Қазақстанда қара және түсті металдарды және олардың құймаларын алу. Химия, 10 сынып, қосымша материал.

.

 ҚҰЙМАЛАР бойынша қосымша материал

 Құймалар-қажетті қасиеттері бар, екі немесе одан да көп компаненттен түзілген, оның біреуі міндетті түрде металл болатын қосылыстар.

 Алғаш алынған мыстың құймасы – қола болатын. Оның атымен тарихи кезең – қола ғасыры аталды. Оның қаттылығы болаттың қаттылығына жуық. Ертеде одан пышақ, балта, қару-жарақ, тұрмыстық бұйымдар жасаған.

 Осы күні техникада 10 000-нан астам құймалар қолданылады.

Шойын-темірдің көміртекпен құймасы,оның да құйылғыштық қасиеті жоғары.

 ШОЙЫН МЕН БОЛАТ

 Темір-жер қыртысында таралуы бойынша АL кейін 2-ші орында. Басқа металдардың ішінде оның тұтыну үлесі 95% құрайды.

Темірді алу процесі-құрамында едәуір мөлшерде С бар шойынды балқыту сатысынан басталады. Шойын қаттылығымен ерекшеленеді, бірақ ол морт. Одан С толығымен бөліп алуға болады.

Шойын (Чугун)

• жақсы құйылатын қасиеті бар темірмен көміртектің (2% жоғарғы) қорытпасы;
• темірдің көміртек (2%-тен астам, өдетте, 3—4,5%), қайсыбір мөлшерде марганец(1,5%-ке дейін), кремний (4,5%-ке дейін), күкірт (0,08%-тен аспайды), фосфор (1,8%- ке дейін), ал кейде басқа да элементтер қосылған қорытпасы. Шойында көміртек темір карбиді Ғе₃С түрінде байланысқан күйде болуы мүмкін (сұр Шойын). Шойынтемір кендерін домна пештерінде балқыту арқылы алынатын өндеудің бастапқы өнімі; қолданылуы мен химиялық құрамына қарай шойын қолданбалы, яғни болат қорытуға арналған Шойын, құйма Шойын, арнаулы Шойын болып бөлінеді. Шойын құймалардың сапасын жақсарту үшін азғана мөлшерде түрленгіштер қосып түрлендіру(лигерленген шойын алу) және шойынды әр түрлі элементтермен қоспалау қолданылады.

Шойынды арнайы домна пештерінде

Жоғары жағынан алдымен кокс, одан сон қабат-қабат етіп кенді, коксты,флюсті салады, соңынан коксты салады.

өндіріледі, оның биіктігі 30 м.

Жоғарғы жағындағы шахтасы колошник деп аталатын тесікпен бітеді, ол тесікті колошник воронкасы жауып тұрады.

 Домна пешінің кеңірек бөлігін распар, ал төменгі жағын горн деп атайды

 Кенді қорытып шойынға айналдыру үшін домнаның төменгі жағы-горндегі тесік арқылы,ыстық ауа немесе оттегін жібереді.

Бос жыныстарды оңай балқитын шлакка айналдыру үшін домнаға флюстер салады. Егер бос жыныс құмболса,флюс ретінде әктасын қосады СаСО₃ Әктас құм мен әрекеттесіп,шлак түзеді СаSiO₃

ТүзілгенСОтемір кенімен әрекеттесіп оны бос күйдегі темірге дейін тотықсыздандырады, темір кенінің тотықсыздануы негізінен домнаның жоғарғы жағында жүреді,

 Домнаға салынған темір кені таза күйінде емес,құрамында темір оксидтерінен басқа бос жыныстар, мыс: құм SiO₂кездеседі

 Домнаның жоғарғы жағында темір оксидтерінің тотықсыздануы нәтижесінде түзілген темір пештің төменгі жағына (распарға) түсіп балқиды да көміртегінің біраз мөлшерін ерітіп шойынға айналдырады

Горндегі кокс жаныпСО₂ –геайналады.ал СО₂ жоғары қарай қызған кокстың арасымен өткенде онымен әрекеттесіп, СО айналады.

Шойыннан болат қорыту үшін шойынның құрамындағы С –тің мөлшерін 2%-ке азайтып, басқа элементтерді немесе шлак, не газ түрінде бөлу керек

Мұнда метал кесектерін және темір кеңін салып балқытады. Жоғары температурада алу үшін ауа қатысында жанғыш газды жағады. Газ жанғанда пештің температурасы 1800 градус жетіп шойын, металл кесектері, темір кені балқып кетеді де ауадағы оттегі арқылы шойынның құрамынлдағы көміртегі жанып газға, ал басқа элементтердің оксидтері шлакка айналады.

 Шойынды болатқа айналдыру үшін пішіні алмұрт тәрізді конвертордағы балқыған шойын арқылы ауа үрлейді. Шойынның құрамында,ы С және басқа элементтер жанып газдар және шлактар түрінде бөлінеді., ал құрамындағы С мен басқа элемнеттер мөлшері азайған шойын болатқа айналады.

