CC BY
0MIS ISHLAB CHIQARISH YARIM TAYYOR MAXSULOTLARIDAN NIKEL KUPOROSNI KRISTALLASH YOLI BILAN AJRATIB OLISH
Shodiyev A.N. 10000-0003-2589-7179], Abdullayev Z.O. 20009-0006-3595-6880]
Qarshi muhandislik va iqtisodiyot instituti "Konchilik ishi" kafedrasi mudiri, texnika fanlari
doktori, professor
2Navoiy davlat konchilik va texnologiyalar universiteti "Metalurgiya" kafedrasi assistenti
Annotatsiya. Hozirgi vaqtda mis ishlab chiqarishning sulfat kislota eritmalaridan metallarni ajratib olish dolzarb muammolardan biridir. Shunga ko'ra tadqiqotlar davomida mis kuporos sexi qoldiq eritmasi tarkibidan nikel kuporosni kristallab olish imkoniyatlari aniqlandi va bu uchun kuporos sexining eritmasi tanlab olindi. Kuporos sexiga kelib tushadigan eritma tarkibida misning miqdori yuqori bo'lganligi tufayli dastlab uni tarkibidan mis kuporosi ajratib olinadi va qolgan eritma tarkibida ham misning miqdori yuqori b o'ladi shu sababdan uni sementatsiya usuli yordamida choktiramiz. Qolgan eritmadan nikel sulfatni kristallaymiz va nikel kuporos ajratib olamiz.
Nikel sulfat (NiSO4) turli sohalarda keng qo'llaniladigan muhim kimyoviy birikma hisoblanadi. Bu nikel batareyalari, katalizatorlar ishlab chiqarish va elektroformatsiyalash jarayonida asosiy komponent hisoblanadi. Shu munosabat bilan uni tayyorlash usullarini o'rganish kimyo sanoati uchun ham, ilmiy laboratoriyalar uchun ham katta ahamiyatga ega.
Kalit sozlar: kuporos, nikel,sementatsiya, kislota, ishqor, kristallanish, texnologiya, pirometallurgiya, boyitish.
Аннотация. В настоящее время извлечение металлов из сернокислых растворов медного производства является одной из актуальных проблем. Соответственно, в ходе исследований были определены возможности кристаллизации сульфата никеля из остаточного раствора сернокислого цеха и для этой цели был выбран раствор сульфатного цеха. Из-за высокого содержания меди в растворе, поступающем в медный цех, от него сначала отделяют медный купорос, а остальная часть раствора также имеет высокое содержание меди. Из оставшегося раствора кристаллизуем сульфат никеля и извлекаем сульфат никеля.
Сульфат никеля (NiSO4) - важное химическое соединение, широко используемое в различных отраслях промышленности. Это ключевой компонент в производстве никелевых батарей, катализаторов и гальванопластике. В связи с этим изучение способов его получения имеет большое значение как для химической промышленности, так и для научных лабораторий. Ключевые слова: сера, никель, цементация, кислота, щелочь, кристаллизация, технология, пирометаллургия, обогащение.
Annotation. At present, the extraction of metals from sulfuric acid solutions of copper production is one of the urgent problems. Accordingly, the possibilities of crystallization of nickel sulphate from the residual solution of the sulphuric acid shop were determined during the research and the sulphate shop solution was selected for this purpose. Due to the high copper content of the solution entering the copper shop, copper sulfate is first separated from it and the rest of the solution also has high copper content. From the remaining solution, we crystallize nickel sulfate and extract nickel sulfate.
Nickel sulfate (NiSO4) is an important chemical compound widely used in various industries. It is a key component in the production of nickel batteries, catalysts and electroplating. Therefore, the study of its production methods is of great importance for both chemical industry and scientific laboratories. Keywords: sulfur, nickel, cementation, acid, alkali, crystallization, technology, pyrometallurgy, enrichment.
