РУДНОТЕРМИЧЕСКАЯ ШЛАКОВАЯ ЭЛЕКТРОПЕЧЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕХНОГЕННЫХ ПРОДУКТОВ

В электропечи ПДФ (Пат. 1704536 РФ) электроды одной полярности погружены в донную фазу (металл, штейн), а другой — в шлаковый расплав. Донная фаза становится сплошным плоским подовым электродом, а выделение джоулевой теплоты в шлаке — резко несимметричным. Практически вся мощность, вводимая в печь, выделяется вблизи "верхних" электродов, погруженных в шлак. Это создает условия для местного перегрева шлакового расплава, способствующего интенсивной отгонке летучих компонентов шлака (цинка, свинца и т.п.) при неизменности температур на периферии расплава и, следовательно, без снижения стойкости футеровки. Наличие жидкого подового электрода позволяет регулировать толщину подовой настыли путем - регулирования заглубления «верхних» электродов в шлак и создавать, таким образом, уплотняющую защитную настыль, исключая избыточное настылеобразование на подине.

При катодной поляризации донной фазы и анодной поляризации "верхних" электродов, в результате электролиза, в прианодных областях за счет образования оксида углерода, образуются зоны барботажа. Поскольку в тех же зонах, как отмечено выше, выделяется и подавляющая часть вводимой мощности, то катодная поляризация донной фазы дополнительно интенсифицирует отгонку из шлака летучих компонентов.

В процессе электролиза, цветные металлы и железо восстанавливаются из шлака электрохимическим путем на катоде в порядке их «электроположительности».

Частицы (капли) нелетучих компонентов шлака (штейна, металлов) перемещаются под действием силы тяжести и электрокапиллярных сил.

В печи данного типа удалось решить проблему, связанную, с одной стороны, с жидко текучестью и агрессивностью высокотемпературной донной фазы (штейна, металла), а с другой — с избыточным настылеобразованием на подине печи, и реализовать, таким образом, в промышленном масштабе преимущества электролиза расплавленных сред, включая электрохимическое восстановление металлов, а также интенсифицировать процесс возгонки летучих и осаждения металлов в донную фазу за счет электрокапиллярного эффекта. Кроме того, вследствие применения постоянного тока улучшились другие технико-экономические показатели агрегата, повысились электрический КПД и cosφ, уменьшился удельный расход электроэнергии.

Экологическая безопасность электропечей ПДФ обеспечивается за счет незначительного количества отходящих газов с низким содержанием токсичных элементов и глубокого обеднения отвальных шлаков по цветным металлам.

Принцип ПДФ может быть эффективно использован не только в электрометаллургии, но и в других пирометаллургических процессах.