ООО «УГМК-Холдинг», Верхняя Пышма, Россия:

С. А. Якорнов, зам. технического директора
А. М. Паньшин, технический директор

Технический университет УГМК, Верхняя Пышма, Россия:
П. А. Козлов, заместитель директора Научно-исследовательского и проектного института по науке,
эл. почта: pak@zinc.ru

ПАО «Челябинский цинковый завод», Челябинск, Россия:
Д. А. Ивакин, начальник технологического бюро инженерного центра

Мировые тенденции развития металлургии показывают, что объемы выплавки электростали постоянно растут. Соответственно, увеличиваются и объемы образующихся цинксодержащих пылей. В последние годы вовлекают в переработку дополнительные объемы пылей электродуговых печей (ЭДП) за счет строительства вельц-печей. С 2012 по 2016 г. доля переработки пылей ЭДП в вельц-печах увеличилась с 80 до 85 % и составила 3,4 млн т. Однако в практике цинковой промышленности в РФ ни пыли, ни шламы ЭДП в качестве сырья практически не используют. Вельц-процесс является экологичной и надежной технологией. В ПАО «Челябинский цинковый завод» постоянно совершенствуется технология вельцевания за счет нововведений как технологического (подача пара, хлоринатора, извести через нижнюю головку печи), так и технического характера (котел-утилизатор и рукавные фильтры новой конструкции, система грануляции шихты в интенсивных смесителях-грануляторах). Для переработки пылей ЭДП наиболее эффективно использовать вельц-печи на стадиях:
– вельцевание I — для возгонки цинка и свинца в вельц-оксид;
– вельцевание II — для очистки вельц-оксида от галогенидов путем возгонки во вторичные возгоны.
Последней разработкой в области вельцевания стало создание технологии, проектирование и строительство в ПАО «Челябинский цинковый завод» вельц-комплекса № 6 с вельц-печью длиной 60 м и диаметром 4 м. За базу был принят вельц-комплекс № 5, пущенный в работу в 2007–2008 гг. Реализованы следующие новые решения:
– подача пара через нижнюю головку вельц-печи;
– использование хлоринатора для доизвлечения цветных и редких металлов (цинка, свинца, индия) в вельц-оксид из реакционной массы в зоне формирования клинкера вельц-печи;
– установка котла-утилизатора усовершенствованной конструкции для использования тепла отходящих газов;
– использование интенсивных смесителей-грануляторов Eirich для подготовки шихты сложного состава.
Реализация указанных технических решений позволила повысить производительность нового вельц-комплекса по сравнению с базовым и получать вельц-оксид высокого качества. Наличие котла-утилизатора в составе комплекса вельц-печи позволяет использовать часть получаемого пара для обогащения дутья. В статье показаны основные процессы, проходящие в печи с участием водяного пара, и их термодинамические параметры.

1. Паньшин А. М., Леонтьев Л. И., Козлов П. А., Дюбанов В. Г., Затонский А. В., Ивакин Д. А. Технология переработки пыли электродуговых печей ОАО «Северсталь» в вельц-комплексе ОАО «ЧЦЗ» // Экология и промышленность России. 2012. № 11. С. 4–6.
2. Guezennec A.-G., Huber J.-C., Patisson F., Sessieq P., Birat J.-P., Ablitzer D. Dust formation in electric arc furnace: birth of the particles // Powder Technology. 2005. Vol. 157, No. 1–3. P. 2–11.
3. Nyirenda R. L. The processing of steelmaking flue-dust: a review // Minerals Engineering. 1991. Vol. 4, No. 7–11. P. 1003–1025.
4. Pickles C. A. Thermodynamic analysis of the selective chlorination of electric arc furnace dust // Journal of Hazardous Materials. 2008. Vol. 166, No. 2–3. P. 1030–1042.
5. Letimin V. N., Vdovin K. N., Druzhkov V. G., Makarova I. V., Nasyrov T. M. Analysis of the ways for the disposal of gas cleaning dust and sludge at the metallurgical enterprises // CIS Iron and Steel Review. 2014. No. 1. P. 54–56.
6. Аssis G. Emerging pyrometallurgical process for zinc and lead recovery from zinc-bearing waste materials // 37^th Zinc and Lead Processing Symposium (CIM Meeting). — Calgary, Canada, 16–19 August 1998. P. 243–265.
7. Kozlov P., Shakirzyanov R., Zatonsky A., Panshin A. Research and development of metallurgical wastes recycling with recovery of zinc, lead and tin // Proceedings of «Pb–Zn 2015» conference. — Dusseldorf, 2015. Vol. 2. P. 960–964.
8. Снурников А. П. Гидрометаллургия цинка. — М. : Металлургия, 1981. — 384 с.
9. Kozlov P. A. The Waelz Process. — Moscow : «Ore and metals» publishing house, 2003. —160 p.
10. Паньшин А. М., Шакирзянов Р. М., Избрехт П. А., Затонский А. В. Основные направления совершенствования производства цинка на ОАО «Челябинский цинковый завод» // Цветные металлы. 2015. № 5. С. 19–21. DOI: 10.17580/tsm.2015.05.03
11. Худяков И. Ф., Дорошкевич А. П., Карелов С. В. Металлургия вторичных тяжелых металлов. — М. : Металлургия, 1987. — 523 с.
12. Heegard B. M., Swartling M., Imris M. Submerged plasma technology and work within Zn/Pb recovery // Proceedings of «Pb–Zn 2015» conference. — Dusseldorf, 2015. Vol. 2. P. 807–816.