Қазақстандағы металлургия өндірісі, түсті және қара металдар мен олардың құймаларын өндіру; құймалар, олардың атауы, құрамы, қасиеті, қолданылуы; шойын, болат және алюминий өндірудің электролиз әдісі.
Қазақстан металлургиясы - елдің халық шаруашылығының ірге тасы болып табылады. Іс жүзінде түсті металдар тұтынылмайтын бірде - бір халық шаруашылық саласы жоқ. Қазіргі кезде қара металлургия өнімдері халық шаруашылығының барлық салаларының қажеттеріне пайдаланады. Минералдық шикізаттың ірі базасы бар Қазақстан қара металлургияның аса маңызды өнімдерін шығарады. Қазақстан кәсіпорындары түсті, сирек кездесетін асыл металдардың 40 -тан астам түрін өндіреді, осылардың негізінде және химия өнімдерінен бұйымдар жасайды. Қазақстанда өндірілетін түсті металлдар дүние жүзінің көрмелеріне қойылған, қара металлургияның, ферросплавтың және хромит рудасының біраз мөлшері экспортқа шығарылады.
Тарихы мен қалыптасуы Қазақстан жерінде металлургия кәсібі өте ерте заманда пайда болған. Алғашқы қауымдық құрылыстың өзінде Қазақстан жерінде металлургияның белгілі формасы болғаны анықталған. Қазақ КСР Ғылым Академиясы археологиялық экспедициялары Орталық Қазақстандағы Атасу маңынан көне заманның мыс қорытатын ескі пештерін тапқан. Бұдан 3 мың жыл бұрынғы осынау пештер сол заманда бұл өлкеде металлургияның едәуір дамығанын байқатады. 1767 -1774 жылдары Қазақстанды зерттеген Паллас Петр Симон Алтай тауларында қорғасын, күміс кендерінің қазылған орындары көп екенін айтқан. 1771 жылы Қазақстанда болған Н. Рычков Ұлытау маңында (Жезқазғанға жақын жерде) ". . сол елді мекендеген халық қазған мыс кенінің көптеген орындарының болуы алтын мен күміс кендерін қазғандығын аңғартатын белгі сияқты" - деп жазған. Ғалымдардың айтуынша, қазақ даласында көне заманда түсті металл, көмір кендері қазылған. Жоңғар Алатауының теріскей беткейінде (Текеліде) т. б. жерлерде қазақ тайпалары кен қазған. 19 ғасырдан - ақ тау - кен зауыттары пайда бола бастайды. Қазақстан қара және түсті металлургиясының қалыптасуы ең алдымен тау-кен зауыты кәсіпорындарынан басталады. 19 ғасырдың аяқ кезінде тау-кен зауыттық өнеркәсібі дамуының 2 -кезеңіне жетеді. Бұл кезде пайдалы кен орындарын игеру үшін ірі-ірі капиталдар жұмсайтын қоғамдар құрылады. 1889 жылы Воскресенск тау-кен зауыттық өнеркәсіп қоғамы ұйымдастырылды. 1858 жылы күміс, қорғасын рудаларына негізделген Николаевск зауты құрылды. Қазақстан өнеркәсібі, оның ішінде металлургия Октябрь революциясынан кейін ғана дәуірлеп өсе бастады. 1920 жылы Жезқазған, Нілді (Успенск), Риддер рудниктері мен зауыттары жұмыс істеді. 1921 жылы Риддер руднигі алғашқы рудасын берді, ал Кеңес өкіметінің 10 жылдығына (1927) риддерліктер тұңғыш қазақстандық қорғасынды тарту етті. Бір жылдан кейін Қарсақбай мыс қорыту зауыты қатарға қайта қосылады
Қара металлургия
