Шахталық қысқартып балқытудың аралық өнімдеріндегі металдың жүруін зерттеу

Жоғарыда айтылған кемшіліктер, күрделі құрамды аралық өнімдерді және айнымалы материалдарды  өңдеу кезінде тек қана бастапқы шикізатты таңдау мәселесін ғана қарастырмай, сонымен қатар оның құрамдық сапасын реттеу, тиімдеу  мәселесін қарастыруды көрсетеді.

Талдаудың бірінші  сатысында шикізаттың құрамына  кіретін  конверторлық шлактың балқыту  өнімдеріне мыс, қорғасын, мышьяк және сурьманың бөлініп таралуына  көрсететін әсері зерттелген.

күрделі шикізатты  өңдеуде шахталық қысқарта балқытудың технологиялық көрсеткіштерінің төмендеуі келесі шарттарға байланысты негізделгені болатындығы анықталған:                             

 а) қорғасынның  қорғасын сульфидінен толық ығыстырылып шықпауы;    

 б) процесте пайда болатын қорғасынның кіші тамшыларының іріленіп, қара қорғасынға өтетін жағдайлардың жоқ болуы.

Осы себептерге орай, процесте балқыту өнімдер арасындағы металдардың селективті материалдарға  бөлініп таралуы өте төмен. Жүргізілген  өндірістік мәліметтердің статистикалық  талдаудың нәтижесінде, қысқарта балқыту процесінде мышьяк пен сурьманың жоғары мөлшерлерінің арнаулы өнімдерде шоғырлануы, олардың ең алдымен процеске түсетін бастапқы шикізат құрамындағы мөлшеріне тікелей байланысты екендігі анықталған. Қысқарта балқытудың бастапқы шикізаты күрделі қоспалардан тұрады: конверторлық шлактан, сілті балқымалардан, мыс бойынша кедей штейндерден, мысты – мырышты  кендер және флюстерден. Бұл өнімдердің құрамында мышьяк пен сурьманың  мөлшерлері едәуір көп. Әсіресе, мышьяк пен сурьманың негізгі басым мөлшерлері бастапқы шикізаттың құрамына кіретін мыс шликерлерімен бірге келеді.

Балқыту өнімдері арасындағы мыс, қорғасын, мышьяк және сурьманың бөлініп таралуын зерттеу  кезіндегі бастапқы  шикізаттың құрамы негізінен мыс шликерлерінен  және күрделі қоспалардан тұратын шикізаттардан тұрады.  Мыс шликерінің үлесі 30 %, ал күрделі қоспалардың үлесі 70 % -ды құрайды.

Процестің материалдық  балансын есептеу арқылы шикізатпен өңдеуге түсетін конверторлық шлактың  үлесінің шамасы 26 % болатындығы анықталған.

Келесі талдаулар  – металдардың  бөлініп таралуы  – балқыту процесіне кіретін  және шығатын ағындарының мөлшерлерін  есептеу негізінде жүргізілді.

2 кестеде шахталық қысқарта балқыту кезінде өңделетін шикізаттың негізін құрайтын – аралық  өнімдер және айнымалы  материалдардағы негізгі металдар мен қоспалардың орташа пайыздары және мөлшерлері көрсетілген.

 

2 кесте

Аралық  өнімдер  және айнымалы  материалдардағы  негізгі металдар мен қоспалардың  орташа пайыздары және мөлшерлері

Аталуы	Мөлшері, тн	Металдар				Мышьяк пен  сурьманың жалпы шикізаттағы  үлестері, %
		Pb	Cu	As	Sb	As	Sb
ҚБ шикізаты	44	28,30	12,20	1,17	0,27	30	15
		12,45	5,37	0,75	0,12
Мыс шликеры	30	30,30	19,0	3,87	1,40	24	31
		9,09	5,70	1,16	0,42
Конверторлық шлак	26	33,50	3,83	2,30	0,94	46	54
		8,71	1,0	0,6	0,24
Барлығы	100	30,25	12,1	2,51	0,78	100	100
*Ескерту: алымы – құрамы, % бөлімі –мөлшері, тн

 

Кестеден шикізат  құрамында қоспалардың жүктелетін негізгі көзі – мыс  шликерлері және конверторлық шлак екендігі айқын  көрініп тұр.  Есептеулердің арқасында, бастапқы шикізат құрамындағы мышьяк пен  сурьманың жалпы массалары 2510 кг және массасы 780 кг  құрайтындығы анықталған. Олардың  шамамен 70 %  үлесі мыс шликерлерімен (1160 кг As; 420 кг Sb) және конверторлық шлактармен (600 кг As; 240 кг Sb)  келеді.

