ОАО «ЦНИИолово», Новосибирск, Россия:

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

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.

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 44^th 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.