Способ подготовки извести для использования в агломерационной шихте

 

Изобретение относится к агломерационному производству и может быть использовано при окусковании руд и концентратов в черной металлургии. Целью изобретения является повышение прочности агломерата,.производитель ности агломашин, снижение расхода топлива и уменьшение выделения извести в пыль по тракту шихтоподачи. Известь, окисленную железную руду и сырые флюсы, взятые в соотношении 1: (3-5) : (10-5) соответственно, совместно измельчают до содержания са 0-0,1 мм,в измельченной смеси, равного 20-55%. Перед измельчением смеси количество свободной гигроскопической влаги в исходных компонентах поддерживают в 2-3,5 раза боль5- шим, чем теоретически необходимое для гашения извести, а количество рудных частиц размеров менее 100 мкм поддерживают превышающим количеством частиц извести этой же крупности более чем в 1,2 раза. Измельчение указанных компонентов производят в дробильных устройствах ударного действия при степени измельчения смеси материалов i 15-20. Известь полностью нейтрализуется в дробильном агрегате с образованием гидратов окиси кальция и агрегированных комочков с продуктами аморфизирован.к частиц извести частицами окисленной железной руды, что приводит к более эффективному влиянию ее на техникоэкономические показатели агломерационного процесса и в резком снижении содержания извести в выделяемой пыли . 1:3in ф-TOj, З табл. (Л о Ј &0 ОЭ и

СОЮЗ СООЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН (g1)g С 22 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЪНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 ) 4674248/02 (22) 20 ° 02 87 (46) 23»04 ° 91, Бюл» У 15 (71) Липецкий политехнический институт (72).Г,В Коршиков,.Н»С»Иноземцев, .MA,Õàéêîâ, В,И,Долгополов, А,АоАпехин,.А.Д,Никаноров, Р Б»Юсупов,:М,Е ° Полушкин и.П,В,Лекин

"(53) 669»1»622»785(088»8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 296442, кл, С 22 В 1 /24, 1969» (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ИЗВЕСТИ ДЛЯ

ИСПОЛЬЗО ВАНИЯ ЕЕ В АГЛОИЕРАЦИОННОЙ

ШИХТЕ (57) Изобретение относится к агломерационному производству и может быть использовано при окусковании руд и концентратов в черной металлургии, . Целью изобретения является повышение прочности агломерата,.производитель ности агломашин, снижение расхода топлива и уменьшение выделения извес ти в пыль по тракту шихтоподачи, Из» весть, окисленную железную руду и сырые флюсы, взятые в соотношении

Изобретение относится к агломе рационному производству черной металлургии и может быть использовано при окускованин руд и концентратов черных и цветных металлов

Целью изобретения является ловы шение прочности агломерата произво-, SU.„1643622 А 1

1: (3-5): (10-5) соответственно, совместно измельчают до содержания класса 0-0,1 мм,в измельченной смеси, равного 20 55Х. Перед измельчением смеси количество свободной гигроско» пической влаги в исходных компонентах поддерживают в 2-3,5 раза боль шим, чем теоретически необходимое

Цля гашения извести, а количество рудных частиц размеров менее 100 мкм . поддерживают превышающим количеством частиц извести этой же крупности более чем в 1,2 раза, Измельчение указанных компонентов производят в дробильных устройствах ударного действия при степени измельчения смеси материалов = 15-20, Известь полностью нейтрализуется в дробильном . агрегате с образованием гидратов окиси кальция и агрегированных комочков с продуктами аморфизирован1.и частиц извести частицами окисленной железной руды, что приводит к более эф фективному влиянию ее на техникоэкономические показ атели агломерационного процесса и в резком снижении содержания извести в выделяемой пы, ли 1:з,-п, ф яы, 3 табл дительности агломашин; снижение рас- хода топлива и уменьшение выделения извести в пыль по тракту шихтоподачи.

