Kimyo · Elementlar kimyosi · 7-sinf

Foydali qazilmalar

Muruntov oltini va Olmaliq misi qanday rudadan, qanday qilib ajratib olinadi?

Vaziyat

Toshkent viloyatidagi Olmaliqda qazib olingan har tonna rudada atigi 3–4 kilogramm mis bor, Navoiy viloyatidagi Muruntov oltin karyerining chuqurligi esa 650 metrdan oshgan. Qizilqumda fosforit, Qashqadaryoda kaliy tuzi va gaz, Angrenda ko‘mir qazib olinadi. Foydali qazilmalar qanday minerallardan iborat, ularni qanday tanib olamiz, rudadan metall qanday ajratiladi va bu tabiatga qanday iz qoldiradi?

Mavzu

Foydali qazilmalar va O‘zbekiston konlari. O‘zbekiston yer osti boyliklari xaritasi: Muruntov oltini, Olmaliq misi, Qizilqum fosforiti, Tyubegatan kaliy tuzi, Sho‘rtan gazi, Angren ko‘miri

Asosiy tushunchalar

Minerallar va rudalar
O‘zbekiston konlari
Boyitish va ekologik iz

Formulalar

ω (Cu) = \frac{A_{r} (Cu)}{M_{r} (CuFeS_{2})} = \frac{63,5}{183,5} \approx 34,6 %

Mineraldagi elementning massa ulushi — xalkopiritda mis.

CaCO_{3} + 2 HCl \overset{}{\to} CaCl_{2} + CO_{2} ↑ + H_{2} O

Kalsit kislotada «qaynaydi» — karbonatli minerallarni shunday tanishadi.

m (ruda) = \frac{m (metall)}{ω \cdot η}

$ω$ — rudadagi metall ulushi, $η$ — ajratib olish darajasi: 0,4 % misli rudadan 1 kg mis uchun ≈ 0,3 t ruda.

R = 1 - e^{- k t}

Flotatsiya: vaqt $t$ davomida ajratib olingan ulush; $k$ — zarra kattaligi, kollektor va havoga bog‘liq.

2 CuFeS_{2} + 4 O_{2} \overset{}{\to} Cu_{2} S + 2 FeO + 3 SO_{2}

Konsentrat kuydirilganda SO₂ ajraladi — uni tutib, sulfat kislota olinadi (aks holda kislotali yomg‘ir).

Nazariya

Mineral, tog‘ jinsi va ruda

Mineral — tabiatda hosil bo‘lgan, aniq tarkib va kristall tuzilishga ega kimyoviy birikma yoki element: kalsit $CaCO_{3}$ , pirit $FeS_{2}$ , tug‘ma oltin Au. Tog‘ jinsi — minerallar aralashmasi (granit: kvars, dala shpati, slyuda). Ruda — undan metall yoki qimmatli moddani ajratib olish foydali bo‘lgan jins. Geologik birikmalar sinflari: tug‘ma elementlar (oltin, kumush, oltingugurt), sulfidlar (pirit, xalkopirit), oksidlar (magnetit $Fe_{3} O_{4}$ ), karbonatlar (kalsit), galogenidlar (galit NaCl, silvin KCl), fosfatlar (apatit $Ca_{5} (PO_{4})_{3} F$ ). Foydali qazilmalar: rudali (metallar), norudali (fosforit, kaliy tuzi, osh tuzi, ohaktosh, marmar), yonuvchi (ko‘mir, neft, gaz).

Minerallarni qanday tanish mumkin

Rang ko‘pincha aldaydi: pirit oltindek yaltiraydi («ahmoqlar oltini»). Ishonchli belgilar: chiziq rangi — chinni plastinkada qoldirgan izi (pirit — yashilsimon-qora, oltin — sariq); qattiqlik — Moos shkalasi 1 (talk) dan 10 (olmos) gacha, pirit 6–6,5, oltin 2,5–3; zichlik — oltin 19,3 g/sm³, pirit 5,0; magnitlik — magnetit magnitga tortiladi; kislota — karbonatlar HCl da CO₂ chiqarib «qaynaydi»; alanga rangi: natriy — sariq, kaliy — binafsha, kalsiy — g‘isht-qizil, mis — yashil. Galit va silvin bir-biriga juda o‘xshaydi — alanga ularni darhol ajratadi.

O‘zbekiston konlari

Muruntov (Navoiy viloyati) — oltin: 1958-yilda ochilgan, 1967-yildan qaziladi, karyer ≈ 5,5 × 3,4 km, chuqurligi 650 m dan ortiq; Navoiy kon-metallurgiya kombinati. Olmaliq (Toshkent viloyati) — mis, oltin, kumush, molibden; Qalmoqqir va Yoshlik konlari rudasida mis ≈ 0,4 %. Angren — qo‘ng‘ir ko‘mir. Qizilqum fosforit kombinati (Konimex tumani, Jeroy-Sardara koni) — fosforit, ≈ 16–19 % P₂O₅. Dehqonobod (Qashqadaryo) — silvinit, kaliyli o‘g‘it. Sho‘rtan, Muborak, Gazli, Surg‘il (Ustyurt) — tabiiy gaz; Sho‘rtan va Ustyurt gaz-kimyo majmualari undan polietilen ishlab chiqaradi, Muborakda gazdan oltingugurt olinadi. Uchquduq — uran. Marmar — Navoiy viloyati Nurota tumanidagi G‘ozg‘on konlarida. (Xaritadagi joylashuvlar taxminiy.)

