积铁

由于炼锌电炉内具有很高的温度和很强的还原性气氛，在ZnO被还原的过程中，铁的氧化物不可避免地被还原为氧化亚铁（FeO）和少量金属铁（Fe）。对于金属Fe，如控制不当，它将和低熔点物结合沉于炉底，形成积铁。

积铁积铁形成的机理

电炉炼锌炉料中的铁主要呈三氧化二铁（Fe₂O₃）和四氧化三铁（Fe₃O₄）等形式存在，铁的氧化物在高温和还原性气氛条件下，按下列顺序发生变化：

Fe₂O₃→Fe₃O₄→FeO→Fe

3Fe₂O3+CO=2Fe₃O₄+CO₂

（1）

Fe₃O₄+CO=3FeO+CO₂

（2）

FeO+CO=Fe+CO₂

（3）

由于炼锌电炉内具有很高的温度和很强的还原性气氛，在ZnO被还原的过程中，铁的氧化物不可避免地被还原为氧化亚铁（FeO）和少量金属铁（Fe）。对于金属Fe，如控制不当，它将和低熔点物结合沉于炉底，形成积铁。

积铁影响积铁的因素

影响积铁的主要因素有：

1.炉料成分。炉料中铁含量的高低对炉底积铁有一定影响。

2.工艺参数控制。炉温、电极插人的深浅、渣型、还原剂配比等的控制对积铁形成的速度有直接影响。

积铁防止积铁形成的措施

积铁严格控制炉料中铁的含量

1.选用铁含量低的焙砂

焙砂中铁的氧化物含量越高，反应过程中铁被还原出来的几率就越大，如果控制不当，必将造成积铁。所以在生产实践中，尽量选用铁含量低的焙砂。

2.低铁焙砂与高铁焙砂搭配使用

随着优质矿源的逐渐枯竭，优质锌精矿的供应日渐减少，低铁含量的焙砂供应正逐年下降，已不能满足市场需要，取而代之的是高铁含量的焙砂，给电炉炼锌行业的生产带来很大困难。在生产实践中寻求好的解决办法，但都不理想，后将低铁含量的焙砂与高铁含量的焙砂按比例搭配使用，效果比较显著。

3.严格控制焦炭中铁的含量

还原剂焦炭中的铁含量一直以来很少被电炉炼锌行业关注。在生产实践中发现，有的厂家供应的焦炭铁含量比较高，对积铁的产生有一定影响。为此，在生产过程中严格控制焦炭中铁的含量。

积铁严格工艺操作

1.炉温

电炉温度对积铁形成的速度有一定的影响。当炉顶温度超过1200℃时，炉内熔体表层实际温度已达1500-1600℃，由于炉内还原性气氛很强，在此温度下，很容易造成渣中大量铁生成，此时如熔体底部温度较低，将造成炉底积铁。所以生产中炉顶温度一般控制在1050-1150℃。

2.电极插入的深度

同一工作电压下，电极插入的深浅对积铁形成的速度有着直接影响。正常情况下，炼锌电炉电极插入的深度为渣层的1/3-1/2，这样可使熔池内的熔体充分搅拌，使还原出来的单质铁随时从渣口排出，避免炉底积铁。电极插人过浅，会造成上层渣温度高，下层渣温度低，底渣搅动不起来，使渣分层，造成铁的沉积。电极应适度插人深一些，这样电流在熔体下部分布密集，上部分布稀少，上层温度低下层温度高，而且冷料投人致使上层温度更低，上下层熔体形成较大的重力差，促使熔渣充分搅拌，既可以把还原出来的铁带出，也可以把熔体底部的积铁翻动起来，从渣口排出。但电极不宜插得过深，以免烧坏炉底。

3.渣型

在电炉炼锌过程中，渣型的控制除考虑酸碱度对炉衬材料特性的影响外，还要考虑渣型对积铁形成的影响。渣型偏碱，易造成积铁;渣型偏酸，易形成泡沫渣。另外渣中FeO含量对积铁形成也有一定影响，渣中FeO含量低，有利于ZnO的还原和降低渣中Zn含量，但渣中FeO含量过低，将降低渣的导电率；FeO含量过高，在还原锌时，大量Fe被还原出来，这是应该避免的。本厂电炉炼锌炉渣的化学成分一般控制在：Zn 3%-7%，CaO 16%-29%，MgO 1.5%-3%，SiO₂18%-30%，FeO 16%-32%，Al₂O₃7%-9% 。

4.还原剂的配比

炼锌电炉原料中Fe的含量一般在6%-10%左右，甚至更高，在熔炼过程中应避免大量Fe被还原出来。这样，还原剂配比成为控制炼锌电炉积铁的

关键。在配料时，碳质还原剂要适量，防止大量铁被还原为金属FeO还原剂常规配比大于理论值，往往造成炉底积铁。本厂采用的还原剂配比，使渣中Fe含量比常规约高6%，这样炉底积铁较少，渣中Fe也随渣排出，有利于炉况的稳定。

5.底渣排放次数

炼锌电炉传统的做法两三个月换一次底渣，本厂在生产实践中，根据渣中FeO含量的变化趋势，结合放渣情况，随时进行换渣。换渣最长为6个月，炉底没什么积铁。而且所采用的方法使换底渣工作轻松自如，最大限度地降低了换渣对电炉生产的影响。

积铁总结

降低炉底积铁是电炉炼锌行业比较关注的课题，它是降低产品成本的关键因素之一。铜锌厂在降低炉底积铁方面做了一定的努力，取得了一些成绩，但炉底积铁对于炼锌电炉是不可避免的问题。