Способ осуществляют следующим образом, Негашеную комовую известь круп ностью 0-40 мм подают в загрузочное

1643622

40 от в ер с ти е дро бил ь но-р аз м аль но го ус тройства ударного дей ст вия, например в молотковую дробилку ° Вместе с из» вестью в дробнльное устройство загру

5 жают окисленную железную руду круп ностью меньше 10-16 мм и сырые флю сы - известняк, доломит или смесь этих материалов Крупность флюсов меньше 60 80 мм, 10

Расход извести, руды и флюса удовлетворяет соотношению 1: (3-5):

: (10-5) (на сухую массу) .

Числовые значения расходных коэф» фициентов устанавливают исходя из двух условий (в пределах заданных соотношений): чтобы количе ство свободной гигроскопической воды не менее чем в 2-3,5 раз превьппало теоретически необходимое для гашения извести и чтобы в самом начале измельчения количество рудных частиц класса 00,1 мм больше чем в 1,2 раза превышало количество частиц извести таких же размеров 25

Режим измельчения задают показателем степени измельчения i = 15 20 (за максимальный диаметр кусков смеси до измельчеьптя принимают средне взвешенный диаметр кусков флюсов) и содержанием класса 0-0,1 мм в измель-. ченной смеси 20-55/ °

После измельчения материалов получают известкованную измельченную смесь, которую загружают в бункер, а оттуда - на сборный конвейер шихтового потока, Дозирование из бункера осуществляют обычными средствами, которые используют на данной аглофабрике, Подготовка шихты к спеканню включает смешивание, окомкование, с . увлажнением и загрузку на агломашину, Расход смеси в шихту задают исхо .;ця из баланса извести и основности агломерата, По химическому составу 45 смесь представляет собой флюсующую добавку СаО/SiO<, равную 6-10 °

Предлагаемый способ реализует ус" ловия, при которых нейтрализация извести осуществляется как за счет химической реакции гашения (СаО + Н О-+ 50

- Са(ОН) ), так и путем аморфиэации поверхностных слоев частиц извести. частицами окисленной железной руды, Интенсивность реакции гашения определяется размером частиц извес

55 ти и количеством воды, интенсивность процессов аморфизации зависит от раз» меров частиц извести, руды и свобод ной поверхностной энергии. Измельчение путем ударных воздействий, наря» ду с раскалываннем кусков нзмельчае» мого материала, увеличивает поверх ностную энергию вновь образованных частиц, Величина этой энергии зависит от структуры и текстуры измельчаемых материалов, Регламентируемый состав совместно измельчаемых материалов задают из условия максимального уве» личения свободной поверхностной энергии за счет соотношения между мягкими и крепкими породами: коэффициент крепости соответственно равен 3 5 (окисленная железная руда, известь) и 15-20 (известняк, доломит) ° В сред нем это соотношение составляет

1:(0,8-2,5) соответственно (известь +

+ руда); флюсы» Пределы этого соотношения (по массе) отражают возможности изменения состава смеси при сохране нии технико-экономических преимуществ по сравнению с известными способами подготовки извести. Эти преимущества выражаются в повьппении технико-эконо мических показателей агломерационного производства н в резком снижении ко личества извести в выделяемой пыли

Регламентирование ти а железной. ру» ды продиктовано условиями интенсив ной аморфизацни поверхности частиц извести Структура и текстура окисленной железной руды (дефектная структура кристаллических решеток, шероховатость поверхности частиц и нх морфология), тип рудообразующих минералов (гематит - Ре ОЗ, гетит - НРеО лимонит - шРе О> ° nH O) — все эти признаки отвечают требованиям химическо го воздействия с СаО на границе контактирования частиц руды и извести, За свободную воду принимают разность между общим количеством гигроскопической воды в смеси и максимальной гигроскопичностью (МГ), У окисленной железной руды МГ равна 1,52,3Х, у флюсов l, l-l 5Х, Аналитически эти условия выражаются в виде уравнений:

MpX<< l R< M > С о 1,.

