ФОРМИРОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ФАЗЫ ПРИ БАРБОТАЖЕ ГАЗОМ-ВОССТАНОВИТЕЛЕМ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ОКСИДНОГО РАСПЛАВА Сообщение 1. Теоретические основы процесса

Предложена модель формирования металлической фазы в ходе барботажа оксидного расплава газом-восстановителем. Она содержит следующие стадии: образование пузырей при вдувании газа в расплав; восстановление металла на поверхности пузырей и концентрация его в виде капель в кормовой части; движение системы «газовый пузырь – капля металла», направление которого определяется соотношением сил, обеспечивающих всплывание пузыря и опускание капли; вынос капель на поверхность; их коаллесценция и оседание после достижения размеров, обеспечивающих превышение силы тяжести над суммой сил гидростатического выталкивания и поверхностного натяжения. Представлены уравнения, позволяющие оценить размеры пузыря газа и капли, движущихся в оксидном расплаве без дробления, направление движения системы «газовый пузырь – капля металла», скорости ее всплывания и осаждения и условия разделения. Определены факторы, влияющие на процессы расслаивания – это поверхностные свойства оксидного и металлического расплавов и их межфазные характеристики. Изменением этих параметров можно влиять на процессы формирования металлической донной фазы.

1. Грань Н.И., Онищин Б.П., Майзель Е.И. Электроплавка окисленных никелевых руд. – М.: Металлургия, 1971. – 248 с.

2. Резник И.Д., Ермаков Г.П., Шнеерсон Я.М. Никель. Монография в 3-х томах. Т. 2. – М.: ООО «Наука и Технология», 2001. – 468 с.

3. Цымбулов Л. Б. Князев М. В., Цемехман Л.Ш. и др. Анализ различных вариантов технологической схемы переработки окисленных никелевых руд на ферроникель с применением двухзонной печи Ванюкова / Цветные металлы. 2010. № 10. С. 15 – 21.

4. Процесс Ромелт / Под ред. В. А. Роменца. – М.: Руда и металлы, 2005. – 399 с.

5. Кормилицын С. П., Цемехман Л.Ш., Афанасьев С.Г. Рафинирование и обогащение ферроникеля. – М.: Металлургия. 1976. – 240 с.

6. Vusikhis A.S., Dmitriev A.N., Kudinov D.Z., Leontiev L.I. The study of liquid and gas phases interaction during the reduction of metal oxides from the melts by gas reductant in bubbled layer // The Third International Conference on Mathematical Modeling and Computer Simulation of Materials Technologies (MMT-2004), Ariel, Israel. 2004.

7. Vusikhis A.S., Dmitriev A.N., Kudinov D.Z., Leontiev L.I. Teo retical base and method of studying of liquid and gas phases inte raction during the reduction of metal oxides from the melts by gas in bubbled layer // The optimization of composition, structure and properties of metals, oxides, composites, nano- and amorphous materials. Proceeding of the Fourth Israeli-Russian bi-national Workshop 2005. Jerusalem-Tel Aviv, 2005. P. 276 – 283.

8. Dmitriev A., Leontiev L., Vusikhis A., Kudinov D. Liquid and gas inter action during reduction in bubbled layer // Proceeding European Metallurgical Conference Emc2005, 18 to 21 September 2005 Dresden, Germany. Vol. 3. Р. 1349 – 1358.

9. Dmitriev A.N., Vusikhis A.S., Sitnikov V.A. etc. Thermodynamic modeling of iron oxide reduction by hydrogen from the B2O3 – CaO – FeO melt in bubbled layer // Israel Journal of Chemistry. 2007. Vol. 47. No. 3 – 4. P. 299 – 302.

10. Вусихис А.С., Кудинов Д.З., Леонтьев Л.И. Моделирование кинетики совместного восстановления железа и никеля из многокомпонентного оксидного расплава водородом в барботируемом слое // Журнал физической химии. 2008. Т. 82. № 11. С. 2030 – 2034.

11. Леонтьев Л.И., Ватолин Н.А., Шаврин С.В., Шумаков Н.С. Пирометаллургическая переработка комплексных руд. – М.: Металлургия, 1997. – 432 с.

12. Быстров С.В., Кошель Д.Я. Восстановление оксидов никеля и железа из оксидного шлакового расплава. – М.: Изд-во ПКЦ «Альтекс», 2005. – 39 с.

13. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. – М.: Гос. издво физ.-мат. литературы, 1959. – 699 с.

14. Ефименко С.П., Мачикин В.И., Лифенко Н.Т. Внепечное рафинирование металла в газлифтах. – М.: Металлургия, 1986. – 264 с.

15. Рафинирование стали инертным газом / К.П. Баканов, И.П. Бармотин, Н.Н. Власов и др. – М.: Металлургия, 1975. – 232 с.

16. Плавка в жидкой ванне / А.В. Ванюков, В.П. Быстров, А.Д. Васкевич и др. – М.: Металлургия, 1988. – 208 с.

17. Бердников В.И., Гудим Ю.А., Картелева М.И. Обобщенная

18. формула для расчета скорости движения твердых частиц, пузырей и капель в жидких и газообразных средах // Изв. вуз. Черная металлургия. 1997. № 7. С. 6 – 10.

19. Барышников В.Г., Дерябин А.А., Попель С.И., Панфилов М.И. Кинетические особенности оседания металлических включений в шлаках // Изв. АН СССР. Металлы. 1970. № 2. С. 106 – 115.

20. Попель С.И., Никитин Ю.П., Бармин Л.Н. Взаимодействие расплавленного металла с газом и шлаком. – Свердловск: Изд-во. УПИ им. С.М. Кирова, 1975. – 184 с.

21. Казаков А.А. Анализ условий флотации капель в сталеплавильных процессах // Металлы. № 6. 1990. С. 13 – 18.