Nikel milliy mudofaa va aerokosmik kabi asosiy sohalarni rivojlantirishda muhim rol o'ynaydigan va korroziyaga chidamlilik, magnitlanish, barqarorlik va yuqori haroratga ц,^ chidamlilik kabi ko'plab ajoyib xususiyatlarga ega. Hozirgi vaqtda nikelning 60% ga yaqini nikel sulfid rudasidan qazib olinmoqda, ammo keyingi yillarda yuqori navli nikel sulfid rudasi
Kirish
haddan tashqari ekspluatatsiya tufayli asta-sekin kamayib bormoqda va qayta ishlash qiyin bo'lgan past navli va boshqa metallar bilan yo'ldosh holda kelishi nikelning asosiy xom ashyoga aylandi. Ushbu ruda an'anaviy pirometallurgik eritish jarayoni bilan qayta ishlanganida, ya'ni birlamchi ruda (flotatsiya) ^ nikel kontsentrati (yuqori haroratli eritish) ^ past navli nikel matli (konvertorli eritish) ^ yuqori navli nikel matli (silliqlash va flotatsiya ajratish yoki) sulfat kislota yuvish yoki ammiakni yuqori bosimda yuvish) nikel va mis, flotatsiya jarayonida yuqori konsentratsiyasi natijasida hosil bo'lgan katta miqdordagi nikelni chiqindiga chiqib ketishi bundan tashqari katta yo'qotishlar bilan birga metall minerallarning ajralishiga (Fe)xalaqit beradi. Past navli nikel matini yuqori navli nikelga aylantirish jarayonida, qimmatbaho metallarning kam tiklanishiga va butun jarayonning past iqtisodiy foydasiga olib keladi. An'anaviy pirometallurgiya jarayonining sezilarli yaxshilanishi natijasida asbob-uskunalarga katta investitsiyalarning oldini olish uchun mavjud muammolarni hal qilishning samarali usuli past sifatli nikelni eritish jarayonini kam energiya sarfi, yuqori samaradorlik va yuqori texnologik jarayonga o'zgartirishdir. Har tomonlama tiklanish darajasini oshirishga to'g'ri keladi. Hozirgi vaqtda past navli nikel matidan qimmatbaho metallarni olish bo'yicha tadqiqotlar asosan gidrometallurgiyaga qaratilgan, masalan, atmosfera bosimida yuvish, yuqori bosimli yuvish, kislorod bosimi bilan yuvish, kislotali temir xlorid eritmasi va oksidlovchi ammiakni yuvish. Pirometallurgiya bilan solishtirganda, gidrometallurgiya jarayoni ba'zi metallarning tiklanishini sezilarli darajada yaxshilaydi, energiya sarfini kamaytiradi, ekologik jihatdan qulayroq bo'ladi va asbob-uskunalarning uzluksizligi va avtomatizatsiyasiga osonlik bilan erishadi, ammo qimmatbaho metallarning har tomonlama tiklanishi past bo'ladi.
Tadqiqot qismi
Eritmalaridan nikelni ajratib olish turli parametrelarga bog'liligini o'rganishda analitik ko'rib chiqish shuni ko'rsatdiki, mis va nikelni an'anaviy usulda tanlab eritish, masalan, eritmalarda eritish kabi usullar, samaradorlik nuqtai nazaridan foydasiz. Shuning uchun, suyuqliklaridan metallarni samarali ajratib olish uchun biz 1-rasmda ko'rsatilgan sxemalar bo'yicha bir qator tajribala o'tkazdik va bu tajribalarda turli namunalardan foydalanildi. Mis kuporos ajratib olinganidan keyingi eritmadan namuna olindi va sementatsiyaga yuborildi. Sementatsiya yordamida Cu metalini cho'ktirish uchun Al metalidan foydalanildi. Sementatsiya davomida eritma Al ga to 'yinib boradi bu esa NiSO4*7H2O tozaligiga zarar yetkazadi.Riaksiya shiddat bilan borishi zarur aks holda mis metali alyuminiy ustiga yopishib qoladi va rialsiya davom etmaydi ( 90-100o C da mis metali yaxshi cho'adi)
CuSO4 + Al = Cu+Ah|(SO4 )3 Bu reaksiyada alyuminiy (Al) misga (Cu) nisbatan faolroq metalldir, ya'ni alyuminiy misni tuzlaridan siqib chiqarishga qodir. Buning sababi, alyuminiy misga qaraganda kamroq standart elektr potentsialiga ega.