О, 01 (Mp (Mp — MF p) .+

+ Mq)g (M q)g — MI {ð< )1 R ä 0, 32Mö р (2 ) где Мр,M<,М - расход руды, извести и флюсов соответст венно, кг/100 кг сме си;

М1 - соДеРжание СаОСб в

1643 22, 55

5 смеси, кг/100 кг смеси;

Х, С

W „W „- влажность руды и флюсов соответственно,%;

МГ, МГ „ - максимальная гигроскопическая влажность руды (1,5 2,3X) и флюсов (1,1 1,5/) соответственно, 7.;

0,32 - коэффициент,отражакгщий теоретически необходимое количество воды для гашения извести (32,137 or массы СаОсв)1

2, R — коэффициенты, отражающие предельные нормы количественного соотношения между частицами- руды и извести крупностью меньше

100 мкм (R<) и между свободной гигроскопи ческой водой и водой, необходимой для гаше» ния извести в пере» счете на СаОс (R ).

Их численные значения равны: 11.г = 1,2 и

Rzg= 2-3,5.

Количественное соотношение между частицами руды и извести .,100 мкм регламентируют лишь только по мини» мальному уровню с тем, чтобы обеспечить приоритет рудных частиц в самом начале измельчения и тем самым бло кировать наиболее активные к витанию частицы извести Верхний предел это го соотношения не регламентируют, и он может быть .сколь угодно большим, Это возможно не только при исполь зовании очень пыпеватых руд, но и в случае, если используют комовую иэ весть (С о, 10).

Размеры контрольного класса

0 0,1 мм соответствуют диаметру частиц, когда их поверхностные свойства оказывают влияние на массообмен ные процессы в силу развитой удель ной поверхности. Для частиц pl00 мкм влияние поверхностных свойств на ки нетчку гетерогенных процессов прак тически прекращается, Коэффициент R задают в виде ин1 тервала величин Минимальное зна чение этого коэффициента гарантирует

5 интенсивное протекание реакций гашения извести (R<<= 2). Максимум (R< = 3,5) продиктован соображениями йредотвращения забивания дробильного устройства излишне влажными матер и ал ами

Ре гламентируемые параметры режима измельчения (i = 15 20 и содержание класса 0-0,1 мм в измельченной смеси в, пределах 2055i, ) вместе с ука занием максимальных размеров кусков измельчаемых материалов обеспечивают выход 95/ класса 0-3 мм, Эти величи ны являются Оптимальными, удовлетворяющими требования к качеству флю" сов при достижении высокой экономической эффективности от применения измельченной смеси в агломерационном процессе, Пример, Апробируют известный и предлагаемый способы подготовки негашеной из в ес ти. "

Подготовка негашеной извести по известному способу заключается в

30 том, что извест-ь измельчают в молотковой дробилке вместе со стойленской железной рудой в соотношении соответственно 1: (3 4), обеспечивающем содержание СаО в смеси в пределах

15,6»20,07»

35 Подготовку негашеной извести по предлагаемому способу осуществляют по двум вариантам, отличающимся способом измельчения: в молотковой дробилке с шарнирно-подвешенными молотками (А) и в двухвапковой дробилке с гладкими валками (Б). В первой из них измельчение осуществляют путем раскалывания за счет ударных воздействий, во второй - путем раз45 давливания (статические воздействия).

Исходными материалами служат негашеная известь, полученная путем обжига студеновского известняка в.

50 шахтных печах (степень декарбонизации 0,90; GàÎC 82,3/), известняк, доломитизированный известняк и окисленная стойленская железная руда,Желе зо в этой руде представлено следукщими мииерапами, 7: гематит 90; мартит

5 8; лимонит 2-.5, Общее содержание

Fe 54,6%.

КрОме стойленской руды, применяют магнетитовую руду, у которой железо-, 16436 рудные минералы представлены магнетитом (6080 ) и гематитом (2040 ), В табл,l приведены составы апро бированных смесей и технологические параметры, обусловливающие реализ а цню способа, Кроме состава, к ннм от носятся коэфф циенты, регламентирую" щне соотношение тонких частиц (100 мкм) руды н извести в началь !О ный момент измельчения (R ) и свобод ной гигроскопической воды с известью (В. ). Варьирование этих величин осуществляют путем изменения влажности руды и флюсов, содержания в руде клас-15 са 0-0,1 мм н верхних пределов по крупности всех совместно измельчае мых материалов

Приведенные в табл,1 смеси I и ХХ соответствуют крайним значениям ин 20 тервала заданных соотношений совмест но измельчаемых материалов, смесь

III — средним значениям, в смеси XII это соотношение не выдержано, Смеси IV u U не соответствуют предлагаемому способу по коэффициеи

wax RI R» eadem IV R< < 1,20* а в смеси 7 Кт! (2,0»

Из табл,1 видно, что максимальйое значение R>< возможно в случае явного . переувлажнения руды (s смесях UI u

VII влажность руды соответственно равна !5,6 и 16,0X).

