Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН, г. Москва

В. Г. Леонтьев, ст. науч. сотр., e-mail: leontiev_v_g@mail.ru

В. А. Брюквин, зав. лаб.

Рассмотрены механизм и кинетика восстановления шлаковых расплавов различными способами. Обсуждаются возможности ускорения процесса восстановления шлаковых расплавов путем организации плавки в режиме вспенивания шлакового слоя. Это достигается подачей восстановителя в слой металлического расплава на основе железа, находящегося под слоем шлака. Образование газообразных продуктов реакции восстановления оксидов железа углеродом, растворенным в железе, на границе шлак – металл приводит к возникновению явления вспенивания шлакового расплава. Приведены экспериментальные данные глубины вспененного слоя и скорости восстановления в зависимости от интенсивности подачи восстановителя в металлический слой. Установлена линейная связь между скоростью восстановления и увеличением высоты вспененного слоя. Особенности тепло- и массообменных процессов при вспенивании оксидных расплавов позволяют организовать высокоинтенсивный пирометаллургический процесс восстановления железа и тяжелых цветных металлов из железо-силикатно-кальциевых шлаков с минимальным объемом отходящих газов.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект № 11-08-12062-офи-м-2011.

1. Санников Ю. И., Лямина М. А., Шумский В. А. Влияние состава шлакового расплава на механизм восстановления ZnO // Изв. АН СССР. Металлы. 1987. № 5. С. 60–65.
2. Kimihisa Ito, Frueham R. J. Study on the foaming of CaO – SiO₂ – FeO slags. Part 1. Foaming Parameters and Experimental Results // Met. Trans. 1989. B. 20, N 4. P. 509–514.
3. Санников Ю. И., Лямина М. А., Кеслер М. Н., Шумский В. А. Кинетика углетермического восстановления оксида цинка из высокоосновных расплавов // Изв. АН СССР. Металлы. 1988. № 5. С. 5–11.
4. Kimihisa Ito, Frueham R. J. Study on the foaming of CaO – SiO₂ – FeO slags. Part 2. Dimentional analysis and foaming in iron and steelmaking processes // Met. Trans. 1989. B. 20, N 4. P. 515–521.
5. Sato A., Aragane G. et al. Reducing rates of molten iron oxide by solid сarbon or сarbon in molten iron // Transactions of the iron and steel Inst. of Japan. 1987. Vol. 27. P. 789–796.
6. Леонтьев В. Г., Брюквин В. А. Вспенивание, макрокинетика и механизм углетермического восстановления железистых цинксодержащих оксидных расплавов // Металлы. 1995. Т. 1. С. 14–20.
7. Пат. 2016116 РФ. Способ извлечения цинка из железосодержащего оксидного сырья / Леонтьев В. Г., Брюквин В. А. ; опубл. 04.06.1992.
8. Леонтьев В. Г., Брюквин В. А., Гуревич Е. Я. Физико-химические основы интенсификации углетермического восстановления шлаковых расплавов // Цветные металлы. 1995. № 10. C. 32–34.
9. Гуревич Е. Я., Резник И. Д., Леонтьев В. Г., Брюквин В. А. Разработка интенсивной технологии электроплавки в печи вспененной ванны // Цветные металлы. 1992. № 6. C. 21–23.