როგორც ცნობილია, მანგანუმის და სილიციუმის ოქსიდების ერთდროულად აღდგენისას მანგანუმის სასარგებლო გამოყენების მაჩვენებელი მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული სილიკატების წარმოქმნის რეაქციების მიმდინარეობაზე. ეს მოვლენა განსაკუთრებით შესამჩნევი ხდება მანგანუმის ოქსიდების კაჟმიწასთან SiO2 უშუალო კონტაქტის გაზრდის შემთხვევაში. ჩვენი ექსპერიმენტალური მონაცემებით, მანგანუმის სილიკატების წარმოქმნა საკმაოდ ინტენსიურად მიმდინარეობს უკვე 900°C. სამრეწველო-პრაქტიკული მონაცემებით მანგანუმის ღარიბი კონცენტრატების, რომლებიც შეიცავენ 25%-მდე კაჟმიწას, გამოყენების შემთხვევაში, იმის გამო, რომ სილიკატების წარმოქმნის რეაქციები მნიშვნელოვან მაჩვენებლებს აღწევს, სილიკომანგანუმის გამოდნობის პროცესს თან ახლავს წიდის მაღალი ჯერადობა (>1). ხშირ შემთხვევებში იგი შეიცავს 15-18% მანგანუმს და როგორც საბოლოო შედეგი _ მნიშვნელოვნად ეცემა მანგანუმის სასარგებლო გამოყენების მაჩვენებელი.
სილიკომანგანუმის გამოდნობის პროცესში მანგანუმის ლითონში ამოკრეფის გასაზრდელად არსებობს ორი გზა. პირველი, რომელიც გულისხმობს ე.წ. ,,გადასაყრელი” წიდების ხელმეორედ და უფრო ღრმა აღდგენას, მაგრამ იგი დაკავშირებულია ელექტროენერგიის დამატებით მნიშვნელოვან დანახარჯებთან და მეორე _ აღდგენითი პროცესების ინტენსიფიკაცია, რომელიც ერთდროულად უზრუნველყოფს ღუმელის წარმადობის გაზრდას და დნობის ტექნიკო-ეკონომიკური მაჩვენებლების გაუმჯობესებას. ამ შემთხვევაში, მანგანუმის სასარგებლო გამოყენების გაზრდის პრაქტიკული შესაძლებლობა ემყარება შემდეგს: კაზმის აღდგენის სიჩქარე და სიღრმე სხვა ფაქტორებთან ერთად (ტემპერატურა, მანგანუმის ნედლეულის ხარისხი, ღუმელის ტიპი და სხვა) მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული წიდური ნალღობის და ნახშირბადიანი აღმდგენელის თვისებებზე. რადგანაც საბოლოო წიდები კაჟმიწის შემცველობით (48-52% SiO2 ) ახლოს არიან ზღვრულ გაჯერებასთან, ამიტომ მისი როგორც ქიმიური რეაგენტის აქტიურობა განისაზღვრება ჟანგბადსილიციუმიანი ბადის სტრუქტურული თავისებურებებით. ნაჩვენები კონცენტრაციის მაღალ ზღვარზე, კაჟმიწას შეუძლია წარმოქმნას სამგანზომილებიანი სტრუქტურა მყარი ფაზის გამოყოფამდეც კი. ამ დროს წიდა ხდება ძალიან ბლანტი და მისი ნახშირბადიან აღმდგენელთან ურთიერთქმედების ეფექტურობა შესამჩნევად კლებულობს. გარდა ამისა, აღდგენილი მანგანუმის მნიშვნელოვანი ნაწილი იკარგება წიდაში ჩარჩენილი ლითონის ნაწილაკების სახით. ასეთი წიდების გათხევადება ტუტემიწიანი ფლუსების ჭარბი რაოდენობის გამოყენებით, როგორც პრაქტიკამ გვიჩვენა, იძლევა უმნიშვნელო ეფექტს, ხოლო მანგანუმის ამოკრეფა ლითონში მცირდება იმის გამო, რომ იზრდება წიდის ჯერადობა.