Смеси ХЧ и VIII иллюстрируют влия нне крупности извести, руды и флюсов, 35 а смеси ХХ и X — замещение известняка доломитизированным известняком, В смеси XI окисненная руда замене", на магнетитовой

Апробированные варианты режимов, 40 измельчения приведены в табл ° 2 (смесь ХХХ).

Эффективность способа оценивают путем определения восстановимости из мельченной известковой смеси„пыле 45 выделения и влияния присадки извест кованной смеси в шихту на показатели . агломерацнонного процесса, Восстановление осуществляют в то ке Н при 800 С При постоянной ско 50 ростй фильтрации газа-восстановителя через реакционную трубу (0,035 и/с) продолжительность восстановления из меняется, исходя из условия постоян ства расхода Н на 1 r Fe<0> 0,280:л 55

Этого количества водорода достаточно, чтобы восстановить 2 r Ге Об до FeO.

При этом потери киспорода составляют

22 8

0,2:г Эта величина принята за 100Х степени восстановления» Мерой восстановимости испытуемого материала (R) является величина потери кислорода (по массе), выраженная в процентах по отношению 0,2.r

Пылевыделение измельченной нзвесткованной смеси оценивают по количеству выделяемой извести при перегрузке смеси Для этого измельченную смесь сбрасывают на установке для испытания агломерата на.прочность» Пробы возду» ха отбирают сразу же после сбрасыва ния на расстоянии 2, 5 и 10 м по ра диусу от места сбрасывания, Показа

: телем пылевыделения смеси является величина, отражающая количество Са в отобранной пыли, выраженная в проЦентах по отношению СаОсб в смеси, Показ атель пылевыделения (П) может быть со знаком "+11 н Ф™у отражая направление изменения количества

СаОо в пыли по отношению смеси, Состав шихты для спекания агломерата следующий: 65Х тонкозерннстых концентратов (Стойленского, Лебединского, Костамукшского и Ковдорского ГОКов) н 35 стойленской руды, Жюсамн служат известняк и доломит в соотношении 2 и измельченная известкованная смесь» Расход смеси определяют содержанием в ней извести, исходя из условия постоянства paczoда извести 35 кг/т агломерата

Химический состав агломерата, :

Feoe 52,21; FeO 8,6-12,2; СаО 11,74;

82.0g 8,60 МЯО 3 17 э А120® 2 28

3136.

Измельченную известкованную смесь вводят в шихту подобно всем другим компонентам до смешивания „Смеши ванне и окомкование шихты осуществ лялось на тарельчатом грануляторе, . спекание шихты в чаше диаметром

300 мм при разрежении 7,8 кПа, Показателями оценки эффективности применения извести, приготовленной по предпагаемому способу, служат удельная производительность аглоуста« новки, расход топлива и качество агломерата» Качество агломерата оценивают путем определения. прочности в холодном состоянии (выход класса +5 и О"0,5 мм) и при восстановлении (выход класса +!О мм).

Результаты исследований эффектив ности . способа подготовки извести приведены в табл 3»

16436.22

Опыт иллюстрирует подготовку извести по известному способу,опыт 2 введение извести в шнхту обычным спо собом путем смешивания с шихтой до увлажнения и окомкования Опыты 3

18 отражают эффективность способа при различных параметрах его реали зации в соответствии с.данными табл-1 и 2 В опытах 3,5 8 1О"12 15