Mis sulfat (CuSO4) mis ionlaridan (Cu2+) va sulfat ionlaridan (SO 42") iborat. Alyuminiy (Al) CuSO4 eritmasi bilan aloqa qilganda, alyuminiy oksidlanadi, elektronlarini yo'qotadi va Al3+ ionlarini hosil qiladi:
Al^Al 3+ +3e-
Alyuminiy oksidlanishining bu jarayoni elektronlarning chiqishi bilan birga keladi.Misning qisqarishi (Cu2+): Bo'shatilgan elektronlar keyin mis ionlariga (Cu2+) o'tkaziladi, ular mis metalliga (Cu) qaytariladi:
Cu2++2e-^Cu
Alyuminiyning oksidlanishi natijasida hosil bo'lgan AP + ionlari sulfat ioni (SO42") bilan reaksiyaga kirishib, alyuminiy sulfat:
2Al3++3SO42-^Al2(SO4)3
Umuman olganda, reaksiya mexanizmi shundan iboratki, alyuminiy ko'proq aktiv bo'lib, misni mis sulfatdan siqib chiqaradi va shu bilan alyuminiyni oksidlaydi va misni kamaytiradi. Nikel sulfat eritmasidan mis cho'kishi va kristallanish jarayonini o'rganish doirasida ushbu parametrlarni o'rganishda muhim rol o'ynadi. Ushbu tadqiqot davomida eritma tarkibidagi misni cho'ktirish usuli ishlab chiqildi, bu eritma tarkibidagi komponentlarning o'zaro ta'sir mexanizmlarini va ularning samaradorligiga ta'sirini tushunishni sezilarli darajada yaxshiladi.
Mis hosil bo'lishiga harorat va eritmani aralashtirish tezligi kabi turli ko'rsatkichlarning ta'sirini o'rganishga alohida e'tibor berildi. Ushbu tadqiqotlar metallni qayta ishlash va elektrokaplama jarayonlarida foydali bo'lishi mumkin bo'lgan sharoitlarni optimallashtirish uchun asosiy ma'lumotlarni taqdim etdi.
1-rasm. Cho'ktirish va kristallash.
Eritma tarkibidan misni cho'ktirish va nikel kuporosni kristallash parametini o'rganish.
Shuningdek, ish davomida nikel sulfatning kristallanish ko'rsatkichlari batafsil o'rganildi. Ish turli xil fizik-kimyoviy sharoitlar (masalan, eritma konsentratsiyasi, harorat, sovutish tezligi) nikel sulfat kristallarining shakli va hajmiga qanday ta'sir qilishini aniqlashga imkon berdi, bu sanoatda hosil bo'lgan mahsulot sifatini yaxshilash uchun juda muhimdir. Shunday qilib, olib borilgan tadqiqotlar metallurgiya va boshqa tegishli sohalarda to'g'ridan-to'g'ri qo'llaniladigan kimyoviy metallarni qayta ishlash va kristallanish sohasidagi bilimlarni sezilarli darajada oshirdi.
m
2-rasm. Sementatsiya.
1-jadval.
Sementatsiyadan oldim va keyin metallarning miqdori_
Cu Ni Al
Dastlabki eritma 24.5 gr/l 15 gr/l --
Sementatsiyadan keying eritma 120 mgr/l 35 gr/l 27.3 gr/l
Nikel sulfat ishlab chiqarish turli sanoat tarmoqlari uchun muhim jarayondir. Usulni tanlash nikel manbasiga va jarayon sharoitlariga, masalan, boshlang'ich materiallarning mavjudligi va yakuniy mahsulotning tozaligi talablariga bog'liq. Shuni ta'kidlash kerakki, nikel sulfat zaharli moddadir va uni ishlab chiqarish qat'iy ekologik va sog'liq standartlariga rioya qilishi kerak.
Nikel sulfat (NiSO4) olish usullari bo'yicha tadqiqotlar gidrometallurgiya jarayonlari, elektrolizdan foydalanish va nikel o'z ichiga olgan chiqindilar va rudalarni qayta ishlash kabi turli xil yondashuvlarni o'rganib chiqdi. Ushbu usullarning har birining o'ziga xos xususiyatlari, afzalliklari va cheklovlari mavjud bo'lib, ular boshlang'ich materiallarga va yakuniy mahsulotning talab qilinadigan tozaligiga qarab ulardan foydalanishni belgilaydi. Nikel sulfat ishlab chiqarishning asosiy usuli nikelni rudalardan va konsentratlardan sulfat kislotada eritishdir. Jarayon, murakkab birikmalardan metallni samarali ajratib olish uchun qovurish, siyanidlash yoki elektrolitik pasaytirish kabi bir necha asosiy bosqichlarni o'z ichiga oladi. Sulfat kislotani erituvchi sifatida ishlatish yuqori konsentrlangan eritmalarni ishlab chiqaradi, ular keyinchalik kristallanish jarayoni orqali sof nikel yoki sulfat olish uchun ishlatilishi mumkin.
