ОБЕСЦИНКОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ ПЫЛЕЙ

В пылях доменного (в меньшей степени конвертерного и электрос¬талеплавильного) производства содержится довольно значительное коли¬чество цинка, свинца и солей щелочных металлов, вредно влияющих на процесс получения чугуна. Особенно нежелателен цинк, вызывающий об¬разование настылей в доменной печи, разрушение ее футеровки, ухудша¬ющий качество агломерата, изготовленного из сырья с большим содержа¬нием цинка. При утилизации таких пылей присадкой их в агломерацион¬ную шихту происходит накоплениецинка в получаемом агломерате. По су¬ществующим нормам содержание цинка в сырье, поступающем в доменную печь, не должно превышать 1.0 %, в то время как в пылях доменных га¬зоочисток его содержание может доходить до 15.3 % на Кузнецком ме¬таллургическом комбинате ( по данным 1986 г.), 3.8 % на Череповец¬ком, 1.94 % на Нижнетагильском, 1.5-2.77 % на Западно-Сибирском ме¬таллургическом комбинате (на заводах Украины не превышает 0.5 %). Это свидетельствует о необходимости обесцинкования пылей (шламов), имеющих повышенное содержание цинка. Разработаны два типа процессов извлечения цинка из исходного материала (окисленные цинковые руды, цинковые шлаки и кеки, пыли, шламы) - пиро- и гидрометаллургический. Первый применяется в основ¬ном в черной металлургии, второй - в цветной. Основой пирометаллур-гического процесса извлеченияцинка (и свинца) является восстанови¬тельный обжиг сырья чаще всего во вращающихся (трубчатых) печах, восстановитель кокс,а в последние годы энергетический уголь. Можно утверждать, что все процессы получения металлизованных окатышей так или иначе связаны с отгонкой цинка из исходной шихты и последующим улавливанием его в виде оксида либо металлического цинка. Взаимо¬действие углерода с оксидом цинка протекает по реакциям ZnO + C = Zn(пар) + CO; ZnO + C = 2 Zn(пар) + CO2. Первая реакция пртекает при температуре 950 С, вторая - при 1070 С и выше, причем возгонка цинка наиболее интенсивно идет при 980-1000 С. Установлена линейная зависимость между количеством полу¬чаемого цинка и степенью металлизации шихты. Вчастности, в конце трубчатой печи степень возгонки цинка возрастает до 96-98 %, свинца- - до 99 %, а степень металлизации - до 94 %. При температуре выше 1100 С существенноускоряется процесс возгонки всех цветных металлов, содержащихся в сырье. В возгонках восстановительного обжига пылей доменных газоочисток может находится значительное количество редко¬земельных элементов (например, теллура и индия до 0.15 кг/т пыли). Предварительная подготовка пыли (кека) обычно заключается в их гра¬нуляции с получением окатышей диаметром 5-15 мм. В последние годы разрабатываются новые способы извлечения цинка и других цветных металлов из дисперсных отходов металлургического производства. В частности, был предложен процесс их обесцинкования путем электроплавки окатышей, полученных из пыли, в дуговой электро¬печи. Принципиально этот метод заключается в следующем. При получе¬нии окатышей в них "накатывался" углеродосодержащий материал (напри¬мер, молотый кокс) с тем, чтобы при плавке их в дуговой печи образо¬вывалась восстановительная атмосфера. Оксиды кремния, кальция, мар¬ганца, имеющиеся в окатышах, представляют собой по существу пустую породу; при плавке они образуют шлаковый расплав, который периоди¬чески выпускается из печи. Цветные металлы возгоняются и образу¬ющийся пылегазовый поток направляется в газоочистные сооружения че¬рез окислительную камеру. Цветные металлы превращаются в оксиды, ко¬торые затем и улавливаются. Уловленная пыль содержит до 50 % цинка. Кроме того, газовым потоком выносятся и такие металлы, как индий, таллий, кадмий. Возможно проведение процесса обесцинкования с использованием плазмы. В способе "Плазмадаст" (Швеция) восстановительным агрегатом является шахтная печь, в которую загружаются исходный материал (пыль) и коксовая мелочь. В нижней части ее располагаются плазматро¬ны. В восстановительной атмосфере печи оксид цинка восстанавливает¬ся до чистого цинка, который, находясь в парообразном состоянии, вместе с отходящими газами поступает в конденсатор, где конденсиру¬ется до жидкого мета