10 и 17 параметры способа (технологии) подготовки извести соответствуют заданным значениям; в опытах 4,6,7,9, . 13,14,16 и 18 - численные значения заданных параметров- выходят эа обо значенные ингервалы, Анализ табл,3 показывает, что вве дение в шихту извести, подготовлен ной по предлагаемому способу, обеспечивает увеличение удельной произ воднтельности аглоустановки, . снижение расхода топлива и повышение качества агломерата Их абсолютные зна чення зависят от параметров способа подготовки извести В среднем при- а5 рост удельной производительности составляет 19, 8Х, снижение расхода топлива 16,6/, повышение прочности агломерата 9, 8 (прочность на удар) и 17/ (прочность при восстановлении) ° 30

Все эти величины рассчитаны по Отно шению опыта:1, Кроме того, способ обеспечивает значительное сокращение количества выбрасываемой извести с пылью ° В вы 35 деляемой пыли извести содержится В

1,5 2,0 раза меньше, чем в .базовом варианте, Например, в опытах 8 и 10 (смеси VI и VIII) количество СаС1 В в пыли на 60 83Х меньше, чем в сме Е си; в базовых опытах 1 и 2, наоборот,.

СаОс на 60 70Х больше, чем в сме . сях (или в шихте), Сравнение показателей. по восста новимости исследованных смесей нока 45 эывает, что это свойство измельчен ной смеси не остается постоянным ° В базовых вариантах (опыты 1 и 2) вос становимость железной руды состав ляет 80,3 и 88,2Х, Во всех осталь 5О ных опытах она значительно ниже и колеблется в пределах 12 45Х> Мини-. мальную BoccTBHoBHMocTb железная руда приобретает в опытах 10 и 17 (смеси VIII u III режимы измельчения 1 А и 4-А). Это подтверждает наличие эффекта аморфнзации частиц извести, который по Отношению руды проявляется блокированием частиц руды частицами извести

Реализация предлагаемого способа повышает эффективность использования извести в аглопроцессе и снижает ее наделение в виде пыли.

Ф

Формул а и з о б р е т е ни я

-1 ° Способ подготовки извести для использования ее в агломерацнонной шихте, включанщий совместное измельчение извести с железосодержащнми материалами, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности агломерата, производительности агломашин, снижения расхода топлива и уменьшения выделения извести в пыль по тракту шихтоподачи, известь измельчают совместно с окисленной же леэной рудой и сырыми флюсами до со держания класса 0-0,1 мм в измельченной смеси, равного 20-55Х, при соотношении по массе между известью, окисленной железной рудой и сырыми флюсами, равном 1:(3-5):(10-5), причем в массе исходных компонентов.перед измельчением количество свобод ной гигроскопической воды подцержи вают в 2-3,5 раза большим, чем тео ретически необходимое для гашения извести, а количество рудных частиц размером менее 100 мкм поддерживают превьппающим количество частиц извести этой же крупности более чем в 1,2 раза .2 ° Способ по.п,1, о т л и ч а юшийся тем, что совместное из мельченне извести, окисленной желе з Ом руды и сырых флю со В прОиз ВОдится в дробильных устройствах ударного действия прн степени измельчения сме си материалов i 15-20

1643622

Таблица 1

Смесь

Состав н регламентируемые параметры

7,2

7,2

9,1

8,3

9,1 8,3 8,3

8,3 8,3 10>0

9,1 9,1

33,2 33,2 27,0

29>25 29>25 6Э,О

4>5>4

45,5

2I,6

7l,2

45,4

45,5

33,2

58,5

33,2 33,2

58,5 О

21,6

71,2

45,4 45,4

45,5 45,5

0 О 58,5 29,25 29,25 О

О О

l6

)00

4О

16

16

40 40

16 16

80 80

40 25 40

16 16, 16

80 80 80

40 I О 40

16 16 16

80 80 80

12i0

12>0

12,0

9,1

9,0 8>5 9,0

6 2 6 ° 2 6,2

8,5

6,2

8,5

6,2

8,5

6,2

8,5

6,2

8,0 15,6

6,2 6,5!

6,0 10,0 9>0

6,5 6,2 6>2

1,60

2,10

1, l0

2,33

1,99 18,0

1,91 3,50!