Алынған мәліметтерден  келесі жалпы  қорытындылар жасауға  болады. Мыс шликерлері жоғары мөлшерде қоспалармен сипатталғанымен оларды өңдеу қажет, өйткені онда едәуір мөлшерде негізгі металдар – шамамен           30 %-дай қорғасын және 20 %-дай мыс болады.  Негізгі металдардың өндірістік практикасы аралық өнімдерден және айналмалы материалдардан оларды бөліп шығару дәрежесін ұлғайтуды қажет етеді. Өндірістік мәліметтердің талдауы көрсеткендей, конверторлық шлактың құрамында жоғары мөлшерде сурьма және мышьяк болады, ал негізгі металдардың - қорғасын  мен мыстың мөлшерлері өте төмен. Сондықтан конверторлық шлакты тек мыс пен қорғасынды  бөліп шығару үшін өңдеу, біздің көз қарасымыз бойынша тиімді емес. Конверторлық шлакты шахталық қысқарта балқыту процесінен шығару тек қана жалпы процестің технико-экономикалық көрсеткіштерді жақсартып қоймай, сол сияқты арнаулы өнімдердің сапасын жақсартады. Балқыту өнімдердің арасындағы негізгі металдар мен қоспалардың бөлініп таралуына да едәуір әсер етеді.

Талдаудың екінші сатысында, бастапқы шикізаттың құрамының  өзгеруіне байланысты шахталық қысқарта балқытудан шығатын өнімдер арасындағы металдар мен қоспалардың бөлініп  таралуының салыстырмалы талдауыжүргізілген. Салыстырмалы талдау шикізат құрамынан конверторлық шлакты алып тастаған кездегі металдардың бөлініп таралуын есептеу негізінде жүргізілген. Салыстырмалы талдаудың қорытындылары 3 суретте көрсетілген.

Материалдық балансты есептеу нәтижесінде шикізат  құрамынан конверторлық шлакты алып тастаған кезде өнімдердің шығысы: қаралы қорғасын ~ 15 т; штейн ~ 22 т, шлак ~ 28 т, шаң ~ 9 т (бастапқы шикізаттың  құрамы 100 % жіктелген).

Көрініп тұрғандай, шикізатты конверторлық шлаксыз  өңдегенде, мышьяк пен сурьманың  мөлшерлері бастапқы шикізат құрамында төмендеуіне байланысты, олардың  балқытудан шығатын өнімдер арасында едәуір бөлініп таралуы жүреді. Мышьяк пен сурьманың қаралы қорғасынға бөлініп таралуы 8 және 19 пайызды құрайды (бұрынғы технологиямен 12 және 31 пайыз). Бұл қоспалардың мөлшерлерінің төмендеуі процестен кейін шығатын штейнде де қалады ~ 32 пайыз мышьяк және 19 пайыз сурьма, ал бұрынғы технология бойынша олар 66 және 34 пайыздың шамасында болатын.

Сурьманың мөлшерінің штейн және қаралы қорғасындағы төмендеуі 48 және 53 пайызды құрайды. Мышьяктың осы өнімдерде салыстырмалы төмендеуі 53 және 75 пайызды құрайды. Анықталған мышьяк пен сурьманың мұндай бөлініп таралуы арнайы өнімдердің сапасын жоғарлатады және «балқыту-конверторлау» тізбегінде қоспалардың айналуын шығару бойынша ұсыныс беру үшін негіз болып табылады. Шикізаттың  құрамынан конверторлық шлакты шығару – тек негізгі металдар мен қоспалардың арнайы өнімдерге едәуір жақсы бөлініп таралуына ғана алып келмей, сол сияқты, жалпы алынатын балқыту өнімдері бойынша мыс, қорғасын, мышьяк және сурьманың арнайы өнімдерге бөлініп таралуын  жақсартады.

Шикізаттың құрамынан конверторлық шлакты шығару – негізгі металдардың соңғы қалдық шлакта да төмендеуіне әкеледі. Қаралатын екі жағдайда да мыс пен қорғасының арнаулы өнімдерде бөлініп таралуы бірдей деңгейде болғанмен,  олардың  арнаулы өнімдерге бөлініп шығуы жоғарлай береді. Екінші жағдайда қалдық шлактарда  негізгі металдардың мөлшері де төмендейді. 

Металдар	Бастапқы  шикізат
	Қазіргі технология бойынша	Конверторлық  шлаксыз
Қорғасын
Мыс
Мышьяк
Сурьма

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 сурет. Шахталық қысқарта балқытуда алынатын өнімдердегі металдардың бөлініп таралуы 

          Сонымен, шахталық қысқарта балқытуды кезінде конверторлық шлакты айналымнан шығару шикізат құрамын оптимизациялау, алынатын арнаулы өнімдердің сапасын жақсарту және мыс пен қорғасынның сол арқылы арнайы өнімдерге бөліп шығуын жоғарлату үшін өте маңызды болып табылады.

Шахталық қысқарта балқытудың технологиялық көрсеткіштеріне  және алынатын балқыту өнімдердің –  штейн мен қаралы қорғасынның  сапаларына әсер ететін негізгі көзі конверторлық шлак болып табылады, өйткені оның құрамында едәуір мөлшерде қоспалар – мышьяк пен сурьма болады. Өңдеу процесіне түсетін шикізат құрамынан конверторлық шлакты шығарып балқыту, технологиялық көрсеткіштерді  және арнаулы өнімдердің сапасын жақсартады.