 Болат — темірдің көміртекпен (2%-ке дейін) және басқа элементтермен қорытпасы. Болат — қара металлургия өндірісінің негізгі өнімі және қазіргі машина жасау өнеркәсібі мен құрылыста пайдаланылатын негізгі материал.

 Құрамы

 Хим. құрамына қарай көміртекті және легирленген Болат болып бөлінеді. Көміртекті Болаттың құрамында темір мен көміртектен басқа марганец (1%-ке дейін) және кремний(0,4%-ке дейін), сондай-ақ, зиянды қоспалар — күкірт, фосфор, т.б. элементтер болады. Болаттың сапасын жақсарту үшін қорытпа құрамына хром, никель, молибден, ванадий,вольфрам, марганец, кремний, т.б. элементтер қосылады. Мұндай қорытпа легирленген Болат деп аталады.

 Қазақстандағы қара металлургия

Соколов-Сарыбай темір кені өнеркәсібі

Лисаковск кен байыту комбинаты

Теміртаудағы Металлургия зауыты орналасқан

Бұл екі зауыт

Атасу және кокс,флюстер, отқа төзімді заттар мен электр энергиясын өндіретін өнеркәсіптермен бірге ірі қарағанды металлургиялық комбинатын құрайды.

 1964 ж. Қазақстан магниткасы — Қарағанды металлургия з-тында (1970 жылдан кейінҚарағанды металлургия комбинат, 1997 жылдан “Испат-Қармет”) Болат қорытатын екі мартен пеші (әрқайсысының сыйымд. 650 т), ал 1970 ж. әрқайсысының сыйымд. 300 т (іс жүзінде 350 т) үш оттекті конвертерлер іске қосылды. Конвертер цехтарының жылдық өнімд. 5,7 млн. т. Онда ауыр жүк көтеретін автомобильдердің рамаларына керекті аса берік лонжеронды Болат балқыту, Болаттың оттегісі аз және оттегісі төмен маркаларынан ақ қаңылтырлы және сортты прокат алу, сондай-ақ, электр тех. Болат алу, т.б. технологиялар игерілген.

 Алюминий өндірісі

 Алюминийді алғаш 1828 ж. неміс химигі Ф. Велёр алюминий хлоридың калиймен тотықсыздандыру арқылы бөліп алған.

 Табиғатта таралуы. Алюминий табиғатта ең көп тараған металл, жер қыртысы массасының 7,5%-і алюминийдің үлесіне тиеді. Алюминий актив металл болғандықтан тек қосылыстар түрінде кездеседі. Алюминийдің маңызды қосылыстарына — алюмосиликаттар, боксит, корунд, криолит жатады.

 Алюмосиликаттар жер қыртысының негізгі құрамды бөлігі. Алюмосиликаттардың құрамына сілтілік, сілтілік-жер металдар, алюминий, кремний, оттек т. б. элементтер кіреді. Алюмосиликаттардың бұзылуынан табиғатта ақ саз Al₂03·2Si0₂·2H₂0 түзіледі.

Алюминийдің маңызды кендеріне нефелин Na₂0·Al₂03·2Si0₂ , боксит А1₂0₃·пН₂0, корунд А1₂0₃ т. б. жатады. Нефелин Кола түбегінде, Краснояр өлкесінде, боксит Оралда, Сібірде, Ленинград облысында, Қазақстанда кең тараған. Алюминийді негізінен боксит кенінен өндіреді.

Кенен металдық алюминийді алу технологиясы 4 өндірістен тұрады.

• Глинозем (алюминий оксиді) өндірісі.
• Фторлы тұздар мен криолит өндірісі.
• Көмір бұйымдарының өндірісі.
• Электолиздік алюминий өндірісі.

№ 1 тапсырма Толтырылмаған домна пешінің үлгісі беріледі. Соган домна пешінде жүретін реакция теңдеуін жазады.

№ 2 тапсырма 

• Қиылыс сұрау

1. Құйма дегеніміз не?

2. Шойын ненің құймасы?

• Сыншыл сұрау (Қателерді табу)

1. Қола Cu + Zn

2. Мельхиор Cu + Mg

3. Дуралюмин Al + Cu + Mg + Fe

• Домна пешінің құрылысы, жалпы сипаттама
• Шойын өндірісі
• Болат пен шойын өндірісінің ерекшелігі
• Қандай жолмен шойынды болатқа айналдыруға болады.
• Темірді кеннендомна пешин колданбай тікелей алудың артыкшылыгы неде?

Қорытындылау

Химиялық диктант

• Кеннің құрамындағы бөгде заттарды шлакқа айдалдыратын зат....................
• ...................... флюс ретінде қолданылады.
• Шойынның ең басты кемшілігі ......................
• Лигерлеуші элементтер ................................
• Магнит жасайтын құйманың негізгі компанентері.............................................
• Алюминийдің бағалы қасиеті - .......................