Способ спекания полиметаллического железистого сырья на конвейерной машине и устройство для его осуществления

 

Сущность: полиметаллическое железистое сырье, содержащее Ge-содержащий компоненты загружают в 2 слоя на конвейерную машину. В нижний слой, составляющий 90-100 мм, загружают германийсодержащее железистое сырье в смеси с топливом и возвратом, а в верхний слой агломерационную офлюсованную железорудную шихту и спекают, после чего осуществляют восстановительную обработку при 1200-1250°С и отношении СО:С02 равном (2-3), путем дополнительного ввода пылевидного топлива в количестве 3-5% от веса шихты нижнего слоя и повышения на 5-10% вакуума по отношению к вакууму в зоне спекания. Пылевидное топливо можно вводить одновременно в прокладку 1-2% от веса шихты нижнего слоя, а остальное - в нижний слой. Конвейерная агломерационная машина снабжена системой подготовки пылевидного топлива и системой накопления и переработки германиевого продукта и имеет камеру для подачи воздуха, расположенную в хвостовой части машины и выполненную из неподвижной и подвижной вдоль оси машины частей. Неподвижная часть соединена с системой подготовки пылевидного топлива, а система газоочистки хвостовой части, над которой расположена камера подачи воздуха, отделена от системы газоочистки остальной части агломерационной машины и соединена с системой накопления и переработки германиевого продукта. Система газоочистки хвостовой части отделена от остальной части газоочистки агломерационной машины посредством прижимного уплотнительного стола и разделительной стенки. 2 с. и 3 з. п., 1 ил., 3 табл. (Л С ч со со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 22 В 1/20, F 27 В 21/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР ( (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,» -".;;--,,-,",. ::::-:,: .. ъ .4 к

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Широко известны способы и средства для подготовки железистого сырья и полиметаллических руд к плавке, заключающиеся в окомковании этого

Изобретение относится к металлургии черных и редких металлов, в частности к получению германиевых возгонов при спекании германийсодержащего железистого сырья. (21) 4880180/02 (22) 03.09.90 (46) 15.12.92. Бюл. O 46 (71) Карагандинский металлургический комбинат (72) Ш, Г. Иманаев, Р. Д, Симбинов, М. X. Суттубаев, И.А. Хлевный, Ю. А Минаев и К.Ж. Симбинова (56) Вегман Е. Ф. Теория и технология агломерации, с. 211-222.

Авторское свидетельство СССР

М 531875, кл. С 22 В 1/20

Авторское свидетельство СССР

М 265134, кл. С 22 В 1/20

Вегиан E. Ф. Теория и технология агломерации. с. 195.

Авторское свидетельство СССР

М 584050, кл, С 22 В 1/18.

Авторское свидетельство СССР

t+ 610875, кл. С 22 В 1/20.

Авторское свидетельство СССР

% 870892, кл, 27 В 21/06, (54) СПОСОБ СПЕКАНИЯ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЖЕЛЕЗИСТОГО СЫРЬЯ НА КОНВЕЙЕРНОЙ МАШИНЕ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Сущность: полиметаллическое железистое сырье, содержащее Ge-содержащий компоненты загружают в 2 слоя на конвейерную машину. Внижний слой,,составляющий 90-100 мм, загружают германийсодержащее железистое сырье в

„„Я „„1781311 А1 смеси с топливом и возвратом, а в верхний слой агломерационную офлюсованную железорудную шихту и спекают, после чего осуществляют восстановительную обработ-. ку при 1200 — 1250 С и отношении СО:С02 равном (2 — 3), путем дополнительного ввода пылевидного топлива в количестве 3 — 5 от

scca шихты нижнего слоя и повышения на

5-10 вакуума по отношению к вакууму в зоне спекания. Пылевидное топливо можно вводить одновременно в прокладку 1-2 от веса шихты нижнего слоя, а остальное — в нижний слой. Конвейерная агломерационная машина снабжена системой подготовки пылевидного топлива и системой накопления и переработки германиевого продукта и имеет камеру для подачи воздуха, расположенную в хвостовой части машины и BblfloRненную из неподвижной и подвижной вдоль оси машины частей. Неподвижная часть соединена с системой подготовки пылевидного топлива, а система газоочистки хвостовой части, над которой расположена камера подачи воздуха, отделена от системы газоочистки остальной части агломерационной машины и соединена с системой накопления и переработки германиевого продукта. Система газоочистки хвостовой части отделена от остальной части газоочистки агломерационной машины посредством прижимного уп- лотнительного стола и разделительной стенки. 2 с. и 3 з. и., 1 ил., 3 табл.

