3. Электротермический способ переработки цинксодержащих шлаков.

Процесс восстановления электроплавки может быть организован по двум схемам. По первой схеме печь может работать при разряжении, в этом случае пары цинка окисляются до оксида цинка в специальной камере дожигания и улавливаются в электрорукавных фильтрах. Вторая схема предусматривает работу печи под разряжением около 10 Па с последующей конденсацией цинка в специальных конденсаторах, в которых для облегчения процесса каплеобразования жидкий цинк или свинец разбрызгивается специальной мешалкой.

При такой организации процесса, кроме отвального шлака и цинка, получают также штейн и так называемую пусьеру, состоящую в основном из твёрдых частиц металлического цинка, окисленных с поверхности.

В Гинцветмете работы по интенсификации процесса электротермии ведутся по двум направлениям:

1 – усиление массообмена путём перемешивания расплавов электропечи инертными газами (азотом) через верхние, погружённые в расплав фурмы;

2 – повышение температуры в реакционной зоне контакта восстановительных газов.

В последнем случае использованы приёмы, характерные для получения низкотемпературной плазмы.

Полупромышленные испытания интенсификации процесса электротермического восстановления цинксодержащих шлаков путём перемешивания их азотом установили возможность повышения удельной производительности электропечных агрегатов в 7 – 10 раз.

За два часа электротермического восстановления, сопровождающегося барботажным перемешиванием азотом, удалось снизить количество меди в отвальном шлаке до 0,4 %, цинка до 0,6 %. Извлечение меди и цинка при этом составило 91 – 96 %. Технологические параметры электротермического восстановления цинксодержащих шлаков выше обычных показателей при фьюминговании.

В качестве газа-восстановителя в низкотемпературной плазме использовали пропан, газом-носителем служил аргон. В систему подавали воздух, который обеспечивал сжигание газа при нужном значении . Схема лабораторной установки представлена на рис. 4. Полупромышленные опыты проводились на установке, основанной на электропечи мощностью 1 МВт, производительностью 1 т/ч шлака. Перерабатывали шлак, содержащий около 10 % цинка.

Рис. 4. Схема лабораторной установки:

1. фурма; 2 – электродуговой нагреватель;

2. тигель с расплавом; 4 – кожух; 5- корпус установки.

В ходе испытаний были отработаны оптимальные режимы ведения плавки, что позволило провести сравнительный анализ опытных данных с показателями фьюмингования цинксодержащих шлаков Чимкентского свинцового завода, где в качестве восстановителя также используется природный газ:

Таблица 1.

Приведённые данные свидетельствуют о ряде преимуществ предлагаемого процесса по сравнению с фьюмингованием.