Қара металлургия - өзінің негізгі өнімдерін екінші рет қайта өңдеудің аяқталған кезеңін қамтамасыз ететін ғаламат сала және, сонымен бірге басқа салалар мен өндірістердің қалдықтарын кәдеге жаратуға қабілетті болып табылады. Қазақстан үшін қара металлургия – екінші дүние жүзілік соғысынан кейінгі жылдары ғана пайда болған ауыр өнеркәсібінің салыстырмалы түрдегі жас сала. Қазақстанда шойын, болат, бұйымдарды илемдеу және ферроқорытпа өндіріледі. Болатты өндіру және тұтыну көлемі әрқашан мемлекеттің экономикалық қуатының негізгі көрсеткіштерінің қатарына кіретін. Сондықтан, Қазақстан Республикасы Үкіметімен елімізде импорттың орнын басатын және экспорттық әлеуетін көтеретін, металлургиялық кешенінде жоғары тауарлық дайындықтағы өнімді шығару өсімін қамтамасыз ететін, ғылымды қажетсінетін бәсекеге қабылеттілігін құруға бағытталған бірқатар Бағдарламалар әзірленді. «Қазақстан Республикасының 1999 -2003 жылдарға арналған тау-кен металлургия кешенін дамытудың тұрақты жұмыс істеуін және стратегиялық басымдылығын ғылыми-техникалық қамтамасыз ету» Республикалық мақсатты ғылыми-техникалық Бағдарламасымен шағын және орта өндірісін құру жолымен ғылыми әзірлемені іске асыру және жоғары тауарлы дайындықтағы бәсекеге қабілетті өнімдерін шығару бойынша технологияны меңгеру мақсаты қойылды. Сонымен қатар, Қазақстан Республикасында 2003 -2005 жылдарға арналған металургиялық кешеніндегі төртінші және бесінші өзгертіп жасау өндірісін құруды қамтамасыз ететін ғылыми-техникалық Бағдарламасы әзірленген, мұны іске асыру республиканың металлургиялық саласында жаңа технологияны негіздеу мен әзірлеуге жағдай жасайды. Осындай өндірістерді ұйымдастыру импорт бойынша шығынды бірқатар төмендетуге, жұмыс істеп тұрған өндірістік қуаттылық базасында жаңа жұмыс орындарын құруға, осы өнімге ішкі қажеттілігін қамтамасыз етуге жағдай жасайды.
Бағдарлама материалында қазіргі кездегі Қазақстан Республикасындағы металлургиялық кешенінің өндірістік жағдайы былай сипатталады: 1) елімізде қазіргі кездегі өндірісті дамыту үшін ғылымды қажетсінетін, жоғары технологиялық, арнайы материалдар мен қорытпаларының өнеркәсіптік өндірісі мүлдем жоқ; 2) машина жасау, мұнай газ, таулы-металлургиялық, жеңіл, тамақ және өнеркәсіптің басқа салалары, құрылыс индустриясы, ауыр машина жасау және кеме жасау үшін темір қақтау және металл өнімдеріне талап етілетін сұрыптау жүргізілмейді; 3) ең озық технология негізіндегі – ұнтақты металлургия, электрометаллургия, гальванотехника, жаңа литейлі мен химиялық технологиялар және т. б. материалдар мен металл бұйымдарының өнеркәсіптік өндірісі жоқ; 4) балансы аяғына дейін есептелмеген, металлдардың екінші ресурстары жеткіліксіз тиімді пайдаланылады, ал шетелге шығару бақылаусыз жүргізіледі; Мұндай мақсаттар сервистік-технологиялық экономикасының ұзақ мерзімді жоспарына өту үшін шикізаттық бағытталуынан, жағдайларды дайындауынан бастап өтуіне жағдай жасайтын, экономика саласын әртараптандыру жолымен еліміздің тұрақты дамуына жетуге бағытталған Қазақстан Республикасы Индустриалдық-инновациялы дамудың 2003 -2015 жылдарға арналған стратегиясында да қойылған.
