттеулері 320Х ұлғайту кезінде МИН-8 микроскобында
Орташаланған сынамалардың минералогиялық құрамы келесідей болады. Сынамалардың негізгі мөлшері
Сынаманың құрамында гетит HFeO2, негізінен ұсақ дисперсті түрінде болады.
Магнетит FeFe2O4 - изотропты, сәл қоңырлау реңді болып келеді.
Гиббсит Al(OH)3 – түссіз, анизотропты, қос сынғыштығы төмен. Сыну
Каолинит Al4Si4O10(OH)8 - түссіз, анизотропты, қос сынғыштығы төмен, сынамада
Сидерит FeCO3 - түссіз, анизотропты, қос сынғыштығы өте жоғары.
Кварц α-SiO2 - түссіз, анизотропты, қос сынғыштығы орташа. Бір
Хлориттер топтарының минералы шамозит (Mg, Fe+2, Fe+3)5Al(Si3Al)O10(O, OH)8 –
- 0,15 фракцияның cынамасы аса майда фракциясы (-0,15) сәйкес
Төменде 3 және 4 суретте бастапқы орташаланған сынамалардың микросуреті
100х ұлғайту
1 - пирит FeS2;
2 - магнетит FeFe2O4;
7 - шеллак (брикеттеуге арналған материал).
3 cурет. Бастапқы орташаланған сынамалардың микросуреті
200х ұлғайту
1- пирит FeS2;
2 - магнетит FeFe2O4;
4 - ұсақдисперсті гематит Fe2O3;
4 сурет. Бастапқы орташаланған сынамалардың микросуреті
Түйіршіктің құрылымы, 200х ұлғайту
200х ұлғайту
Суреттегі сандық көрсеткіштер келесі минералдарды бейнелейді:
1- пирит FeS2;
3- кристалдық гематит Fe2O3;
4- ұсақдисперсті гематит Fe2O3;
7- шеллак (брикеттеуге арналған материал).
5 сурет. Темірлі құмдардың (- 0,15) фракциясының микросуреті
2.2.3 Инфрақызыл спектроскопия әдісімен темірлі құмдардың құрамын зерттеу
ИҚ-талдау дисперсивті және Фурье-түрлендірілген спектрометрлерде жүргізілді. Фурье түрлендіруін қолдану
ИҚ-өлшеудің қысқаша техникалық сипаттамасы.
Темірлі құмдардың спектрлері терезесі KRS-5 вазелин майларының суспензия түріндегі
Орташаланған сынамалардың ИҚ-спектроскопиялық талдауы келесі минералдардың барын көрсетті:
Сидерит FeCO3 - 1801, 1414, 868, 736 см-1.
Кальцит CaCO3 - 1414, 712 см-1.
Гиббсит - γAl(OH)3 - 3524, 3443, 3391, 3372, 1031,
Каолинит Al4[(OH)8 | Si4O10] - 3692, 3650, 3618, 1031,
Гематит α-Fe2O 3 - 540, 471 см-1.
Кварц - α-SiO2 - 1174, 1084, 798, 471 см-1.
Толқындық сан 327 см-1 кезінде силикаттар мен карбонаттар үшін
Орташаланған сынамалардың инфрақызыл спектрі 6 суретте келтірілген.
6 сурет. Орташаланған сынамалардың инфрақызыл спектрі
Сынама фракциясы (-0,15) аса майда сынамалар алдыңғы сынамаға ұқсас
3 кесте
Инфрақызыл спектрінің орташаланған сынама мәні
Сидерит FeCO3 1801, 1420, 871, 736 см-1
Кальцит CaCO3 1420, 871, 712 п см-1
Кварц - α-SiO2 1164, 1086, 797, 779, 469, 396
Гематит α-Fe2O 3 548, 469 см-1
Гиббсит - γAl(OH)3 3525, 3443, 3391, 3371, 1033, 797,
Каолинит Al4[(OH)8 | Si4O10] 3693, 3653, 3618, 1033, 1010,
Бастапқы орташаланған сынамаға қарағанда бұл сынамада гиббситтің, каолиниттің және
Сынама фракциясының (-0,15) инфрақызыл спектрі 7 суретте келтірілген.
