Шихта для производства железорудных окатышей

 

Использование: относится к подготовке сырья к металлургическому переделу. Сущность: шихта включает железорудный концентрат , связующее вещество, флюс, фторсодержащий материал и дополнительно глиноземсодержащий материал преследующем соотношении компонентов, мае %: связующее 0,5-1,5; флюс 0,1-15, фторсодержащий материал 0,1-10, глиноземсодержащий материал 0,1-12, железорудный концентрат остальное, причем соотношение AI/F составляет 0.2-0.5. Глиноземсодержащий материал содержит AlaOa в виде алюмогеля. В качестве флюса и фторсодержащего материала можно вводить оплавикованный известняк. Введение в шихту окатышей фторсодержзщих добавок способствует улучшению физико-химических свойств расплава, образующегося в окатышах при их обжиге, и. следовательно повышению их качества. Однако в процессе обжига значительная часть фтора удаляется в виде газообразных соединений, что снижает эффективность его действия. Введение в шихту глиноземсодержащего материала способствует снижению степени удаления фтора в процессе обжига с 40-50 до 2-4% за счет образования комплексных соединений AI и F. В результате качество окатышей повышается при одновременном улучшении экологических условий производства и повышении стойкости оборудования . 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 22 В 1/24

ГОСУДАРСТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4717225/02 (22) 11.07.89 (46) 07,05.92. Бюл. Nã 17 (71) Московский институт стали и сплавов (72) Ю.С. Юсфин, В,В. Даньшин, Н.Ф; Пашков, Н.В. Бакумова, В.Б. Тихом иров и Ю.А.

Литвиненко (53) 622,788.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 831828, кл. С 22 В 1/24,1981. (54) ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЫШЕЙ (57) Использование: относится к подготовке сырья к металлургическому переделу. Сущность: шихта включает железорудный концентрат, связующее вещество, флюс, фторсодержащий материал и дополнительно глиноземсодержащий материал про следующем соотношении компонентов. мас.%: связующее 0,5-1,5; флюс 0,1-15; фторсодержащий материал 0,1 — 10; глиноземсодержащий материал 0,1 — 12; железорудный

Изобретение относится к подготовке сырья к металлургическому переделу, Известна шихта для производства окускованного материала, включающая железорудный концентрат, связующее. флюс и фторсодержащее соединение, Недостатком способа является высокая . степень удаления фтора в процессе обжига окаты шей.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является шихта для получения железорудных окатышей,. включающая железорудный концентрат, флюс, связующее вещество и фторсодержащее соединение в следующем соотношении, вес.%:

„„5U„„1731846 Al концентрат остальное, причем соотношение А!/F составляет 0,2 — 0,5; Глиноземсодержащий материал содержит А!20з в виде алюмогеля. В качестве флюса и фторсодержащего материала можно вводить оплавиKoBBHHblA известняк; Введение в шихту окатышей фторсодержащих добавок способствует улучшению физико-химических свойств расплава, образующегося в окатышах при их обжиге. и. следовательно повышению их качества. Однако в процессе обжига значительная часть фтора удаляется в виде газообразных соединений; что снижает эффективность его действия, Введение в шихту глиноземсодержащего материала способствует снижению степени удаления фтора в процессе обжига с 40 — 50 до 2-4% эа счет образования комплексных соединений A! u F. В результате качество окатышей повышается при одновременном улучшении экологических условий производства и повышении стойкости оборудования. 2 з,п, ф-лы, 1 табл.

Флюс 0,3 — 15

Связующее вещество 0,5-1,0

Фторсодержащее соединение 0,2-1,0

Железорудный концентрат Остальное

В качестве фторсодержащего соединения используют флюорит или флюоритовый концентрат.

Недостатком прототипа является выделение фтора в виде газообразных соединений (HF, SiF4- и др.) в процессе окислительного обжига QKBTbllUBA на конвейерной машине, что неприемлемо с экологической точки зрения, стойкость оборудования при этом также резко снижается.

Целью изобретения является улучшение экологических условий производства

1731846

50

55 путем снижения степени удаления фтора в процессе окислительного обжига окатышей.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для производства железорудных окатышей, включающая железорудный концентрат, связующее вещество и . фторсодержащий материал, дополнительно содержит глиноэем".одержащий материал при следующем соотношении .ингредиентов, вес. :

Связующее 0,5 — 1,5

Флюс 0.1 — 15

Фторсодержащий материал 0,1 — 10

Глиноземсодержащий материал 0,1 — 12

Железорудный концентрат Остальное причем соотношение Al/F изменяют в пределах 0,2-0,5, Кроме того, в шихте глиноземсодержащий материал содержит АЬОз в виде алюмогеля, а в качестве флюса и фторсодержащего материала может содержать оплавикованный известняк.