Түсті металлургия
Дүние жүзінде 70 -тен астам түсті металл балқытылады. Оларды 14 сала өндіреді. Олардың барлығы қосылып, түсті металлургияны құрайды. Түсті металдардың көп бөлігі аз уақыттан бері ғана пайдаланыла бастады. Ғылымитехникалық революцияның нәтижесінде кеңінен қолданысқа түсті. Реактивтіұшақтар, ғарыш кемелерін, атом реакторларын жасау үшін ерекше қасиеттері бар, мүлдем жаңа конструкциялық материалдар қажет. Ондай қасиеттер тек түсті металдарда ғана бар. Бұл «түсті біртектілерде» өндірістің сан алуан қажеттіліктеріне жарайтын металдар бар. Қорғасын, никель және қалайы жемірілмейді (коррозия), титан ыстыққа төзімді келеді, ал күміс, мыс және алюминий жоғары электр өткізгіштігімен ерекшеленеді. Сондықтан олардың колданылу аясы өте ауқымды: медициналық аспаптар мен материалдардан бастап күрделі электроника мен ядролық техника осы металдардан жасалады. Және әр металл «өз кәсібін тапқан» . Мысалы, алюминий «қанатты» металл болса, қалайы «консерві құтыларының металы» болып саналады. Көптеген түсті металдардан сапасы жөнінен бастапқы материалдардан да асып түсетін қорытпалар жасалады. Мыстың қалайымен (қола), мырышпен (жез), никельмен(мельхиор), алюминиймен (дюралюминий) қорытпалары бұрыннан қолданылып келсе, ал берилий қоласы XX ғасырдың екінші жартысында пайда болды. Түсті металдар өздерінің «салмақ дәрежелері» бойынша да ерекшеленеді. Мысалы, 2008 жылы өлемдік деңгейдегі қорытпалары галий - 95 т, алюминий 40 млн тоннамен өлшенеді. Республика Кеңес Одағының түсті металлургиясының ірі базасына айналды.
Егемендік алған жылдарда жаңа өндірістер мен тұтас зауыттар пайда болды. Бұл Қазақстанның түсті металлургиясы біздің еліміздің өнеркәсібі мен әлемдік түсті металлургиядағы алдыңғы орнын сақтап қалды. Осыған орай түсті, ауыр, сирек кездесетін және басқа да металдар металлургиясын ажыратуға болады. Ауыр металдар өндірісінің географиясы: шикізат көздеріне бағытталуы. Ауыр металды кендердің қурамы өте көп болып келеді. Оларды тиімді пайдалану үшін шикізатты кешенді өңдейтін комбинаттар құрылған. Шымкентте қорғасыннан баска 14 түрлі өнім алынады. Ауыр металдарға күкірт ілесіп жүреді. Оның кендегі мөлшері 40%-ға дейін жетеді (Шығыс Қазақстандағы Николаев кеніші). Балқыту кезінде улы күкіртті газ пайда болады. Газды бөліп алып, оны күкірт қышқылына айналдырады. Бұның қоршаған ортаға тигізер зияны мол. Ауыр металдардың тағы бір ерекшелігі - құрамында пайдалы компоненттердің аз болуы. Сондықтан балқыту зауыттары шикізат көзіне таяу орналасады. Бұл - оларды орналастырудағы негізгі принцип. Ондай кендерді байыту үшін, әр компонентті біртіндеп ала отырып көп кезеңді флотация қолданады. Концентратты арнаулы пештерде балқытып, тазартылмаған металл алады. Оны шақпақтап (зиянды қоспалардан тазартып), таза шақпақталған металл алады. Біздің елімізде ауыр түсті металдарды - мыс жөне қорғасын-мырыш (полиметалл) өндірісі салалары шығарады. Концентраттағы металдың аз мөлшері (20 -30%) мен энергияны аз қажет етуіне байланысты, мыс өндірісінің зауыттары шикізатқа таяу салынады. Мыс қоры Қазақстанның барлық аудандарында бар, ең үлкендері Орталық пен Шығыста. Қазіргі кезде елімізде мыс негізінен Жезқазған мен Балқаштың кен-металлургиялық комбинаттарында (КМК) өндіріледі. Бұл қос кәсіпорында мыс алудың барлық сатылары бар.
Жеңіл металдар металлургиясы: Қуат көздеріне бағытталуы. Ауыр металдарға Қарағанды жеңіл металдар кендерінде пайдалы компоненттер көп болады. Бұл - тасымалдауға қолайлы шикізат. Бірақ оны өңдеуге орасан көп мөлшерде электр қуаты қажет. Мысалы, 1 т алюминий мен магнийге 15 мың к. Вт/сағ электр қуаты жұмсалса, титанға - 40 мың к. Вт/сағ энергия керек. Сондықтан жеңіл металдар шығаратын зауыттар арзан энергия көздеріне жақын орналасады. Бұл - оларды орналастырудың негізгі принциптері. Біздің елімізде жеңіл металдарды алюминий мен титан-магний өнеркәсіптері өндіреді. Жеңілдігі мен жоғары электр өткізгіштігіне байланысты ол шаруашылықта кеңінен қолданылады. Магниттік қасиеттерінің болмауы, әсіресе, авиация, электроника және кеме жасауда, ал улы болмауы — тамақ өнеркәсібі үшін құнды болып саналады. Алюминийдің жемірілімге төзімді болуы - көлік пен құрылыс үшін тамаша сапалы өнім болып табылады. Оны алатын шикізат құрамында алюминий тотығы (глинозем) бар боксит. Боксит Арқалық және жоғарғы Тобыл аудандарында өндіріледі. Алюминий өндіру 2 кезеңнен тұрады. Бірінші кезең - бокситтен алюминий оксидін алу - материалды көп қажет ететіндіктен (1 т дайын өнімге 5 т кен), әдетте, шикізат көзіне таяу орналасады. Ол көп мөлшерде су мен жылу қуатын қажет етеді. Сондықтан алюминий оксиді зауыты Павлодарда салынған. Павлодар алюминий зауыты(ПАЗ) - әлемдегі ірі зауыттардың бірі.