7 сурет. Сынама фракциясының (-0,15) инфрақызыл спектрі
2.2.4 Темірлі құмдардың құрамын рентгенофазалық, сапалы және жартылай мөлшерлік
Біздің зерттеулерде рентгендік дифрактограммалар D8 ADVANCE («BRUKER» фирмасы) дифрактометрмен
40 мА/35 кВ болатын кобальтты түтік қолданды, детектор алдындағы
0,2 мм болады. Алынған дифракциондық суреттер EVA программасымен өңделді.
Темірлі құмдардың берілген барлық фракциясының рентгенофазалық жартылай мөлшерлік талдаудың
4 кесте
Орташаланған бастапқы сынама
Гематит
Гиббсит Al(OH)3 8.47
Геотит Fe+3O(OH) 8.62
Магнетит Fe3O4 6.19
Хлорит серпент (NR) (Mg,Al)6(Si,Al)4O10(OH)8 8.94
Кварц SiO2 5.8
Сидерит FeCO3 8.14
Кальций сульфат CaSO4 3.7
Кальций корбанат CaCO3 8.49
Каоинит Al2Si2O5(OH)4 7.04
Маркасит FeS2 2.58
Андрадит Ca3Fe2+3(SiO4)3 2.58
Сынама фракциясы (- 0,15)
Гематит Fe2O3 30.26
Магнетит Fe3O4 9.3
Ион оксид гидроксид FeO(OH) 9.5
Кварц SiO2 5.06
Каолинит Al2Si2O5(OH)4 5.03
Хлорит серпент (NR) (Mg,Al)6(Si,Al)4O10(OH)8 8.56
Кальцит CaCO3 2.86
Кальций сульфаты CaSO4 9.57
Гиббсит Al(OH)3 12.6
Пирит FeS2 5.
Ферофустамит Ca0.82Fe0.18SiO3 2.6
2.2.5 Бокситтің темір кұраушысын бөлу бойынша зерттеулер
Белгiлi жай, сөндiрудiң нәтижелерiне, қатар минералдардың ашылуын толықтықпен, маңызды
Ауа тазартудың технологиясын дамытулары үшiн әр түрлi фракциялар бойынша
Бұл тәуелділік ірілік класында 1. Fе2О3 және 2. FеО
8 сурет. Тәуелдiлiк iрiлiк класынан бокситтегi мазмұны
9 сурет. Тәуелдiлiк (1) карбонаттардың мазмұны және iрiлiк класынан
Тасты және сазды бөлiкшелер iрiлiк кластары бойынша қоспалардың минералдарының
Бастапқы Краснооктябрьск бокситi тастыға және сазды бөлiкше бөлiнедi. Зерттеулер
5 кесте
Әр түрлі фракциялардағы карбонаттар мен күкірттің қосылуы
Ірі сынып, мм Шығатын сынып, % Мазмұны, % (масс.)
