Технологическая схема получения цинка в дуговых электропечах
|
Технологическая схема приведена на рис. 56. Окисленные цинксодержащие материалы, восстановитель и флюсы с самой различной степенью влажности взвешивают и тщательно перемешивают. Крупность материала не играет заметной роли и шихта, содержащая 95% частиц крупностью минус 12,7 мм и плюс 0,074 мм, плавится так же успешно, как шихта, содержащая 30% частиц размером минус 0,074 мм. Компоненты шихты не должны подвергаться сегрегации при подогреве и загрузке в печь, а содержание пыли должно быть минимальным. При составлении шихты необходимо обеспечить хороший контакт между всеми составляющими ее компонентами, а угол естественного откоса относительно стен печи должен быть достаточно велик.  К химическому составу шихты не предъявляется жестоких требований. Перерабатывают материалы, содержащие около 20% Zn, -20% Fe и, кроме того, свинец, кадмий и медь, а также богатые 60%-ные цинковые концентраты. Можно применять восстановитель, содержащий от 2 до 6% летучих и 20% золы, но содержание свободного углерода должно быть от 60 до 80%. Подвергаемая плавке шихта не должна содержать более 1 % S и 1 % СО2. Поэтому сульфидные материалы перед плавкой обжигают, а перемешанную шихту предварительно прокаливают в трубчатой печи. Продолжительность пребывания шихты в прокалочной печи 2 ч. Печь отапливается окисью углерода, образующейся при электроплавке. При температуре 850—900 °С, достигаемой в трубчатой печи, отгоняются летучие, содержащиеся в топливе, часть окиси железа восстанавливается до закиси, диссоциирует известняк. Образующаяся при этом пыль и некоторое количество возгонов цинка, свинца и кадмия улавливаются в рукавных фильтрах и возвращаются в шихту агломерации. Горячая шихта поступает в теплоизолированный бункер, из которого подается в движущиеся по монорельсам контейнеры с тепловой изоляцией. Одновременно в печь загружают 2—3 т шихты. Загрузку ведут через воронки в своде печи, расположенные вдоль стен. Таким же способом загружают в печь и все оборотные полупродукты процесса — пусьеру, дроссы и и пр. Печь загружают ежечасно. Уровень загрузки и глубину расплавленной ванны контролируют с помощью стержней, погружаемых в печь через устроенные для этой цели отверстия. Строго контролируют величину загрузки и потребляемой электроэнергии. Расплавленный шлак и чугун собираются на поду печи. Поддерживается постоянный и достаточно большой слой чугуна, защищающего подину от действия дуги, и обеспечивается одновременный выпуск до 10 т чугуна. Для предотвращения непосредственного контакта электрической дуги с чугуном в ванне поддерживают постоянный слой шлака, и промежутки между выпусками этих расплавов определяются составом шихты. Чугун отливают в песок, а шлак гранулируют. Пары цинка, свинца, кадмия и большей части серебра совместно с окисью углерода по газоходу, футерованному огнеупорным кирпичом, поступают в конденсатор с разбрызгивающим ротором. Пары конденсируются, температуру жидкой ванны в конденсаторе поддерживают постоянной на уровне 500 °С с помощью охлаждаемых водой змеевиков, погруженных в соединенные с конденсатором зумпфы. По мере накопления в ванне металла его сливают через сифонный порог или периодически выпускают в ковши. Окись углерода поступает из конденсатора в водоорошаемый скруббер, очищается от увлеченных ею твердых частиц и после окончательной очистки в трубе Вентури ее направляют для сжигания в трубчатую печь для прокалки шихты и в ликвационные котлы. Труба Вентури служит одновременно для поддержания постоянного давления в печи. Уловленную в конденсаторе и скруббере пусьеру возвращают в печь. Цинк подвергают ликвации. При этом из него выделяются свинец и железо и полученный металл обычно отвечает маркам ликвационного цинка. В случае необходимости получения более чистого цинка его подвергают ректификации. Железные дроссы, получаемые в ликвационном котле, гранулируют и возвращают в шихту электропечи. |