1781311 сырья на кон вейерн ой а гломерационной машине.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ спекания железосодержащих материалов при двухслойной загрузке с перераспределением ее ингредиентов между нижним и верхними слоями, а также устройство для подачи воздуха в пространство над колосниковой решеткой, Недостаток известных сйособово и устройств заключается в том, что они при высокой производительности агломерационной машины и хорошем качестве агломерата не обеспечивают условий для извлечения германия из германийсодержащего железистого сырья.

Цель изобретения состоит в иэвлечейии металла при обработке германийсодержащего железистонго сырья. Предлагаемый способ спекания полиметаллического железистого сырья на конвейерной машине и устройство для его

"реализации позв6ляют наладить производство германия при йопутном извлечении его в процессе окомкования германийсодержа щего железистого сырья, что йовышает эффективность процесса агломераций.

Поставленная цель достигается тем, что осуЩествляют двухслойную загрузку шихты

"с подачей германййсодтержащего железиСтого сырья в нижний слой. Сйекание, а затем восстановительную обработку проводят на агломерационной конвейерной машине. Причем восстановительную обработку осуществляют при 1200-1250 С, восстановительном потенциале СО .СО2=2;3.

Снижение температуры спекания ниже

1200 С резко снижает скорость отгбнки моноокиси германия (GeO) в возгон, а снижение восстановительного потенциала ниже значений СО:COz=2 (допустим 1) умейьшает скорость восстановлейия двуокиси германия (Ое02) до моноокиси.

Повышение температуры выше 1250 С желательно, т.к. ускоряет сколрость отгонки моноокиси GeO, но верхний предел температуры ограничен раэмятчеййем сырья.

Повышение восстановительного потенциала выше значения СО:СОр=3 недопустимо, т.к. вызывает перевосстановление моноокиси германия (GeO) до металлического нелетучего германия, атакже перевосстановление FeO-немет.

Присутствие металлического железа в спекаемом сырье более Ремег2-3 практически означает прекращение сублимации моноокиси германия (FeO) в возгон.

Поддержание указанной температуры и восстановительного потенциала осуществляют за счет подачи в нижний слой дополнительного пылевидного топлива, в количестве 3-5 от веса шихты нижнего слоя и повышения на 5-10 вакуума по отношеwe к вакууму зоны спекания. Ввод дополнительного топлива в заданную зону горения нижнего слоя может быть осуществлен методом прососа измельченного топлива через спек верхнего слоя. Подачу веса шихты нижнего слоя подают в прокладку между верхним и нижними слоями, а оставшиеся 4-2 методом прососа непосредственно s зону горения нижнего слоя, при этом общий расход дополнитель15 но топлива составляет 3-5 от веса шихты нижнего слоя.

Повышение топлива более 2% в прокладку вызывает оплавление верхней части нйжнего слоя. а) повышение топлива в нижний слой более 5 удлиняет восстановительный про20 цесс спекания по времени.

Для быстрой эвакуации возгонов германия из зоны восстановительной обработки и предотвращения вторичного взаимодействия возгонов германия в потоке газов с

25 минералами кальция и магния, с которыми он образует прочные химические соедине30 ния, высота спекаемого слоя вместе с постелью составляет 90-100 мм и присутствие флюсов в нижнем спекаемом слое не допускается.

Процесс восстановительной обработки производят путем повышения на 5-10 вакуума по отношению к вакууму в зоне спекания. Это необходимо для избежания потери возгонов германия, а также для ин40 тенсификации восстановительного процесса

Именно способ расположения германийсодержащего железистого сырья в нижнем слое и способ обеспечения доставки дополнительного количества топлива в заданунуую зойу-восстановительной обработки, а также обеспечение условий для быстрой эвакуации образовавшихся возгонов германия (нижний слой вместе с постелью не более 90-100 мм и без флюсов) обеспечивают

50 цель изобретения.

Отличительной особенностью устройства для осуществления предлагаемого способа, содержащего конвейерную агломерационную машину с узлами загрузки, зажигания и спекания шихты, систему газоочистки, состоящую иэ вакуум-камер, соединенных через циклоны со скрубберами и герметичную камерудля подачи воздуха, расположенную над агломашиной, является то, что камера

10 дополнительного топлива могут осуществлять также таким образом: 1-2% топлива от

1781311

10

20

40

50 сечением расположена в хвостовой части машины и выполнена из неподвижной и подвижной вдоль оси машины частей, неподвижная часть которой соединена с системой подготовки пылевидного топлива, а система газоочистки хвостовой части, над которой расположена герметичная камера, отделена от системы газоочистки остальной части агломерационной машины и соединена с системой накопления и переработки германиевого продукта, . Система газоочистки хвостовой части отделена от остальной части газоочистки агломерационной машины посредством прижимного уплотнительного стола и разделительной стенки, Камера и подвижная ее часть обеспечивают условия для доставки твердого топлива в заданную зону восстановительного спекания нижнего слоя, а автономная часть газоочистки обеспечивает быструю эвакуацию и последующее улавливание воэгонов германия.