SO3 СО2 Fе2О3 Аl2О3
-1+0,63 16,8 0,55 3,5 30,1 43,6
-0,15 13,5 0,20 0,7 20,0 41,1
Эксперименталдi мәлiметтердiң талдауы күкiрт және карбонаттар мм фракция (+0,
Көрсетiлген 5 кестеде мәлiметтердi қоспа шоғырландырған өте iрi фракциялар
Зерттеулердiң мақсаты - ерiтiндiге глиноземдi шығаруын зерттеу, шлам коэффициентi
Темір қосылыстарының мазмұны ұсақтауды дәреже пропорционалдыққа үлкейдi. Ерекшелiк шламның
Боксит фракцияларыдан ерiтiндiге карбонаттардың өтiуі бұл турасында, онда өте
10 - cуреттен бокситтiң ұсақтаулары шара бойынша ерiтiндiге карбонаттарының
10 cурет. Бокситтiң iрiлiк класынан ерiтiндiге карбонаттардың шығаруының тәуелдiлiгі
Боксит және оның шламының түйiрөлшемдiк құрамы 11 сурет шаймалаудан
11 cурет. Тасты бокситтiң бiр бөлiгiнiң түйiрөлшемдiк құрамы және
Шаймалаулар көрiнгендей көрсетiлген мәлiметтер, процессте шламдағы (-2+1) мм фракцияның
Негiзінде өткiзiлген лабораториялық зерттеулер шаймалауында алынған бастапқы бокситтiң ұтымды
- ерiтiндiге алюминийдың оксидiнiң максимал шығаруы;
- ең төменгi жоғалтулар қатты фазамен сiлтiсіздендіру;
- ерiтiндiге бокситтiң қоспаларын ең төменгi өткелі;
- қатты фазаға және темір концентраттарын біріктіру.
Шамамен гранулометриялық және химия құрамын құрайтын технологиялық үдерiс
Ерекшеленгенi темiрлi құрайтын жоғары да келтiрiлген құрамның бокситiнiң минералогиялық
Сынақта - зерттелген өтетiн жарық байқалған:
- гематит - негiзгi бөлiгi майда бөлшектенген гематитпен және
- гетит - HFeO2 жұқа - дисперсиялық түрде және
- гиббсит - Al (OH )3
- майда бөлшектенген қабыршақ тұратын пластинкалардың түрiндегi каолинит -Al4Si4O10
- сидерит - мүлтiксiз дәнекерленгендiгi бар iрiлi-уақты түйірлердiң түрiндегi
- CaCO3 ақтас, жақсы мүлтiксiз дәнекерленгендiк көрнектi;
- кварц SiO2-жеке iрi астықтармен елестеткен;
- топтың минералдары хлоритты (Mg,Fe+2,Fe+3)5Al (Si3Al)O10(O,OH)8.
шамозитi шамамен.
Шағылған және өтетiн жарық зерттелген типыл шлифта FeS2 -дiң
Сонымен қорыта келсек Қазақстандағы әртүрлі кенорындарындағы бокситтердің минералдық ерекшеліктерін
Шаймалау, кремнийсіздендіру процестері кезіндегі әртүрлі кен орындарындағы бокситтердің қоспалары
3 Темір құмдарын тазартудың зертханалық тәжірибелері
Темірлі құмдардың өндірілуі келесі сұлбада ұсынылған
CaO
T= 2800 C
CNa2O- 400г/дм3
Т- 60 мин.
12 сурет. Темiрлi құмдардың өңдеуiн технологиялық сұлбасы
3.1 Магниттiк сепарация арқылы жүзеге асыру процесi
Ашу алдындағы орташаланған сынаманың құрамындағы Al2O3 - 14,3 %;
Магнитті сепарация нәтижесінде 26 г мөлшерінде магниттік теміркенді концентрат
Al2O3 - 0,9 % ; SiO2 - 0,5
Алынған темірлі концентраттың рентгенфазалық талдауы бойынша құрамында магнетит (FeO*
Сонымен, алдынала жүргізілген магнитті сепарация нәтижесінде 84,0% темір тотығын
Құрамында SiO2 - 8,6 % ; Al2O3 - 27,6
Na2O - 0,27 % болатын магнитсіз фракцияны гидротермалды автоклавты
3.2 Магнитті сепарация және гидротермалдық автоклавтық шаймалау арқылы темір
Бастапқы шикізатты температурасы 250 – 280 0С болатын кальций
- 280 0С, ұзақтылығы – 2сағ.
Кальций тотығы тиімді кремнийсіздендірілген қоспалардың бірі болып табылады. Кремнеземнің
Процесс келесі реакция бойынша сипатталуы мүмкін:
Na[AlSiO4*Fe2O3] + Ca(OH)2+ NaOH + H2O = NaCa[HSiO4*Fe2O3] +
Сүзіп алынғаннан кейін сілтілі-алюминатты ерітінді және автоклавты шлам алынды.