Boyitish: maydalash va flotatsiya

Mis rudasida 99 % dan ko‘prog‘i keraksiz jins (asosan kvars va silikatlar). Shuning uchun ruda boyitiladi: avval maydalagich va sharli tegirmonda ≈ 0,1 mm gacha yanchiladi, so‘ng flotatsiya qilinadi. Suv va ruda aralashmasiga kollektor (ksantogenatlar) qo‘shiladi — u sulfid minerallar sirtini suv yuqtirmaydigan (gidrofob) qiladi; havo pufakchalari ularga yopishib, ko‘pik bilan yuqoriga chiqaradi. Kvars gidrofil — u pastda qoladi (chiqindi). Juda yirik zarra pufakchada tura olmaydi, juda maydasi sekin yopishadi va ko‘pikka suv bilan birga keraksiz jins ham chiqadi. Konsentrat keyin kuydiriladi, eritiladi va elektroliz bilan tozalanadi.

Ekologik iz va uni kamaytirish (amaliy mashg‘ulot)

Bir tonna metall uchun yuzlab tonna jins qaziladi: karyer, bo‘sh jins uyumlari, reagent va metall qoldiqlari bo‘lgan chiqindi (shlam) omborlari, chang, ko‘p suv sarfi, kuydirishda SO₂. Izni kamaytirish yo‘llari: qayta ishlash (alyuminiyni qayta eritish birlamchi olishga ketadigan energiyaning ≈ 95 % ini tejaydi — Xalqaro alyuminiy instituti: 186 MJ/kg o‘rniga ≈ 8,3 MJ/kg), chiqindidan qo‘shimcha metallar olish, SO₂ ni sulfat kislotaga aylantirish, suvni qayta aylantirish, karyer va uyumlarni rekultivatsiya qilish (tuproq yotqizib, ko‘kalamzorlashtirish). Amaliy ishda mahsulotni tanlab, qancha ruda va bo‘sh jins qazilishini hisoblang, qayta ishlash ulushini oshirib, izni solishtiring.

Xavfsizlik va model

Xavfsizlik: xlorid kislota bilan ko‘zoynakda ishlang, tomchini to‘kmang; minerallarni (galit ham) tatib ko‘rmang; spirt lampani qalpoq bilan o‘chiring. Model: minerallarning qattiqligi va zichligi — ma’lumotnoma qiymatlari; konlar joylashuvi taxminiy; flotatsiyada birinchi tartibli kinetika (tezlik konstantalari sxematik), ruda 0,5 % Cu deb olingan, vaqt 30 marta tezlashtirilgan, idishda xalkopirit zarralari ko‘rinish uchun ko‘paytirib chizilgan; ekologik izda ruda tarkibi, ajratib olish darajasi va bo‘sh jins nisbati namunaviy (model) qiymatlar, transport va qayta ishlash bosqichlari hisobga olinmagan.

Bilasizmi?

Muruntov oltin koni 1958-yilda ochilgan va 1967-yildan qazib kelinadi; karyerning uzunligi ≈ 5,5 km, kengligi ≈ 3,4 km, chuqurligi esa 650 metrdan oshadi.
Xalqaro alyuminiy instituti ma’lumotiga ko‘ra, alyuminiyni qayta eritish uni boksitdan olishga ketadigan energiyaning taxminan 95 % ini tejaydi; o‘rtacha 4–5 t boksitdan 2 t glinozem, undan esa 1 t alyuminiy olinadi.

Tajribada nima bor

Tajriba hayotiy vaziyatdan boshlanadi: natijani taxmin qilasiz, boshqaruvlarni o‘zgartirib tajriba o‘tkazasiz va xulosa chiqarasiz. Ichida topshiriqlar, nazariya, test va ekskursiya bor — kamera o‘zi harakatlanib, eng muhim joylarni tushuntiradi.

Shu bo‘limdagi boshqa tajribalar

Havo: tarkibi va ifloslanishi — 7-sinf
Kislorod va ozon — 7-sinf
Vodorod — eng yengil gaz — 7-sinf
Suv: tarkibi va xossalari — 7-sinf
Ohak va birikmalar sinflari — 8-sinf
Metallmaslar va galogenlar — 8-sinf
Xlor va xlorid kislota — 8-sinf
Kislorod guruhi va oltingugurt — 8-sinf
Sulfat kislota va kontakt usuli — 8-sinf
Azot, ammiak va nitrat kislota — 8-sinf