Elektroliz jarayoniga alohida e'tibor berilishi kerak, bu nafaqat yuqori toza nikel ishlab chiqaradi, balki metallni turli xil eritmalardan, masalan, sulfat kislota yoki ammiakdan ajratib olish uchun ham ishlatiladi. Elektroliz usuli energiyani tejash va jarayonni boshqarishning aniqligi nuqtai nazaridan afzalliklarga ega, bu esa uni sanoatda foydalanish uchun istiqbolli qiladi.
Bir xil darajada muhim jihat ishlab chiqarish chiqindilari va qo'shimcha mahsulotlarni, masalan, loy va qoldiq eritmalarni qayta ishlash bo'lib, bu ekologik yukni kamaytirishga yordam beradi va foydali komponentlarni, shu jumladan nikelni yuqori samaradorlik bilan O olish imkonini beradi. Bunday usullardan foydalanish nikel sulfatni yanada barqaror va ^ ekologik toza ishlab chiqarishga qaratilgan qadamdir.
Biroq, ko'pgina usullarning yuqori samaradorligiga qaramasdan, nikel sulfatni qazib olish jarayoni bir qator texnik va ekologik muammolar bilan bog'liq, masalan, kompleks eritmani tozalash zarurati va qo'shimcha utilizatsiyani talab qiladigan chiqindilarni hosil qilish. Shuning uchun keyingi tadqiqotlar mavjud texnologiyalarni takomillashtirish, ularning ekologik xavfsizligini oshirish va iqtisodiy samaradorlikni oshirishga qaratilgan bo'lishi kerak.
Xulosa
Xulosa qilib aytganda, nikel sulfat qazib olish ko'plab sanoat tarmoqlari, jumladan, batareyalar, katalizatorlar va elektroforming materiallari ishlab chiqarish uchun muhim ahamiyatga ega. Nikel qazib olish va qayta ishlash sohasida yangi usul va texnologiyalarni ishlab chiqish ushbu qimmatbaho metalldan yanada samarali foydalanish uchun yangi imkoniyatlarni ochib beradi va butun sanoat ishlab chiqarishining barqarorligini oshiradi.
Foydalanilgan adabiyotlar ro'yhati:
[1.] Шодиев.А.Н, Аликулов.Ш. Ш. Уринова.Х.Ш, Абдуллаев.З.О-Стендовые испытания гидродинамического процесса при подземном выщелачивании урана//UNIVERSUM:Технические науки-2022/2 B-14
[2.] AN Shodiyev, SN Turobov, ZO Abdullayev -Research of molybdenum extraction technology from molybdenum-containing waste//Oriental renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences-2022-2 B59-67
[3.] AN Shodiyev, SN Turobov, ZO Abdullayev -Researching the technology of obtaining molybdenum from x containing molybdenum// Oriental renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences-2022-2 B 87-93
[4.] Шодиев.А.Н, Аликулов.Ш. Ш. Уринова.Х.Ш, Абдуллаев.З.О - Стендовые испытания гидродинамического процесса при подземном выщелачивании урана// Universum: технические науки, 2022 B 14-19
[5.] Жалилов.Г.Б, Шодиев.А.Н, Абдуллаев.З.О- Изучение метода извлечения урана из продуктивных растворов^^утд the method of extracting uranium from productive solutions)//UzAKADEMIA,2021 - part - 2.B-7-11
[6.] Темиров. К. А , Шодиев.А.Н, Абдуллаев.З.О- Изыскание способа добычи урана из недр(Researching a method for producing uranium from the mining)// UzAKADEMIA,2021 - part-2. B-114-117
[7.] Turobov. Sh. N, Shodiev. A. N, Abdullaev. Z.O,- Ванадиевый катализатор как сырье для извлечения пентаоксида ванадия(Vanadium catalyst as a raw material for extracting vanadium pentaoxide)// UzAKADEMIA2021 - part-2.B-118-123.