(4)
Алюминий тотығының бөлініп алынуы 96,4 % көрсетті.
Алынған сілтілі-алюминатты ерітіндісі глинозем өндірісіне бағытталады.
Сүзуден және сілтісіздендіруден кейін түзілген автоклавты шламың реакциясы:
Na2O*2CaO*2SiO2*Fe2O3*nH2O + H2O= 2CaO*2SiO2*Fe2O3+ NaOH
Содан кейін құрылыс материалдарын шығаратын өндіріске жіберіледі. Автоклавты шламның
Автоклавты шламды бес рет қайтара жуылғаннан кейін алынған өндірістік
Жүргізілген тәжірибелік зерттеулердің нәтижесінде бізбен магнитті сепарацияны және автоклавты
Аппарат люктермен, үш жүрiстi краны бар манометрмен, мембрана түрiнiң
Темірлі құмдарды өңдеудің осы әдісін Павлодар алюминий зауытында
13 сурет. Шаймалауға арналған тiк тұрақты автоклав
1 - люк; 4 - кереге; 5 - барботерге
Автоклавтың техникалық мiнездемесi
Көлем………………………………………………10 м3 по ГОСТ 9931- 85.
Жұмыс тәртiбi…………………………………………….. Периодтысы
Температура ……………………………………………….+2800 С
Қысым ......................... 50 МПа
Су ............. 150 мл
Сонымен, лабораториялық зерттеулердің негізінде бокситтің құрамынан келесідей негізгі компоненттері
Химизімі зертелді және алюминий құрамдас минералдардың сілтілі ортада әрекеттесу
Темірлі құмдардың магнитік сепарация процесі зерттелді. Сепарациядан кейінгі темірлі
Келесідей құрамы болатын магнитті емес фракция , %: SiO2
Температурасы t= 250- 2800 С және құрамындағы Na2O
Автоклав шламы келесіні құрайды, % : Fe2O3 - 20,9;
Бокситті ұсақтаған кездегі әртүрлі фракциядағы қоспалар мен пайдалы компоненттердің
4 Экономикалық бөлім
4.1 Зерттеулерді жүргізуге кеткен шығындарды есептеу
Бұл бөлімде, тәжірибе жүргізуге кеткен шығындарды есептеу жүргізіледі. Барлық
Амортизациялық шығынды есептеу зертхана жабдығына арналған, амортизациялық шығынды есептейік
Нa нормасын және амортизация соммасын жабдықтың қызмет ету мерзіміне
(6)
мұндағы В – қызмет ету мерзімі.
6 кесте
Амортизациялық шығындар
Жабдықтар- дың атаулары
Қызмет
Ету мерзімі, жыл
Саны
Бағасы, тг Жыл-дық бағасы,
тг
На,%
Амортизация-ның жылдық соммасы, тг
Ауа термостаты 10 1 70000 60000 10 6000
Автоклав 10
Қабылдау багі 10
Декомпозер 10
Вакуумды насос 10
Бунзян колбасы
Бюхнер колбасы
Конустық колба
Барлығы
196900 196900 203600 24200
Демек, жабдықтың жалпы бағасы 196900 теңгені құрайды. Жылдық бағасы
4.2 Негізгі және көмекші материалдарға кеткен шығынды есептеу
Химиялық талдау жасауға, тәжірибе жүргізуге арналған қосымша материалдар шығыны
7 кесте
Көмекші материалдар шығыны
Материалдардың атаулары Материал шығыны, кг Бірлік бағасы, тг Жалпы
Кальций оксиді,л 0,1 1000 100
Дистилденген су, л 50 10 500
Натрий гидроксийді, кг 0,75 630 472,5
Ағын су 60 5 300
Барлығы
1645 1372,5
Демек, негізгі және көмекші материалдарға кеткен шығын 1372,5 бір
4.2.1 Электр энергиясына кеткен шығынды есептеу
Бір тәжірибе жасау кезінде кететін электр шығынын есептеу:
- термостат 5 тәжірибелік жұмыста 16 кВт*сағат пайдаланылады;
- вакуумды насос 5 кВт 8 сағат ішінде;
- муфелдік пеш 14 кВт*сағат.