В качестве фторсодержащего материала можно акже использовать флюоритовый концентрат и т.п., но в этом случуе надо добавлять флюс. В случае использования в шихте оплавикованного известняка.необходимость в дополнительном вводе флюса отпадает. Таким образом, оплавикованный известняк, который не используют в широких масштабах из-за загрязненности его фтором, может играть роль одновременно и флюса, и фторсодержащего материала, Конкретные количества вводимых в шихту компонентов зависят в каждом конкретном случае от состава глиноземистой руды, оплавикованного известняка, железорудного концентрата необходимой основности и т.д.

Известен способ приготовления шихты, в котором при смешивании компонентов шихты вводят глиноземистую руду в количестве 2-15 вес.$, которая играет роль связующего на стадии окомкования и является упрочняющей добаркой на стадии обжига

Однако, качество окатышей изменяется по высоте слоя, вследствие чего нижние слои обладают низкой прочностью на сжатие по сравнению со средним слоем, что понижает выход кондиционных окатышей (снижается выход годного), Кроме того, добавка глиноземистой руды в количестве более 10 вес. )( разубоживает шихту по содержанию в ней железа.

В предлагаемом техническом решении совместное введение в шихту глинозем- и фторсодержащих материалов позволяет получить новое техническое свойство.

Известно, что физико-химические свойства силикатной связки, образующейся в окатышах при окислительном обжиге, во многом определяют качество обожженных окатышей. Добавка фтора положительно сказывается на жидкоподвижности и смачивающей способности расплава, глинозем повышает прочность застывшей связки. Однако, в процессе нагрева окатышей имеют место следующие реакции:

СаГ т+{Н20)=СаОт+2{Н Ц (1)

2СаГгт+$(02т={$! Р4)+2СаОт (2)

12Са Рг.+2Ре$2т+7„5{02)=

=12СаОт+4{$Ре)+Ре20з . (3)

Из анализа приведенных уравнений реакций видно, что фтор в процессе нагрева окатышей удаляется. в виде газообразных соединений в атмосферу и таким образом в расплаве остается лишь 40-60% от первоначального количества фтора.

Эффективность воздействия его на свойства расплава снижается, а предельно допустимые концентрации его в окружающей атмосфере превышаются, как показано на практике, Добавка глинозема в шихту окатышей позволяет снизить степень удаления фтора в процессе окислительного обжига путем связывания его в комплексы согласно следующим реакциям:

3CaFz +Al20g>=2AlFg +3СаОт (4)

6Са Гг +А!зОз,+3Nar0,=

=6СаО +2йазА! о,. (5)

Как показывает термодинамический расчет, реакция (5) получает заметное развитие уже при температурах 200.— 300 С: значение lgK> при 300 С составляет 15,4.

Необходимо отметить, что незначительные количества щелочей всегда присутствуют в шихте окатышей и, в частности, вносятся с бентонитом.

Глинозем может вводиться в шихту окатышей, например, в виде глиноэемистой железной .руды, которая широкого практического применения в металлургическом переделе не имеет из-эа высокого содержания глинозема, ухудшающего . свойства доменных шлаков. Глиноземистая руда, как показали исследования, должна иметь- оптимальный грансостав, влияющий на структуру окатышей и, следовательно, на кинетику процессов, протекающих при их окислительном обжиге. При этом, если глинозем в руде присутствует в виде алюмогеля, то действие его более эффективно за счет образования при разложении алюмогеля более активной поверхности реагирования. Поэтому добавка в шихту глиноземистой руды более эффективна по сравнению с добавкой глиноземистого кон1731846 центрата, полученного при обогащении руды.

Если отношение AI/F составляет менее

0,2, то количества глинозема недостаточно для протекания реакций (4) и (5). При отношении Al/F более 0,5 эффективность процесса снижается, а глиноземистая руда разубоживает шихту окатышей по содержанию в ней железа. Оптимальное отношение алюминия и фтора в шихте 0,2 — 0,5, полученное экспериментальным путем, согласуется с расчетными данными по реакциям (4) и (5).

Добавка глиноземистой железной руды класса 1 — 0,2 мм к железорудному концентрату фракции 0,074 мм разрыхляет структуру окатышей, что способствует более полному удалению влаги в процессе сушки . и, следовательно, более эффективному последующему упрочнению окатышей при температуре обжига, Добавка руды крупностью+1 мм приводит к ухудшению спекания шихты.

