РЕФЕРАТ 2
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Описание и схема получения сырой вельц-окиси в ПАО «ЧЦ,3». Основные направления исследований
1.1.1 Технологическая схема вельцевания в ПАО «ЧЦ,3» 8
Е Е2 Сырье вельц-печей ПАО «ЧЦ,3» 10
1.1.3 Физико-химические основы процесса вельцевания 12
1.1.4 Продукты вельцевания ПАО «ЧЦ,3» 16
1.1.5 Исследования вельцевания 16
1.2 Патентно-литературный обзор по технологиям и причинам уда¬
ления хлора и фтора из сырой вельц-окиси. Описание технологии прокаливания 19
1.2.1 Отмывка вельц-окиси от С1 и F 21
1.2.2 Прокалка вельц-окиси после вельцевания пыли
электродуговой печи в полупромышленных условиях
1.2.3 Микроволновое удаление F и С1 из вельц-окиси 31
1.2.4 Удаление хлора и фтора из вельц-окиси после вельцевания
свинцовых шлаков 36
1.2.5 Причины удаления хлора и фтора из вельц-окиси 45
1.3 Описание технологии прокаливания вельц-окиси в ПАО «Челя¬бинский цинковый завод»
1.3.1 Подготовка и загрузка вельц-окиси в печь прокаливания ... 46
1.3.2 Технология прокаливания вельц-окиси 46
1.3.3 Улучшение технологии при использовании прокаленной
вельц-окиси в ПАО «ЧЦ,3» 49
1.4 Металлургические расчёты с использованием пакета прикладных программ HSC CHEMISTRY
Е4.1 Термодинамическое моделирование 50
Е4.2 Программный комплекс HSC CHEMISTRY 51
1.4.3 Работа с программным комплексом HSC CHEMISTRY .... 52
1.4.4 Основы термодинамического моделирования 53
1.4.5 Расчет автоклавного выщелачивания сульфидного
цинкового концентрата 53
1.4.6 Термодинамический подход пирометаллургии
на поведение галогенов 57
2 ПРОКАЛКА ВЕЛЬЦ-ОКИСИ 62
2.1 Состав промышленных материалов 62
2.2 Термодинамическое моделирование химических
превращений компонентов вельц-окиси при нагреве 66
2.2.1 Термический распад хлоридов 68
2.2.2 Термический распад сульфатов 70
2.3 Экспериментальные работы по прокалке вельц-окиси в лабораторных условиях
2.3.1 Дериватографический анализ 71
2.3.2 Прокалка в муфельной печи 71
Выводы по разделу два 75
3 ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ И СОСТАВА
ОБРАЗЦОВ ВЕЛЬЦ-ОКИСИ
3.1 Химический состав прокаленной вельц-окиси 76
3.2 Микроструктура образцов прокаленной вельц-окиси 77
3.2.1 Образец 5 (1000 °C) 77
3.2.2 Образец 6 (1050 °C) 80
3.2.3 Образец 7 (1100 °C) 82
3.2.4 Образец 8 (1160 °C) 89
3.2.5 Окатыш из печи прокаливания 93
3.3 Обсуждение результатов 99
Выводы по разделу три 101
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 102
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 103
В работе получены следующие результаты.
Установлен химический и фазовый составы исходной сырой вельц-окиси и конденсированных продуктов обжига вельц-окиси , полученных в производствен-ных условиях ПАО «ЧЦЗ». Исходная вельц-окись содержит порядка 60-65 мас.% цинка, 8-12 мас.% свинца, 0,8-1,5 мас.% хлора, 1,5-2,0 мас.% серы. Основными веществами исходной вельц-окиси являются оксид цинка ZnO (~ 70-80 мас.%), сульфат свинца PbSO4 (~ 10-15 мас.%), феррит цинка ZnFe2O4 (~ 4-8 мас.%). Хи-мические элементы, концентрация которых мала, могут входить в состав следую-щих соединений: ZnCl2, РЬС12, ZnSO4, Na2SO4, K2SO4 - менее 5 мас.% фаз в сумме.
Выполнено термодинамическое моделирование химических превращений с компонентами вельц-окиси при нагреве. Установлено, что ZnCl2 должен полно-стью испаряться в интервале температур 500-670 °C; РЬС12 - в интервале темпе-ратур 620-860 °C. Распад сульфатов на конденсированный оксид металла и газо-образные оксиды серы реализуется в следующих интервалах температур: ZnSO4 - от 760 до 940 °C; PbSO4 - от 1000 до 1260 °C.
Выполнены дериватографические исследования прокалки сырой вельц-окиси и лабораторные эксперименты по прокалке образцов сырой вельц-окиси при тем-пературах 700, 800, 900, 950, 1000. 1050, 1110 и 1160 °C. Установлено, что уменьшение массы исходной вельц-окиси в результате распада и испарения от-дельных компонентов составляет 10 мас.% при нагреве до 1300 °C.
Выполнено электронно-микроскопическое исследование микроструктуры об-разцов прокаленной вельц-окиси. Выполнен рентгеноспектральный микроанализ общего состава образцов прокаленной вельц-окиси и состава фаз вельц-окиси. В результате прокалки большая часть хлора (85-90 отн.%) удаляется из вельц-окиси после прокалки уже при 800 °C. Основными веществами в прокаленной вельц- окиси являются: оксид цинка ZnO (~ 55-65 мас.%), феррит цинка ZnFe2O4 (~ 10¬15 мас.%). силикат цинка Zn2SiO4 (~ 10-15 мас.%), оксид свинца РЬО (~ 4¬10 мас.%), возможно присутствие недоразложившегося сульфата свинца, до 5¬10 мас.%. Прокаленные образцы вельц-окиси состоят из микроконгломератов, представляющих собой кристаллиты фаз оксида цинка, феррита и силиката цинка, «склеенных» между собой жидкой (при температурах прокалки) фазой, содержа-щей оксид свинца.
Сделан вывод, что во вращающейся вельц-печи появление жидкой фазы на ос-нове оксида свинца РЬО приводит к окатыванию порошкового материала в грану-лы (по аналогии с тарельчатым или барабанным гранулятором).
Цель работы, - установить возможные причины образования окатышей при прокалке сырой вельц-окиси во вращающейся печи, - достигнута; задачи решены.
Результаты работы могут быть использованы в производственных технологиях для совершенствования и модернизации процесса прокаливания вельц-окиси.