Осылайша, 5 тәжірибе жүргізу үшін электр энергиясының шығыны
21 кВт-ты құрайды. Электр энергиясының 1кВт-ы 11,4 теңгені құрайды.
21 * 11,4 = 239,4 тг.
Бір айға кеткен электроэнергияның шығыны 239,4 тг.
4.2.2 Салқын суға кеткен шығынды есептеу
Суық судың шығыны 5 тәжірибе үшін есептеледі. Орта есеппен
Тәжірибе жасауға кететін судың құны:
0,01 * 23 = 0,23 тг.
Ал ыдыстарды жуғанда кететін су:
5 * 23 = 115 тг.
Барлық кететін судың теңгеге шаққандағы құны:
(115 + 0,23) = 115,23 тг.
4.2.3 Жалақыны және төлем ақыны есептеу
Жетекшенің жалақысы (кіші ғылыми жұмыскер,1 қойылыммен) 1 айға 60000
Сонымен жұмысшының 1 айдағы жалақысы 60000 тг.
Сақтандыру қорына төленетін жалпы жалақының 10 % өтеді.
60000 · 0,10 = 6000 тг.
Зейнетақы қоры жалпы жалақының – 10 %
60000·0,10 = 6000 тг.
Барлық қорлар ымен жалпы жалақы соммасы құрайды:
60000 + 6000 +6000 = 72000 тг.
4.2.4 Жалпы шығын сомасын есептеу
Шығындардың жалпы соммасы шикізатқа, реактивтер, суды, электр энергиясын, жабдыққа
8 кесте
Ғылыми – зерттеу жұмысына кеткен жалпы шығындар
Шығындардың аталуы Шығын соммасы, тг
Екі айға кеткен амортизациялық шығындар 24200
Kөмекші материалдар 1372,5
8 кестенің жалғасы
Шығындардың аталуы Шығын соммасы, тг
Электр қуаты 239,4
Суық су 115,23
Жалақы 72000
Барлығы: 97927,13
Сонымен зерттеуге кеткен барлық шығын соммасы 97927,13 тг құрайды.
4.2.5 Өзіндік құнының өзгеруін есептеу
Өзіндік құнның төмендеуі (7) формула бойынша анықталады:
U =
мұндағы, 3 – зерттеуге кеткен шығын;
Е1 – мыстың мөлшері, %
Е2 – мырыштың мөлшері, %.
Сонда өзіндік құнның өзгеруі мынаған тең болады:
4.3 Зерттеу жұмысының экономикалық эффектілігін есептеу
Берілген зерттеу жұмысында литий- және бериллийқұрамды кенді күкірт қышқылымен
Бұл тәжірибені қарастырған себебіміз сапасы нашар бола тұрса да
Ескере кетер бір жай, экономикалық тиімділікті есептеу кезінде, ғылыми-зерттеу
4.3.1 Ғылыми-зерттеу жұмысының жинақ қорын есептеу
Жинақ қоры (А) келесі формуламен есептеледі:
А = Сп * Iо * 0,33,
мұндағы С - 0,33-ке көбейтілген жабдықтың бастапқы бағасы;
Іо = 1,082 тең индексация.
Сонымен, 1 айды құрайтын жинақ қорының сомасы:
А = 203600 * 1,082 * 0,33 = 72697,42
Ары қарай бір жылғы жинақ қорының сомасын төмендегідей формуламен
А1 = Сп * 0,33 * Iо (1+е)1,
мұндағы е - 0,1-ге тең эффект тиімділік коэффициенті;
А1 = 203600 * 0,33 * 1,082*(1+0,1)1 = 79967,15
Ал екінші жылға мына формуламен есептейміз:
А2 = Сп* 0,33 * Iо* (1 + e)2,
А2 = 203600 * 0,33 * 1,082 * (1
Жобаның құнын төмендегідей формуламен есептейміз:
В = Ш + А
Сонымен жобаның құны:
В = 97927,13 + 72697,42 = 170624,55 тг.