>20

2,33

1,99

2,00

IB 0 2,40 2,40

3>60 2 >40 2> 25

2,40 1,99 1,10

2 75 2 00 1 78

T. аблиц а 2

Регл пара им измельчения

Способ измель»

А чения

Степень измельБ

13 25

20 чения

Содержание класса00,1ммв измельченной смеси

55

18 60 50

П р и м е ч а н и е, А - измельчение осуществляйт в молотковой дробилке с шарнир» но подвешенными молотками;

t>

Б - в двухвалковой дробилке с гладкими валками.

Таблица Э

Опыт

Поп аэ а тели

VII

VI

1- А

33,7

-41,9

1 "A

56>3

+47,8

1-А

29,7

-82 ° 9

1-А

39,1

«81,8

1-А

45,4

«23,6

1-А

26>7

«44> 7

I-A

35,8

+15 6

80,3

+60, 1

88,2

+72>2! 34,6

134,6! Э4,6

134,6

147,6

170,1

170,0

175

3i00

3,00

3,50

3,20

2,80

3,20

3i 00

3,50

3,50

1 743

1,625

1 ° 678

1>610

1,495

l,590

l,416

1, 345

1,560

77,4

3,9

28,8

73,7

Э,8

27,6

72 ° 7

4,5

26,5

73,4

4 °

27>8

76,1

3,9

26,4

68>5

7,7

21,6

75 ° 4

4> l

27,6

78,2

3,9

29 ° 3

70,6

4,8

24,6

Сасэ ав смеси, Z на сухую массу: нэ весть окисленная кепеэпая руда иэ вес тип к допомитиэироваинлм нэ вестнкк

Крупность (макс,), мм: извести руды флюсов

Содерка>о>е класси

0-0,1 мм в руде, Х

Вп ал> но сть,. I руды флюсов

Коэффициент:

В!

R! l

Тип смеси (»o табл. 1)

Ренин горения (но табл,2)

Восстановнмость, В, Х

Пыпевыделенне, 2

Расход смеси. кг/r агломерата

Содеркание топлива в пихте, Х

Удельная проиэводительность, т/(м ч)

Прочность агломерата> I: в колодном состоянии

Х х, при восстановлении

113 IV V VI VII VIII IX Х XI ХП

12,0 36,0 36,0 > 18,0 18,0 18,0 12,0 12>0

2 3 5 6 7 8 9

14

1643622

Продолне иле табл Э

Показатели

0>ь>т

1О

VIII

5-8

58>7

+63,6

4-4

12 ° 2

-49,2

2-А

l6,8

«64,9

1-А

24 ° 4 ..

«$7 ° 3

3-А

59„1

+27, 7

I-А

28 ° 5

+39 ° 4

1-А

36,7

+35,8

1-А

24,2

«42 ° 4

1 А

14 ° 6

-6О ° О

147,6

147>6

147,6

147>6

147 ° 6

122 ° 6

147>6

147,6

147,6

3,20, 3,20

2,80

3,$0

2 ° 80

2,80

3,20

3,20

3,20

1; 833

1.474

1.,457

820

1 ° 710 1 ° 705

1 ° 730

I,550

1,545

72 ° 8

4,5

26,9

79 ° 4

Э,В

ЭО ° 8

7Я>7

3,8

34,2

76,7.

4 ° 4

26,5

76,7

Э,9

25,8

75>В

4,2

26,6

74,3

4,3

27,8

75 ° 4

4,1

28,1

72> 7

4 ° 1

26,6

Редактор Н. Рогулич

Заказ 1221 Тираж 407 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

П роизводственно-издательский комбинат "Патен " У т, г. Эпгород, ул. Гагарина, 101

Тнп смеси (по табл ° 1)

Ренин горении (по табл,2 ) Восстаиовимость> 8> 2

Пнпевнделение, Х

Расход снеси, хг/r агломерата

Содернание топливе в в>кте> Х

Удельнае промэво» дительность ° т/(и >ч)

Прочность агломО> рата, 2> в холодном состоннни

Х

Х« при восста>!о апенин

2 !Э 14 15 16 17 18

Составитель Л Шашенков

Текред M.Ìîðãåíòàë . Корректор ОКравцова

"й