ПАО «Челябинский цинковый завод», Челябинск, Россия:

В. М. Терентьев, ведущий инженер-технолог инженерного центра, канд. техн. наук
В. В. Усов, мастер участка производства цинковой пыли цеха комплекса электролиза цинка (КЭЦ)

ООО «Эксперт ТМ», Новоуральск, Россия.

С. В. Лагуткин, технический директор, эл. почта: info@expert-tm.com

Приведены результаты промышленных испытаний по увеличению производительности существующего оборудования для получения цинковой пыли методом распыления жидкого металла. Одновременно с увеличением производительности достигнуто улучшение качества выпускаемой продукции за счет возрастания доли тонких фракций пыли. Изменение гранулометрического состава пыли позволяет эффективно использовать сепарационное оборудование для выделения из цинковой пыли частиц размером менее 10 мкм. Полученные результаты достигнуты за счет применения новых распылительных форсунок конструкции ООО «Эксперт ТМ» с завихрителем воздушного потока и керамических сопел, имеющих внутренний профиль с диффузором на выходе. За время испытаний определены оптимальные сочетания конфигураций и размеров завихрителя с газораспределительной вставкой. Получена зависимость производительности форсунки и гранулометрического состава частиц пыли от конфигурации и внутреннего диаметра керамического сопла. Новые форсунки позволяют использовать существующее оборудование цинкраспылительной установки и соответствуют требованиям их быстрой замены. Для цинкраспылительной установки ПАО «Челябинский цинковый завод» (ПАО «ЧЦЗ»), использующей распыление струи жидкого цинка с температурой 550–580 ^оС, разработаны керамические сопла трех типоразмеров, позволяющие обеспечить различную производительность установки. Использование сопла диаметром 6 мм обеспечивает производительность установки 10 000 т/год, при этом выход фракции цинковой пыли с размером частиц менее 63 мкм составляет 88 %. Использование сопла диаметром 8 мм позволяет поднять производительность установки до 15 000 т/год с выходом фракции цинковой пыли с размером частиц менее 63 мкм на уровне 70 %. Достигнутые результаты по увеличению производительности установки распыления цинка и выхода тонких фракций получаемой пыли позволяют включить в ее состав оборудование для аэросепарации и получения другой товарной продукции — цинковой пыли с частицами размером менее 10 мкм в количестве до 2000 т/год. Данный продукт востребован в качестве реагента для извлечения драгоценных металлов, а также при производстве цинкнаполненных антикоррозионных покрытий.

1. 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.
2. Марченко Н. В., Вершинина Е. П., Гильдебрандт Э. М. Металлургия тяжелых цветных металлов. — Красноярск : Сибирский федеральный университет. 2009. — 394 с.
3. Снурников А. П. Гидрометаллургия цинка. — М. : Металлургия. 1981. — 384 с.
4. Масленицкий И. Н., Чугаев Л. В., Борбат В. Ф. и др. Металлургия благородных металлов. — М. : Металлургия. 1987. — 432 с.
5. Алымов М. И., Левинский Ю. В., Набойченко С. С. и др. Металлические порошки и порошковые материалы. — М. : Научный мир. 2018. — 608 с.
6. Лопатин В. Ю., Пацера В. И., Еремеева Ж. В., Погожев Ю. Ю. Процессы получения металлических порошков. — М : Изд-во МИСиС, 2017. — 54 с.
7. Kashapov L., Kashapov N., Kashapov R., Denisov D. Plasma electrolytic treatment of products after selective laser melting // Journal of Phisics: Conference Series. 2016. Vol. 699, Iss. 1. P . 012029.
8. Hausnerova B., Mukund B., Sanetrink D. Rheological properties of gas and water atomized 17-4PH stainless steel MIM feedstocks: Effect of powder shape and size  Powder Technology. 2017. Vol. 312. Р. 152–158.

9. Clayton J. Optimising metal powder for additive manufacturing // Metal Powder Report. 2014. Vol. 69, Iss 5. P. 14–17.
10. Pat. US 4640206. Process for atomizing liquid metals to product finely granular powder / Duerig T., Escudier M., Keller J. ; заявл. 01.10.1985; опубл. 03.02.1987.
11. Пат. РФ 2296648. Форсунка для распыления расплавленных металлов / Кукса А. В., Мольков А. В., Губанов А. В. ; заявл. 19.10.2005; опубл. 10.04.2007, Бюл. № 10.
12. Пат. ФРГ 10237213. Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Metallpulvern und Keramischen Pulvern / Uhlenwunkel V., Lagutkin S., Sheichaliev Sh., Evers S., Achelis L.; заявл. 14.08.2002; опубл. 02.08.2007.
13. Лыков П. А., Сафонов Е. В., Бромер К. А., Шульц А. О. Получение металлических микропорошков газод инамическим распылением // Вестник Южно-Уральского гос. ун-та. Серия: Машиностроение. № 33. 2012. С. 107–112.
14. Пат. РФ 133032. Устройство для получения металлического порошка распылением расплава / Лагуткин С. В., Кацабов М. В.; заявл. 05.03.2013; опубл. 10.10.2013, Бюл. № 28.
15. Shaw D., Liu B. Handbook of Micro and Nanoparticle Science and Technology. Springer. 2010. 316 p.
16. Сита лабораторные / Золотодобыча. URL: https://zolotosnab.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=241&Itemid=327&utm_source=external_links&utm_medium=links&utm_campaign=zolotodb&utm_content=sita-lab-a (дата обращения: 1.05.2020).
17. Коростылев П. П. Лабораторные приборы технического анализа. — М. : Металлургия. 1987. — 288 с.
18. ГОСТ 3640–94. Цинк. Технические условия. — Введ. 01.01.1997