Ал бір жылғы жобаның құны:
В1 = 97927,13 + 79967,15= 177894,28 тг.
Екінші жылға жобаның құны:
В2 = 97927,13 + 87963,87 = 185891 тг.
4.3.2 Зерттеудің экономикалық нәтижелігін және рентабелін (тиімділігін) есептеу
Экономикалық нәтижелігі мынаны құрау керек:
Эо= (Ш + А) * 0,17
Эо = (97927,13 + 72697,42) * 0,17 = 29006,17
Осы жұмыс 1 ай жүргізілгендіктен уақыт бойынша экономикалық нәтижелігі
Э1 = [Ш + Сп * Iо * 0,33
Э1 = [97927,13 + 203600 * 0,33 *
Ғылыми – зерттеу жұмысының экономикалық тиімді нәтижелігі бірінші жыл
29006,17 + 1677,7= 30683,87 тг.
Екінші жылға ғылыми – зерттеу жұмысының экономикалық нәтижелігі мына
Э2 = [Ж + Сп * Іо * 0,33
Э2 = [97927,13 + 203600 * 0,33 * 1,082
Ғылыми – зерттеу жұмысының екінші жылға рентабельділігі мынаған тең:
29006,17 + 1845,53 = 30851,7 тг.
Өнімнің бірлігіндегі жобаның сатып алу мерзімін мынадай формуламен есептейміз:
Т = К / U,
мұндағы: К - бір жылдық шығындар;
U - өзіндік құнның өзгеруі.
Т = 203600 : 5200,8 = 0,3 жыл.
Сонымен жобаны сатып алу мерзімі 0,3 жылды құрайды.
∆ Ш = Ш – U = 19927,13 –5200,8
R = U ∕ Ш * 100 % =5200,8
4.3.3 Техникалық-экономикалық көрсеткіштер
Есептелген мәліметтер бойынша берілген ғылыми – зерттеу жұмысын сипаттайтын
9 кесте
Ғылыми – зерттеу жұмысының техникалық- экономикалық көрсеткіші
Көрсеткіштері Мәндері
Жабдыққа кеткен жалпы шығындар, тг 203600
Зерттеуге кеткен шығындар, тг 97927,13
Жалақы мен аударылым, тг 72000
Зерттеуге кеткен жинақ қоры, тг 72697,42
Бірінші жылғы зерттеуге кеткен жинақ қоры, тг 79967,15
Екінші жылғы зерттеуге кеткен жинақ қоры, тг 87963,87
Жобаның құны, тг 170624,55
Бірінші жылдағы жобаның құны, тг 177894,28
Екінші жылдағы жобаның құны, тг 185891
Ақталу мерзімі, жыл 0,3
Бір жылдық рентабельділігінің экономикалық тиімділігі, тг 30683,87
Екінші жылдық рентабельділігінің экономикалық тиімділігі, тг 1845,53
Сонымен, төмен сапалы бокситтерді өңдеп жоғары сапалы глинозем алатын
Глинозем өндірісіндегі технологиялық көрсеткіштерге каолиниттің және темірлі компоненттердің шығарылу
Бокситтің каолинит құраушысын шығару тәсілінің технико-экономикалық бағалануы өткізілді. Глиноземді
5 Қауіпсіздік және еңбекті қорғау
5.1 Қ.Р. заңдары
Дипломдық жұмыс металлургиялық өндірістерде қолданылатын келесідей заңдар және нормативтік
– Қазақстан Республикасының 1998 жылғы 7 қазанда қабылданған №
– Қазақстан Республикасының 2007 жылғы 15 мамырдағы № 251
– Қауіпті өндірістік объектілердегі өнеркәсіптік қауіпсіздік туралы
2002 ж. 3 сәуірдегі № 314-ІІ Қазақстан Республикасының заңына;
– Өрт қауіпсіздігі туралы Қазақстан Республикасының 1996 жылғы
22 қарашадағы № 48-1 Заңға.
5.2 Өндірістік қауіпті және зиянды факторларды талдау
Дипломдық жұмыстың зерттеу жұмыстары Металлургия және байыту институтының зертханасында
– өндірістік микроклимат – ауаның температурасы, ылғалдығы және жылдамдығы
– атмосфералық қысыммен және ауаның химиялық құрамымен сипатталатын ауа
ұжымдағы әлеуметтік-психологиялық климат;
еңбектің қарқындылығы.
Қарастырылып отырған бұл жұмысты орындау кезінде техника қауіпсіздігін сақтамаған
– зертханадағы уландырғыш және өрт-жарылыс қаупі бар қасиеттеріне ие
– тоқтың мезеттік тежелуі немесе кернеудің тез көтерілуі салдарынан
Эксперементтер жүргізілген сирек металдар зертханаларында, қауіпті заттарға жататындар:
- электрқыздырғыш приборлармен жұмыс;
- ауыспалы тоқпен жұмыс істейтін приборларды қолдану;
- H2SO4 қышқылдармен жұмыс жасау;
- шыны ыдыстарды қолдану.
Қышқылдардың қауіптілігі – оларға күйіп қалу мүмкіншілігі бар. Күкірт
Қазіргі уақыттың зертханалары еңбек жағдайларының қауіпсіздігін және тазалығын қамтамасыз
Одан өзге, адамға қауіпті және зиянды өндірістік факторлардың әсерін
Еңбекті қорғаудың техникалық құралдарының тағайындалуы қауіпті және зиянды өндірістік
Электр тогінің организмге ықпалы әртүрлі электрлік жарақаттар мен электр
Еңбектің қанағатсыздандыратындай шарттары − өндірістік зақымдану, аурулар мен апаттарға
Лабораторияларды жобалаудың санитарлық нормалары, жұмыс аумағындағы ауадағы газдардың, булардың,
Қауіпсіз жұмыс жағдайларын қамтамасыз етуде қауіпсіздік ережелері мен лабораториялық
Уландыратын заттарды, олардың зиянды әсерін төмендету мақсатында және зиянды
Ғылыми-зерттеу жұмыстарын жүргізу кезінде жұмыс аймағында болатын зиянды заттың
10 кесте
Жұмыс аймағында болатын зиянды заттардың шекті мүмкіндікті концентрациялары
Зат атауы ШМК шамасы, мг/м3 Өндірістік жағдайлардағы болатын агрегаттық
Күкірт қышқылы
(Н2SO4) 5 Сұйық IV О
5.3 Өндірістік санитария
Өндірістік санитариясы – бұл жұмысшыларға кері әсер ететін өндірістік
Еңбек гигиенасы және мәдениеті, рационалдық жарық беру, вентиляциялық құрылғылар,
Еңбекті қорғаудың барлық мүмкін болатын әдістерін келесідей төрт топқа
– еңбек өндірісін ұйымдастыру;
– кәсіпорын құрылымы;
– технологиялық үрдістер және жабдықтар;
– жеке тұлғалық қорғау.
Еңбек жағдайларын жақсарту аталып өткен топтардың шараларының комплексті түрде
Зертханада еңбекті ұйымдастыру еңбектің ғылыми ұйымдасуын, персонал таңдауды, жұмыс
Жұмысшылардың қауіпсіздік ережелерін сақтауын бақылау мақсатында комиссиялар рейдтері жүргізіледі.
Жер туралы ғылымдардың металлургия және кен байыту орталығының институты
5.3.1 Электр қауіпсіздігін қамтамасыз ету
Электржабдықтармен жұмыстардың, ақаулықтың, қысқа тұйықталулардың, өткізгіштердің жүктелулерінің салдарынан өрттің
Зертханада жұмыс түзік электр құралдары арқылы жүзеге асырылуы керек.
