4.3.2. Відновлення цинку

Цинк міститься в залізних рудах деяких родовищ і піритних недопалках, що іноді використовуються при виробництві агломерату у вигляді кількох з’єднань, серед яких поширеним є цинкіт ZnO, з котрого в доменній печі в зоні помірних температур легко відновлюється цинк

ZnO + CO = Zn + CO₂ – 65,8 МДж ( 4.14)

ZnO + Н₂ = Zn + Н₂O – 107,0 МДж ( 4.15)

Цинк (ρ=7130 кг/м³) має низьку температуру плавлення – 420С. З’єднання цинку із залізом FeZn₂ і FeZn₃ також мають низькі температури плавлення (662 і 773С). Із-за низької температури кипіння (906С) Zn не переходить в чавун, а випаровується і піднімається у верхні горизонти, де знову окислюється вуглекислотою або водяною парою до ZnО. Оксид цинку (цинкіт), що утворюється, частково відкладається у швах і порах кладки, викликаючи її зростання і розриви кожуху печі. Частина ZnО, що лишилася разом із шихтою опускається вниз, відновлюється, утворений Zn сублімується, піднімається вгору і окислюється. Таким чином, в печі відбувається колообіг і накопичення Zn і його оксиду, що викликає руйнування конструкцій печі.

Вміст в різних точках горизонтального перетину шахти печі відповідає розподілу температур газу: на периферії і в центрі його більше, ніж в проміжній частині радіусу (рис 4.4, а). У вертикальному перетині максимум відхилень цинкіту у вогнетривкій кладці приходиться на низ шахти (рис.4.4, б), де відбувається суттєве пошкодження футерівки.

Рис. 4.4 Вміст цинкіту в магнітних матеріалах перетину верхньої частини шахти доменної печі (а) і розподіл цинкіту у відкладеннях вогнетривкої кладки по висоті печі (б) за вимірами М.М.Бабарикіна

Необхідність з екологічних та економічних причин використовувати в аглошихті колошниковий пил та шлами мокрого очищення доменного і сталеплавильних газів, які містять 0,3–1% Zn, викликає поворот з агломератом суттєвої частини цинку, що створює додаткові труднощі в експлуатації доменних печей. Якщо на ММК в печі з агломератом без шламів газоочистки потрапляло 0,3 кг Zn, то при використанні агломерату зі шламами 0,5 кг.

В переробний чавун переходить 8–12% цинку, що потрапляє в шихту, причому верхня межа відповідає малому його приходу, а нижня – більшому. Розподіл цинку між продуктами плавки, колошниковим пилом і шламом на одній із доменних печей Новолипецького металургійного комбінату (1983 р.) був наступним, кг/т чавуну:

чавун	0,04	шлам	0,33
шлак	0,01	нев’язка	0,12
колошниковий пил	0,01	усього	0,51

На Нижньотагільському металургійному комбінаті із 2 кг Zn, що містився в шихті в 1984 р, з металом і шлаком видалялось відповідно 0,17 і 0,02 кг цинку.

У зв’язку зі збільшенням в аглошихті частки шламів питання шкідливого впливу цинку стосується і доменного виробництва України. Відомі випадки, коли при розбиранні кладки біля фурмених амбразури і холодильників знаходили навіть металічний цинк у вигляді невеликих зливків.