 

 

2.4 Мыстың штейнге және қорғасынның қара қорғасынға бөлініп шығуына әсер ететін себептер мен факторлар

 

 

Қысқартып балқыту  процесі шартындағы металдардың  бөлініп таралуы терең зерттеліп  талданды. Өндіріс мәліметтерді талдау нәтижесінде қысқартып балқытудың өнімдері – қорғасын, мыс, мышьяк пен  сурьманың бөлініп таралу заңдылықтары анықталды. Қара қорғасынның төмен шығымы, қорғасынның артық мөлшері штейнге өтуімен негізделгені белгіленген. Қорғасынның штейнге өтіп, оның еріген металл және сульфидті формалары болатындығы анықталды. Ол:

а)    қорғасын сульфидінің толық тотықсызданбауынан;

          б) қорғасынның кіші түйіршіктерін ірілету үшін жағдайларының жасалмауымен түсіндіріледі. 

Өндіріс шарттарында  штейндегі қорғасын мөлшерінің жоғары болуы, оның қаралы қорғасынға өтетін жалпы бөлініп шығуын кемітеді. Сонымен  қатар, штейнге өткен қорғасын конверторлау кезінде қаралы мыстың сапасын төмендетеді. Штейндегі мыстың төмен шығымы, мыстың артық мөлшері қаралы қорғасынға өтуінен екені көрсетілген және сол сияқты штейндерде мышьяктың және сурьманың артық мөлшері шоғырланатындығы анықталған.

Сонымен, жүргізілген  зерттеулер және алынған нәтижелер  көрсеткендей, қазіргі «Казцинк» AАҚ қысқартып балқыту технологиясының бірнеше кемшіліктері бар және бұл технология құрамында қоспа металдар – мышьяк пен сурьманың жоғары мөлшері бар шикізаттарды өңдеуге қойылатын талаптарға сай келмейді.

Мыстың  штейнге, қорғасының қара қорғасынға бөліп шығаруын жоғарылатуға бағытталған практикалық  сұрақтарды шешуге және  технологияны жетілдіруге тиімді жолдар қарастыру  үшін қосымша зерттеулер жүргізу  қажет.

 

 

3 Қауіпсіздік және еңбекті қорғау

 

3.1 Қауіпті және зиянды  өндірістік факторларды талдау

 

 

Еңбек процессінде  адамның денсаулығына және жұмыс  қабілеттілігіне келесі факторлар  әсер етеді:

− өндірістік  микроклимат − ол өзіне температураны, ылғалдылықты және ауаның қозғалу жылдамдығын қосады, ал ыстық цехтарда − тағы жылу сәулеленуді;

− ауалы орта − ауаның химиялық құрамымен, атмосфераның қысымымен сипатталады;

−  өндіріспен жасалатын: сәулелену көздері (иондаушы және иондаушы емес), энергетикалық  өріс (электрмагнитті, граввитациялық және т.б.), акуситкалық және дірілдеткіш тербелістер;

−  ұжымдағы әлеуметтік – психологиялық жағдайлар;

−  жұмыс  интесивтілігі.

Берілген жұмысты  жасау барысында өндірістік жарақат  алыну мүмкін, солардың ішінде ең қауіптілері  мен зияндылары:

• лабораториядағы уландырғыш және өрт-жарылыс қаупі бар қасиеттеріне ие материалдар, жабдықтар, реактивтер, техникалық өнімдер, реакция өнімдері және синтезделген заттармен  жұмыс кезінде;

− токтың мезеттік тежелуі немесе кернеудің тез көтерілуі салдарынан электржабдықтарының істен шығу кезінде электр тогымен жарақат алуы мумкін [18].

Қанағаттандырылмайтын еңбек жағдайларының салдары  өндірістік жарақат, мамандық аурулар  мен авариялар болып табылады, және де еңбек жағдайының ауыр салдары  болмағанда да, жұмысшылардың әлсізденуінен, жұмыс қабілетінің төмендеуінен, шаршауынан байқалатын, олардың ағзаларына теріс әсер тигізуі мүмкін. Осыған байланысты, жұмысшының толық қауіпсіздігін қамтамасыз ету, оның физикалық ауыртпашылықтарын төмендету керек.

Ағзаға мезеттік қауіп төндіретін, еңбек және өндіріс процестерінің қолайсыз факторларын өндірістік қатер деп атайды.

Өндіріс кезінде, жұмысшылардың денсаулығына ұдайы  немесе ұзақ уақыт зиян келтіретін  жағдай туындайды. Мұндағы зиянды әсер нәтижесі біршама уақыттан кейін байқалуы мүмкін.

Мамандыққа  байланысты зиянды әсерлердің салдарынан пайда болатын денсаулықтың бұзылуын мамандыққа қатысты аурулар деп атайды.

Электроқондырғылармен  жұмыс істеген кезде өрт шығу қауіптілігі болады. Оның себептері  сымдардың артық болуы, қысқа тұйықталу екен. Өрт қауіпті айырушы материалдардар өрт қауіптілігі тоқтың аса өсуінен электронды машиналарда ұшқындағанда пайда болуы мүмкін.

Электрқондырғылар және электроприборлар жұмыс істеген  кезде лабораторияның қызметкерлеі мына ережелерді білу керек: