Статья подготовлена по результатам работы,

выполненной по программе Президиума РАН №39 (проект № АААА-А18-118031490124-4).

 

УДК 669.054.83        

http://doi.org/10.5281/zenodo.2258528

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ПРОКАЛКИ ПЫЛИ

ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА СОВМЕСТНО С ОКСИДАМИ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ

©Грудинский П. И., SPIN-код: 1951-3432, ORCID: 0000-0002-7358-150X,
Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН, г. Москва, Россия, GruPaul@yandex.ru
©Шурлова А. А., Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН, г. Москва, Россия, stasya_30.07@mail.ru
©Севостьянов М. А., SPIN-код: 3786-0419, канд. техн. наук, Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН,
г. Москва, Россия, cmakp@mail.ru
©Дюбанов В. Г., SPIN-код: 9113-0555, канд. техн. наук, Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН,
г. Москва, Россия, dyuba@imet.ac.ru

 

Аннотация. Пыль электросталеплавильного производства имеет в своем составе значительное содержание цинка, многократно превышающее его содержание в рудных материалах. Основной фазой цинка в пыли является трудноразлагаемый феррит ZnFe2O4. В работе исследован процесс прокалки пыли электросталеплавильного производства совместно с оксидами кальция и магния с целью перевода феррита в легкорастворимую оксидную форму и попутного удаления галогенов и свинца. Изучен элементный и фазовый состав пыли двух предприятий РФ. Выполнены термодинамические расчеты и лабораторные эксперименты в системах ZnFe2O4–CaO и ZnFe2O4–MgO на чистых компонентах при 900 1000 °C. Выполнено термодинамическое моделирование для пыли электросталеплавильного производства в присутствии оксидов кальция и магния. Установлено, что в образцах пыли разных предприятий количество ценных компонентов значительно различается, однако минералогический состав является похожим. Цинк содержится в пыли не только в ферритной форме, некоторое его количество присутствует также и в виде ZnO. Термодинамические расчеты и лабораторные эксперименты показали, что оксиды кальция и магния способствуют переходу цинка из ферритной формы в оксидную. Реакция феррита цинка с оксидом кальция протекает более полно, чем реакция феррита цинка с оксидом магния. Степень превращения ZnFe2O4 в ZnO в экспериментах оказалась ниже расчетных значений, что связано с особенностями твердофазных реакций. Получено, что при температуре 1000 °С оксид кальция может быть использован в ходе прокалки для перевода цинка в легкорастворимую форму, а применение оксида магния неэффективно.

 

Ключевые слова: пыль электросталеплавильного производства, оксид кальция, оксид магния, прокалка.

 

Ссылка для цитирования:

Грудинский П. И., Шурлова А. А., Севостьянов М. А., Дюбанов В. Г. Особенности процесса прокалки пыли электросталеплавильного производства совместно с оксидами кальция и магния // Бюллетень науки и практики. 2018. Т. 4. №12. С. 309-317. Режим доступа: http://www.bulletennauki.com/12-21 (дата обращения 15.12.2018).

 

CHARACTERISTICS OF THE PROCESS

OF ELECTRIC ARC FURNACE DUST ROASTING WITH CALCIUM AND MAGNESIUM OXIDES

©Sevostyanov M., SPIN-code: 3786-0419,
©Shurlova A., A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Material Science RAS, Moscow, Russia, stasya_30.07@mail.ru
Moscow, Russia, GruPaul@yandex.ru
©Grudinsky P., SPIN-code: 1951-3432, ORCID: 0000-0002-7358-150X, A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Material Science RAS,Ph.D. in Technical Sciences A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Material Science RAS,
Moscow, Russia, cmakp@mail.ru
©Dyubanov V., SPIN-code: 9113-0555,Ph.D. in Technical Sciences, A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Material Science RAS,
Moscow, Russia, dyuba@imet.ac.ru

 

Abstract. Electric arc furnace dust (EAFD) has a significant content of zinc exceeding considerably its content in ore materials. The main phase of zinc in the dust is hardly soluble ferrite ZnFe2O4. In this work, the process of EAFD roasting with calcium and magnesium oxides was investigated to transform ferrite to highly soluble oxide form and to remove halogens and lead. The elemental and phase composition of the dust of two Russian plants were studied. Thermodynamic calculations and laboratory experiments were carried out in ZnFe2O4–CaO and ZnFe2O4–MgO systems using pure components at 900–1000°C. Thermodynamic modelling were also carried out for EAFD in the presence of calcium and magnesium oxides. It has been found out that in the two different samples of dust from different plants quantities of valuable components varies considerably, but the mineralogical composition is similar. Zinc is detected in the dust samples not only in ferritic form; some of the zinc is also present in the form of ZnO. Thermodynamic calculations and laboratory experiments have shown that calcium and magnesium oxides promote the transition of zinc from ferrite to the oxide form. The reaction of zinc ferrite with calcium oxide proceeds more completely than the reaction of zinc ferrite with magnesium oxide. The conversion degrees of ZnFe2O4 into ZnO in the experiments is lower than the calculated values that are associated with the specificities of solid-phase reactions. It has been found that calcium oxide can be used during the dust roasting at 1000 °C to convert zinc into a highly soluble form. As opposed to this, the use of magnesium oxide is ineffective.

 

Keywords: electric arc furnace dust, calcium oxide, magnesium oxide, roasting.
 

Cite as (APA):

Grudinsky, P., Shurlova, A., Sevostyanov, M., & Dyubanov, V. (2018). Characteristics of the process of electric arc furnace dust roasting with calcium and magnesium oxides. Bulletin of Science and Practice, 4(12), 309-317. (in Russian).