Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

5.4. Влияние содержания алюминия

Существенное снижение выхода цинка в дроссы достигается связыванием железа в тугоплавкого соединения железа с алюминием FeAl2. Известен способ снижения выхода цинка в дроссы [32] при рафинирования гартцинка от железа вмешиванием алюминия при температуре 600–500 °С и центробежной фильтрацией, а затем после охлаждения до температуры 420–450 °С снова проводят центробежную фильтрацию. Для выявления условий снижения выхода цинка в дроссы проведены опыты (табл. 25) по определению оптимального содержания алюминия в расплаве.

Таблица 25

Влияние соотношения (Al/Fe)ат на показатели фильтрации

Номер опыта

21

22

23

24

25

26

27

28

Исходный металл, % Fe

2,62

1

2,98

2,7

0,6

1,35

1,28

0,52

Процент Al в метале

0,42

0,4

1,94

2,1

0,49

1,11

1,38

0,61

(Al/Fe)ат в металле

0,33

0,83

1,35

1,6

1,69

1,70

2,23

2,44

Конечный процент Fe

2,35

0,7

1,92

0,2

0,26

0,75

1,60

0,30

Процент Fe в дроссах

9,99

5,3

6,47

6,3

5,10

6,17

6,41

5,43

Процент Al в дросссах

10,17

2,0

4,84

5,3

2,09

2,53

5,61

0,61

(Al/Fe)ат в дроссах

2,11

0,78

1,55

1,7

0,85

0,85

1,81

0,23

Выход % Fe в дросссы

13,6

38

50,6

53,2

53,1

50,3

42,5

45,1

(Zn/Fe) в дроссах

8,0

17,5

13,7

14,1

16,2

14,15

14,4

17,3

Примечание: температура фильтрации 480 °С.

Результаты опытов на рис. 43 показывают, что доля выхода цинка с дроссами на единицу удаленного железа пропорционально зависит от содержания алюминия и уменьшаются при соотношении (Al/Fe)at более 0,8 [4].

43.tif

Рис. 43. Влияние (Al/Fe)ат на показатели фильтрации. Абсцисса – соотношение Al/Fe в расплаве; ордината: 1 – выход % Fe в дроссы; 2 – доля (Zn/Fe) выхода цинка в дроссы на единицу удаленного железа

Графическая обработка опытов (рис. 43) показывает, что до соотношения (Al/Fe)at < 1,6 выход железа в дроссы возрастает по уравнению:

Вых Feдр = 17,2∙(Al/Fe)at – 3,5 с корреляцией 0,9. (5.8)

При соотношении (Al/Fe)at > 1,6 выход железа в дроссы начинает снижаться.

Доля выхода цинка с дроссами (выход цинка в дроссы) на единицу удаленного железа пропорционально зависит от содержания алюминия и при соотношении (Al/Fe)at более 0,8 уменьшаются. Оптимальным можно признать соотношение (Al/Fe)at = 1,3–1,6.

При повышении концентрации алюминия соотношении (Al/Fe)at более 1,6 выход железа в дроссы снижается. Это можно объяснить образованием алюминиевой пены соединений железа и ее окислением. Пена мелкодисперсных соединений железа с алюминием проскакивает через фильтр, концентрируется на поверхности расплавленного цинка и частично окисляется. Так как на поверхности расплава выделяется четкий слой, более вязкой массы, которая частично проскакивает через зазор 0,1 мм щели фильтра, то в технической документации этот слой обозначили пеной [5].

При соотношении алюминия к железу (Al/Fe)is > 1 в расплаве гартцинка соединения железа в расплаве реагируют с алюминием протекают предпочтительно по реакции (5.6) первого порядка.

44.wmf

Рис. 44. Влияние соотношения (Al/Fe)ат на выход цинка в дроссы. Абсцисса – соотношение (Al/Fe)ат в исходном металле; ордината – 1 – выход цинка (Zn/Fe).в дроссы

В увеличенном масштабе представлен рис. 44, где показано, что при соотношении (Al/Fe)at = 0,9–1,6 выход цинка в дроссы (Zn/Fe) стремится к минимуму с дальнейшим повышением за счет образования пены.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252