Берілген эксперимент орындалған зерхана жоғары қауіпі жоқ тобына жатады.
– қызметкерлермен жабдық үшін қауіпсіздік, іске пайдалану сенімділігі;
– өрт туындаудың ең төмен тәуекелі.
Электр тоғының сақтану шарасы ретінде зертханада тоқ кернеуін реттеп
Зертханадағы жұмыс жарамды электр құралдары арқылы жүзеге асуы керек.
Қызмет көрсететін персоналдың токқа түсу қаупін төмендету үшін оқшауланған
Электр құрылғыларымен жұмыс істеу өрт қауіпінің тууына, қысқаша тұйықтықтың
1) жұмыс электр жабдығының және құралдардың бар болуында жүргiзiлу
2) сымды оқшауландыруда ақаулардың табылуы, шанышқылар, розетка, жерге тұйықтау
3) шкафтар электрощиттермен жабулы болуы керек;
4) жеке электр қорғайтын қаржылар қолданылуы керек - резеңке
5) егер өткiзгiштер немесе электроприборлардың жану жағдайы байқалса, көмiрқышқыл
Зертханадағы жұмыс жарамды электр құралдары арқылы жүзеге асуы керек.
Қызмет көрсететін персоналдың токқа түсу қаупін төмендету үшін оқшауланған
5.3.2 Техника қауіпсіздігі
Техника қауіпсіздігі бпйынша бөлім еңбекті қорғау бойынша күрделі әрі
Берілген зерханада еңбек қорғау бөліміне еңбек қорғау зертхананың меңгерушісі
Тәжірибелі зерттеулерді зертханаларда жүргізу кезінде, жұмыс барысында қолайсыз факторлардан
5.3.3 Микроклиматты ұйымдастыру шаралары
Микроклиматтың адамның жұмыс істеу қабілеттілігіне әсері: ауаның жоғары температурасы
Ауаның өте төмен температуралары мен қозғалу жылдамдықтарында дененің салқындауы
Ағзаның жылуды реттеуіне, көп мөлшерде, ауа ылғалдылығы әсер етеді.
Ластанған ауаның таза ауамен ауысуына негізделген вентиляция ауаның қажетті
Пайдаланылатын тәсіліне байланысты ауаның алмасуының екі түрін ажыратады: табиғи
Ағымдық вентиляция ауаның түсуіне, ал сорғышы оның шығуына арналған.
Жергілікті сорғыш вентиляция, тікелей зиянды заттар бөліп шығаратын көздерден,
Зертханадағы улы заттардың бөлінуі мүмкіндігімен байланысты және өрт, жарылыс
Зертхана ағымды-сорғыш вентиляциямен жабдықталған. Бұл вентиляция зертхананың барлық бөлмелерінде
Зертханалық жұмыс орындарындағы микроклиматтың тиімді және шекті көрсеткіштері 11
Жұмыс істейтін аймақтың ауадағы зиянды заттарының шекті жіберілетін концентрациясы
11 кесте
Жұмыс орындарындағы микроклиматтың оптимальді және шекті керсеткіштері
Кезең Жұмыс категория - сы Температура, 0C Салыстырмалы ылғалдық,
Оптимал -ды Шекті Оптимал -ды Шек -ті Оптималды Шек-ті
Суық Жеңіл-Ia 22-24 21-25, 18-26 40-60
Банкттердің инновациялық маркетингтің қызметі
Салықтық есеп
Қазақстанда бокситтің пайда болуы
Инновациялық қызметтің нарық экономикасындағы орны
Инвестициялық жобаларды экономикалық бағалау әдістері
Туристік қызметтің бәсекеге қабілеттілігінің теориялық аспектілері
Пассивті стратегиялар стратегиялары
Негізгі құралдардың амортизация есебі
Қазақстандағы контейнерлік тасымалдарды дамыту
Бәсекелестік қабілеттің теориялық негіздері