Journals →  Цветные металлы →  2016 →  #6 →  Back

Тяжелые цветные металлы
ArticleName Кристаллизация расплава при центробежной фильтрации гартцинка
DOI 10.17580/tsm.2016.06.05
ArticleAuthor Дьяков В. Е.
ArticleAuthorData

ОАО «ЦНИИолово», Новосибирск, Россия:

В. Е. Дьяков, консультант, сотр. лаб. сплавов и флюсов, эл. почта: dve106@gmail.com

Abstract

Исследован процесс регенерации цинка на лабораторной центрифуге с погружным вращающимся фильтром из прижатых друг к другу конусных тарелей с заборными окнами. Расплавленный гартцинк вовлекался в полость вращающегося фильтра, продавливался через фильтрующую щель, а кристаллы дроссов накапливались в полости фильтра. Исследована зависимость состава дроссов в полости фильтра от состава расплавленного гартцинка. Изучена кинетика очистки цинка от железа методом центробежной фильтрации расплавленного гартцинка с использованием погружного фильтра. Уточнены оптимальные температуры процесса фильтрации. Измерена удельная поверхность дроссов методом адсорбции аргона и определена толщина пленки жидкого цинка на поверхности кристалла FeZn10. Показана необходимость укрупнения кристаллов кристаллизацией. Выявлена необходимость кристаллизации расплава в диапазоне температур на 100 оС выше температуры фильтрации. Термодинамические расчеты показали, что реакция взаимодействия алюминия с интерметаллидом FeZn10 идет с образованием Fe2Al5. Показаны оптимальные соотношения алюминия и железа и их влияние на выход железа в дроссы. Установлено, что повышенное содержание алюминия в расплаве является условием образования пены на поверхности расплава. Методом ренгеновского микроанализа выявлено, что в дроссах кристаллы соединения железа с алюминием покрыты оксидной пленкой. Показано, что окисленные кристаллы образуют пену на поверхности металла и влияют на производительность процесса фильтрации. Выявлены условия фильтрации гартцинка с образованием пены при повышении температуры кристаллизации до 690 оС. Приведены параметры промышленного рециклинга цинка путем центробежной фильтрации расплавленного гартцинка, полученного от разных компаний.

Автор выражает благодарность В. Ю. Перевозкину (Институт неорганической химии СО РАН) и Н. Е. Буяновой (Институт катализа СО РАН) за помощь в проведении анализа образцов и интерпретации результатов.

keywords Гартцинк, рециклинг, фильтрация расплава, температура фильтрации, центробежное поле, кристаллизация, пена, интерметаллиды, алюминий, цинк, окисление
References

1. Проскуркин Е. В., Петров И. В., Журавлев А. Ю., Иванов О. В., Сухомлин Д. А. Анализ цинковых покрытий на основе диаграммы состояния железо – цинк // Сталь. 2012. № 7. С. 59–64.
2. Oster R. Direkte Verarbeitung heiber Kratze durch Zentrifugieren in Kompaktanlagen // Metall. 1998. Bd. 52, No. 12. S. 17–19.
3. А. с. 1005480 РФ, МКИ C 22 B 19/32. Способ рафинирования цинка от железа / В. Е. Дьяков, С. Н. Сутурин ; заявл. 20.07.1981 ; опубл. 10.03.2012, Бюл. № 7.
4. Suturin S. N., Dolgov A. V. Device to refine melted metals // Offcial catalogue of 44th World Exhibition of invention, Research and industrial innovation «BRUSSELS EUREKA 95». — Brussels, 1995. P. 206.
5. Schmitz D., Friedrich B. In-house recycling of hard zinc and zinc ash by liquid metal centrifugation // Proceedings of EMC 2007. —Düsseldorf, Germany, 11–14 june 2007.
6. Дьяков В. Е. Кинетика центробежной фильтрации расплавленного гартцинка погружным фильтром // Технология металлов. 2011. № 6. С. 32–37.
7. Дьяков В. Е. Разработка технологии очистки гартцинка ванн горячего цинкования // Сталь. 2002. № 4. С. 68–70.
8. Гель В. Н. Комплексная переработка отходов горячего цинкования стали // «Втормет 90» : 2-я нац. науч.-техн. конф. с междунар. участием. — София, 23–25 октября 1990. С. 33, 34.
9. Вислобокова С. Л., Марутьян С. В. Проблемы освоения технологии горячего цинкования в России // Металлург. 2011. № 9. С. 11–13.
10. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов : в 2 т. Т. 2. — М. : Металлургиздат, 1962. — 1486 с.
11. Koster Werner, Godecke Tilo. Das Dreistoffsystem Eisen-Aluminium-Zink // Zeitschrift für Metallkunde. 1970. Bd. 61, No. 9. S. 649–658.
12. Тюрин А. Г. Термодинамический анализ образования фаз в процессах электрохимического осаждения титана из водных растворов // Электрохимия. 1990. Т. 26, вып. 12. С. 1599–1606.
13. Joo Hyun Park, Geun-Ho Park, Doo-Jiu Paik, Yoon Huh, Moon-Hi Hong. Influence of Aluminum on the Formation Behavior of Zn – Al – Fe Intermetallic Particles in a Zinc Bath // Metallurgical and Materials Transactions A. 2012. Vol. 43, No. 1. P. 195–207.
14. Трусов Б. Г. Программная система TERRA для моделирования фазовых и химических равновесий // Труды ХIV Междунар. конф. по химической термодинамике в России. — СПб., 2002.
15. Пат. 1839641 РФ, МПК B 04 B 11/02. Способ управления фильтрующей центрифугой в процессе рафинирования расплавленных металлов от твердых примесей / Токарев Г. И., Дьяков В. Е., Клещенко И. Н., Дугельный А. П., Корюков Ю. С. ; опубл. 30.12.1993.
16. Ильюшенко А. Ф., Шевцов А. И., Громыко Г. Ф., Оковитый В. А., Сараев Ю. Н., Клецко В. В., Козорез А. А. К вопросу оптимизации технологических параметров газотермического напыления защитных покрытий // Порошковая металлургия. 2012. № 35. С. 198–204.
17. Irissou E., Legoux J.-G., Ryabinin A. N., Jodoin B., Moreau C. Review on Cold Spray Process and Technology: Part I — Intellectual Property // Journal of Thermal Spray Technology. 2008. Vol. 17, No. 4. P. 495–516.
18. Ranjan Madhu, Jvan Goij Wim. Interfacial layer foration in a Zn-23-0,3 Si galvanizing bath // Proceedings of AISTech 2013 — The Iron and Steel Technology Conference and Expositions. — Pittsburgh, 6–9 May 2013. P. 1747–1753.

Language of full-text russian
Full content Buy
Back