Способ получения железного порошка из железорудного концентрата

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу получения железного порошка из железорудно.о концентрата. Цель - повышение скорости восстановления, производительности процесса при сохранении безопасных условий труда. Железорудный концентрат помещают в герметичный обьем, в который подают газообразный восстановитель-водород под давлением 1,333-103-5,066-105 Па, обрабатывают концентрат пучком ускоренных электронов с энергией 0,4-10 МэВ при мощности дозы 0,2-3 М рад/с. Нагрев пучком электронов осуществляется до температуры 350-900°С. Способ обеспечивает повышение скорости восстановления железорудного концентрата, повышение производительности процесса. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕ1СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 F 9/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

h (21) 4048888/02 (22) 16.04.86 (46) 23,12,91. Бюл. ¹ 47 (71) Институт горного дела СО AH СССР;

Белгородский технологический институт строительных материалов им. И. А. Гришманова и Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья СО АН СССР (72) Б, Я. Адиганов, Г. P. Бочкарев, М.Э,Вейс, Ю. П, Вейгельт, Ю. Б. Войтковский, В. П. Курбатов. А, П. Воронин, Е. П, Горягин, И.И. Мирошниченко, В. И. Ростовцев, С. В. Русаков, В. А. Поляков, Ю. В. Телецкий, C. В. Шалацкий и О. С. Грибков (53) 621,762.2(088,8) (56) Аракелян С, Б. и др. Физикохимия прямого получения железа. — M,: Наука, 1977, с. 174.

Патент США ¹ 4005956, кл. В 22 F 1/00, опублик. 1977, Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу получения железного порошка из железорудного концентрата, Целью изобретения является повышение скорости восстановления, производительности процесса при сохранении безопасных условий труда.

Способ осуществляют следующим образом.

Железорудный концентрат помещают в герметичный абьем, в который подают газообразный восстановитель. В реакционный обьем вводят пучок ускоренных электронов.

При нагревании концентрата пучком ускоренных электронов контролируют два параметра — энергию электронов и >ак пучка.

„„Я2„„1699719 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОГО

ПОРОШКА ИЗ ЖЕЛЕЗОРУДНОГО КОНЦЕНТРАТА (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу получения железного порошка из железорудна о концентрата. Цель — повышение скорости восстановления, и роизводительности процесса при сохранении безопасных условий труда. Железорудный концентрат помещают в герметичный обьем, в который подают газообразный восстановитель-водород под давлением 1,333 10 -5,066.10 Па, обрабатывают концентрат пучком ускоренных электронов с энергией 0,4-10 МэВ при мощности дозы 0,2 — 3 M рад/с. Нагрев пучком электронов осуществляется до температуры 350 — 900 С. Способ обеспечивает повышение скорости восстановления железорудного концентрата, повышение произ, водительности процесса. 3 табл. которые в конечном счете определяют мощность поглощенной дозы. Энергия электронов при этом выбирается в соответствии с массовой толщиной облучаемого материала, Сначала нагревают концентрат да заданной температуры, нагрев при этом осуществляют с максимальной скоростью.

При достижении заданной температуры уменьшают ток пучка и устанавливают его таким, чтобы температура концентрат" соответствовала заданной. Затем канцен трат выдерживают при этой температуре в течение времени, необходимомдля полного восстановления.

В качестве источника ускоренных электронов используют промышленныи уск )ри тель электронов. Энергия влек ран< в R

1699719

Таблица 1

П р и м е ч а н и е. Энергия злектрнов.1.7 МэВ, пучке 0,4 — 10 МэВ, массовая толщина облучаемого концентрата изменялась в зависимости от энергии: при энергии 0,4 МэВ она составляла 0,2 г/см, а при энергии г

10 Мэ — 5 г/см . В качестве газа-восстано- 5 вителя применяли водород. Концентрат нагревали до 350 — 900 С, Облучение электронами с начальной энергией менее 0,4 МэВ нецелесообразно, так как потери энергии электронов в атмос- 10 фере газа-восстановителя при давлении выше 1,333 10 Па достигают величины, з близкой к начальной энергии электронов.

Электроны теряют энергию в газе и не достигают поверхности концентрата, ° 15

При энергиях выше 10 МэВ в облучае-. мом материале и окружающей среде возникает наведенная активность, представляющая опасность для здоровья людей, Дальнейшее увеличение энергии при этом 20 нецелесообразно, так как скорость процесса восстановления не зависит от энергии электронов (при увеличении энергии увеличивается толщина облучаемого слоя концентрата), 25

При температуре выше 900 С наблюдается спекание восстановленного железа, при этом возникают диффузионные затруднения как для восстановителя, так и для газообразного продукта восстановления, 30 скорость восстановления при этом падает.

Так, при 950 С за 25 мин степень восстановления достигает 957. Повышение температуры выше 900 С приводит к увеличению затрат энергии на восстановление и сниже- 35 ние скорости восстановления, т. е. к снижению производительности процесса.

Сравнительные данные предложенного и известного способов приведены в табл. 1 и 2. 40

Данные, приведенные в табл, 1, свидетельствуют, что предложенный способ позволяет увеличить скорость восстановления в 40 — 60 раз, если восстановление п5ооводить при давлении водорода 1,0133.10 Па (760 мм рт, ст.). При увеличении давления до

5,066.10 Па (5 атм) скорость по сравнению с прототипом увеличивается в 120 раз (табл. 2), Из данных, приведенных в табл. 2, следует, что существует верхний предел давления газа-восстановителя 5.066.10 Па. так

5 как дальнейшее повышение давления не приводит к увеличению скорости процесса, Данные влияния энергии электронов на процесс восстановления приведены в табл, 3.

При энергии ниже 0,4 МэВ электроны в результате потери энергии в газовой среде не достигают поверхности восстанавливаемого материала. Нагревание материала при этом происходит при передаче тепла из газовой среды и скорость восстановления уменьшается, так при 0,3 МэВ она снижается в 3 раза. В интервале энергии 0,4 — 10 МэВ скорость процесса остается постоянной и не зависит от энергии.

Формула изобретения

Способ получения железного порошка из железорудного концентрата, включающий его восстановление газом-восстановителем при одновременном облучении потоком электронов,отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения скорости восстановления, производительности процесса при сохранении безопасных условий труда, восстановление осуществляют при„давлении газа-восстановителя 1,333 10 — 5,066 10 Па, температуре 350 — 900 С, а поток электронов используют с энергией 0,4 — 10 Мэ В при мощности дозы 0,2-3 Мрад/с.

1699719

Таблица 2

П р и м е ч а н и е. Энергия электронов 1,7 МэВ, температуре 700 С, Таблица 3 водорода

Р

1,013 10 Па(760 мм рт. ст.) Составитель В. Нарва

Редактор О, Юрковецкая Техред М.Моргентал

Корректор В, Гирняк

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 4427 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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