Құйма – металлды, металл қорытпаларын, пластмассаларды, шыныны, т. б. заттарды балқытып, қалыпқа құйып жасалатын бұйым немесе дайындама. Құйманы легирленген шойыннан, көміртектік және легирленген болаттан, түсті қорытпалардан (мысалы, алюминий, т. б. ) әзірлейді Шойын (Чугун) -жақсы құйылатын қасиеті бар темірмен көміртектің (2% жоғарғы) қорытпасы; темірдің көміртек (2%-дан астам, әдетте, 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 Ғе 3 С түрінде байланысқан күйде болуы мүмкін (сұр Шойын). Шойын темір 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 және шойынды әр түрлі элементтермен қоспалау қолданылады.
Электролиз
Электролиз (электро. . . және грек. lysіs – еру, ыдырау) – еріген немесе балқыған электролитке батырылған электродтарда электр тогы әсерінен жүретін химиялық реакция. Электролиттер арқылы өткен электр тогы химиялық энергияға айналады. Электролиз электролитпен толтырылған ыдысқа екі электрод орналастырып, оларды тұрақты ток көзінің полюстеріне жалғастыру нәтижесінде өтеді. Электролиз аппараттарын электролизерлер, электролиттік ванналар деп атайды. Электролизерлер корпусы болат, керамика, пластмасса, шыныдан жасалады. Коррозия мен жоғары температурадан сақтау үшін корпустың ішкі беті гуммирланады, пластмасса, отқа төзімді кірпіш немесе коррозияға берік материалмен қапталады. Катодтар дайындау үшін болат, түсті металдар (сынап, қорғасын, платина, т. б. ), металдар қорытпасы, көмір немесе графит қолданылады. Анодтар еритін және ерімейтін болады. Еритін анодтар жоғарыда аталған түсті металдан, көміртекті болаттан, кейбір қорытпалардан, ерімейтін анодтар платина, графит немесе көмір, никель және қорғасын, марганец қос тотығы, магнетиттен жасалады. Ерімейтін анод Электролиз кезінде бүлінбейді. Электр өрісінің әсерінен электролиттердегі зарядталған бөлшектердің – иондардың ретсіз қозғалысы белгілі бір бағытқа келеді: катиондар катодта, аниондар анодта зарядсызданады, яғни катиондар катодтан жетіспейтін электрондарын қосып алып тотықсызданады, аниондар анодқа артық электрондарын беріп тотығады. Балқыған натрий хлоридін Na. Cl электролиздегенде электролитте катион Na+ және анион Cl болатындықтан, Na+ катодтан жетпейтін электронын қосып алып, яғни тотықсызданып, натрий металл күйінде бөлінеді. Cl иондары анодқа артық электрондарын беріп, яғни тотығып газ түрінде Cl 2 бөлінеді. Бұл мысалда анод хлор әсерінен бүлінбейтін төзімді материалдардан (платина, графит) дайындалады. Натрий хлоридінің (Na. Cl) судағы ерітіндісін электролиздегенде катодта бөлінген металл сумен әрекеттесіп сутек және сілті 2 Na+2 H 2 O=H 2+2 Na. OH, анодта бөлінетін хлор сумен әрекеттесіп тұз қышқылы мен хлорлылау қышқылын Cl 2+H 2 O=HCl+HCl. O түзеді
Скачать презентацию Қазақстандағы металлургия өндірісі түсті және қара металдар мен
Химия - Есалиева Г.pptx