ჩვენს მიერ ჩატარებულმა ლაბორატორიულმა, ნახევრადსამრეწველო და სამრეწველო გამოკვლევებმა გვიჩვენა, რომ სილიკომანგანუმის წიდებზე დადებითად მოქმედებს ტუტე ლითონების ოქსიდები – Na2O , K2O . მათი გამოყენების ეფექტურობა ემყარება იმას, რომ ისინი უფრო ინტენსიურად, ვიდრე ტუტემიწათა ოქსიდები (CaO , MgO ) არღვევენ კაჟბადჟანგბადოვან კავშირებს შემდეგი რეაქციებით
2 Si O Si Na O2 Si O Na Na O Si
ტუტე ფლუსის მცირე რაოდენობაც კი (კაზმის მადნური ნაწილის 2%) საკმარისია იმისათვის, რომ მივიღოთ კარგი თხევადდენადობის წიდა, რომელიც უზრუნველყოფს როგორც აღდგენის კინეტიკურ პირობების,
გაუმჯობესებას, ასევე ლითონის ნაწილაკების უფრო სრულ დალექვას. ექსპერიმენტებში გამოცდილი ტუტე ლითონების ნაერთებიდან ყველაზე კარგი შედეგები იქნა მიღებული მაშინ, როდესაც გამოყენებულ იქნა ტუტე
ლითონების ალუმოსილიკატები – ტუფების სახით. როგორც ჩანს, ეს გამოწვეულია იმით, რომ მათ ნატრიუმის სხვა ნაერთებთან შედარებით ახასიათებთ ყველაზე მცირე აქროლადობა და დნობის შედარებით მაღალი
ტემპერატურა.
კაჟბადჟანგბადოვანი კავშირების რღვევა ფტორის მოქმედების შედეგადაც ინტენსიურად მიმდინარეობს:
− − − Si− O − Si+ F → − Si− F F − Si− +O
ამ დროს წარმოიქმნება ფხვიერი ფტორანიონური კავშირები და ჟანგბადის ჭარბი ანიონი. აღსანიშნავია ისიც, რომ კაზმში ფლუსად კალციუმის ფტორიდის გამოყენება გვაძლევს ე.წ. ,,მოკლე”, არატექნოლოგიურ წიდებს, რომლებიც შესამჩნევად ართულებენ ღუმელიდან გამოსული ნალღობის დამუშავებას საჩამოსხმო მალში.
როგორც სილიკომანგანუმის 5 და 22,5მვა სიმძლავრის ღუმელებში გამოდნობის სამრეწველო გამოცდებმა აჩვენა, კაზმში ტუტე ლითონების ალუმოსილიკატების გამოყენებით გაუმჯობესდა დნობის ძირითადი ტექნიკური შედეგები: ღუმელის წარმადობა გაიზარდა 5-6%, მანგანუმის ლითონში ამოკრეფა 3-4% და 4-5%-ით შემცირდა ელექტროენერგიის ხარჯი.
თუ წიდური ნალღობის ქიმიური აქტიურობის ამაღლება შესაძლებელია სილიკომანგანუმის გამოსადნობ კაზმში ტუტე ფლუსების გამოყენებით, ნახშირბადიანი აღმდგენელების რეაქციის უნარიანობის გაზრდა შეიძლება მიღწეულ იქნას კაზმში ახალგაზრდა მცირემეტამორფოზული ქვანახშირების გამოყენებით.
ცნობილია, რომ ასეთ ნახშირებს თავისი ფიზიკური თვისებების გამო (მანგანუმშემცველი წიდებით დასველება, ფორიანობა, შრეებს შორის მანძილი და სხვა) აქვთ მაღალი რეაქციის უნარიანობა და რამდენადაც მათი
აქროლადები შეიცავენ ნაკლები რაოდენობის მძიმე ფრაქციებს, ადვილად დისტრუქტირებადი არიან. შესაძლებელია მათი, მაგალითად მარკის, უშუალო პირდაპირი გამოყენება სილიკომანგანუმის მისაღებ კაზმში, როგორც ღია, ასევე დახურულ ღუმელებში.
ლაბორატორიულმა გამოკვლევებმა გვიჩვენეს, რომ ასეთი ნახშირების შემცველ სილიკომანგანუმის სადნობ კაზმს 900-1000°C-მდე აქვს მნიშვნელოვნად მაღალი ელექტროწინაღობა, ვიდრე ჩვეულებრივ, კოქსის
გამოყენების შემთხვევაში . მისი ეს თვისება საშუალებას გვაძლევს სილიკომანგანუმის დნობის დროს გავზარდოთ მუშა ძაბვები და შესაბამისად დნობის ინტენსივობა.
ნაწყევტი “ფეროშენადნობთა ელექტროთერმიიდან”