Пример, Исследовали окатыши из концентрата Соколовско-Сарбайского горно-обогатительного комбината с содержанием SI02 4 . В качестве связующего вещества использовался бентонит Сари. гюхского месторождения, в качестве фторсодержащего материала — фл юоритовы и известняк (10,09% СаРг) крупностью 99 /, кл. — 0,074 мм, являющийся одновременно флюсом, В качестве гпиноземсодержащего материала использовались лисаковская руда (4,67/0 AlzOz) и лисаковский концентрат (5,02 /о АЬОз), Результаты эксперимента приведены в таблице.

Изобретение осуществляется следующим образом.

При получении железорудных окатышей в шихту вводится; в качестве связующего вещества —. бентонит в количестве 0,5 — 1,5 вес,%; в качестве флюса и фторсодержащего вещества — оплавикованный известняк в количестве 0,1 — 15,0 вес. /, а в качестве глиноземсодержащего материала — писаковская руда в количестве О, l — 12 вес, /; железорудный концентрат — остальное.

В случае раздельного ввода флюса и фторсодержащего материала; в качестве флюса — известняк, гашеная известь и т.д. в количестве 0,1 — 15,0 вес., в качестве фторсодержащего материала — плавиковый шпат, фпюоритовый концентрат и т.д, в количестве — 0,1 — 10,0 вес. / .

Опыты показали, что степень удаления фтора в процессе обжига окатышей в большей степени зависит от вида глиноземсодержащей добавки (руда или концентрат) и

5 от ее крупности, чем от режима обжига окатышей. В связи с этим в таблице приведены данные для окатышей, обожженных по одному из исследованных режимов: температура обжига 1259 С; скорость нагрева и

10 охлаждения 100%мин; время изотермической выдержки 8 мин. Обжиг проводился в трубчатой силитовой печи в токе воздуха.

Как видно из таблицы, наименьшая степень удаления фтора (2-4,) получена при

15 добавке дробленной лисаковской руды (для сравнения: степень удаления фтора в случае отсутствия в шихте глиноземсодержащих добавок составила 54,3%).

Использование изобретения позволит

20 снизить степень удаления фтора в процессе окиспительного обжига окатышей в 10-20 раз, Таким образом, снимаются экологические ограничения для использования фторсодержащего сырья при окусковании

25 железорудных концентратов, что позволит значительно повысить качество окатышей и их металлургическую ценность.

Формула изобретения

30 1, Шихта для производства железорудных окатышей, включающая железорудный концентрат, связующее, флюс и фторсодержащий материал, отличаю ща я с я тем, что, с целью улучшения экологических усло35 вий производства путем снижения степени удаления фтора, в процессе окислитепьного обжига окатышей, шихта дополнительно содержит глиноземсодержащий материал при следующем соотношении ингредиентов, 40 мас. ;

Связующее 0,5-1,5

Флюс 0,1 — 15,0

Фторсодержащий материал 0,1 — 10,0

Глин оземсодержащий

45 материал 0,1 — 12,0

Железорудный концентрат Остальное причем отношение AI/F в шихте составляет

0,2-0,5.

2. Шихта по и. 1, о т и и ч а ю щ а я с я

50 тем, что гпиноземсодержащий материал содержит АЬОз в виде алюмогеля.:

3. Шихта по п,1, отличающаяся тем, что в качестве флюса и фторсодержащего материала она содержит оплавикован55 ный известняк.

1731846

Содержание фтора s сырых и обожженных окатышах

Добавка. глиноземсодержащего материала

Содержание фтора после обжи ra, вес.4

Количе" ство on лавикоВид добавки Количе- Крупство, ность вес.3 ванного

0,46

54,3

0,21

Без добавки

Лисаковский концентрат

0,44

31,8

9 0 0,2

8,6 0,5

99ь кл.

-0,074 мм

0,30

0,42

23,8 .

0,32

«! !

«!!»

Лисаковскдя

7,9

0,49

0,49

10,0 0,2

10,0 0,2

0,41

0,47

16,3

4,1

«I!»

3,9

3,9 руда

9,6 0,5

0,47

0,48

9,4

I!»

«! !»

1,9

«I!»

994 кл.

9!7 0!1

1-0,2 мм!!»

«! !» ю!«

10,O О,2 О,49

96 05 047

9 4 0,65 Ф,Аб

Составитель Н.Бакумова

Техред М,Моргентал. Корректор И.Муска

Редактор М,Янкович

Заказ 1559 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101!!»

«! !»

«!!»

3,9

9,4

12,0

9Я кг!.

0 5"

0,2 мм известняка, вес.

Отношение

Al/F e шихте

Исхо дное содержание фтора, вес. Ф

0,45

0,38

0,48

0,46

0,45

Степень удаления фтора, 1

4,3

20,8 v/

2,0

2,1

2,2