Предлагаемый способ спекания германийсодержащего железистого сырья был опробован в лабораторных условиях. Для спекания использовали товарные руды, поступающие на Карметкомбинат, Спекание проводили на лабораторной агломерационной установке с чашей диаметром 250 мм, общей высоте слоя 300 мм;

Пробы агломерата и исходной руды на . германий проводились калориметрическим методом.

Извлечение германия определялось по формуле .

g 6еизвл.=(1 2 " ) 100О,.Ge> . Fez где Fe, Ge — содержан. Fe u Ge в аглоруде

АГОК и г/т;

Гег Gez — содержание Fe u Ge в спеке нижнего слоя в и г/т.

Спекание в аглочаше производили с двухслойной загрузкой при наличии постели из аглоруды АГОК фракции 10-8 мм и при вакууме под решеткой 1200-1300 мм в.с.

Серия спеканий при различной высоте нижнего слоя (табл. 2) выявила как наиболее

Оптимальную высоту для нижнего слоя вместе с постелью 90-100 мм.

При спекании шихты с введением известняка в нижний слой с повышением основности 0,9; 1,0; 1,1; 1,2; 1,3 соответственно снижается извлечение германия от 85-90 до 45-50 .

Процесс восстановительного спекания производили подачей твердого топлива в количестве 3-57 от веса шихты нижнего слоя в зону горения нижнего слоя методом прососа измельченного до 0,074 мм пылевидного топлива через спек агломерата верхнего слоя.

Часть твердого топлива в количестве 12$ от веса шихты нижнего слоя можно подавать в прокладку между верхним и нижним слоями, при этом остальные 4 — 2 можно подавать непосредственно в нижний слой методом прососа, Устройство для реализации предлагаемого способа (см. чертеж) содержит агломашину 1, содержащую узел загрузки аглошихты, состоящий из.бункера постели 2, питателя шихты нижнего слоя 3, питателя топлива 4 для прокладки между верхним и нижним слоями и питателя шихты верхнего слоя 5. Устройство содержит зажигательный горн 6, систему газоочистки, содержащую вакуум-камерй 7, группу циклонов 8, скрубберы 9, зксгаустер 10, дымовую трубу 11.

В хвостовой части агломашины 1 смонтирована установка, содержащая дозаторы твердого топлива 12, 13, сушильный барабан 14, шаровую мельницу 15 с вентилятором 16, циклон-осадитель 17, бункер пылевидного топлива 18, шнековый дозатор

19, эжектор 20.

Установка имеет систему газоочистки, отделенную от газоочистки агломерационной машины с помощью прижимного уплотнительного стола 21 и разделительной стенки 22. Автономная газоочистка состоит из семи вакуум-камер 23, группы осадительных циклонов 24, двух последовательно расположенных скрубберов 25, шибера 26 и эксгаустеров 27, а также системы отстойников и вакуум-фильтров 28, связанных с установкой "циклон" 29 для сократительной плавки, Водовод осветленной воды 30 замкнут на автономную систему газоочистки. Над четырьмя последними вакуум-камерами 23 установлена герметичная камера, имеющая стационарную часть:31 и примыкающую к ней часть 32, выполненную с возможностью перемещения над тремя вакуум-камерами.

Стационарная часть камеры имеет горловину 33 с изменяемым с помощью шибера 34

55 Подвижная часть камеры состоит из передвижного кожуха, смонтированного на подвижных роликах с исполнительным механизмом передвижения по направляющим и эластичные элементы укрытия.

1781311

Герметичная камера может иметь 4-е положения

1 положение — площадь всаса 4-е вакуум амер

ll положение —. — — 5-ть

Ill положение—

1t tt

И положение—

Фе tt

6-ть

7-ть

Агломерационная машина работает по схеме двухслойной загрузки шихты. Герма- 20 нийсодержащее железистое сырье шихтуется в нижний слой в смеси с тв. топливом, например 5 кокса и угля (0,75-0,25) и возвратом не более 10, высотой 80-90 мм, Постель также состоит из германийсодержащего железистого сырья, толщина слоя

10 — 20 мм. Питатель (4) загружают смесью кокса с углем (например: 0,75-:0,25) фракции 7 — 0 мм.

В верхний слой подают железорудный материал, флюс и топливо в соответствии с принятой технологией, высоту верхнего слоя не ограничивает.

Оба слоя шихты совместно с постелью и прокладкой топлива (при необходимости) загружают на колосниковую решетку агломерационной машины, слой шихты по ходу машины поступает под зажигательный горн (6). где происходит зажигание верхнего слоя

40 и начало процесса спекания. Далее по ходу продвижения агломерационных тележек над вакуум-камерами производят предварительное спекание сырья в нейтральной, окислительной и слабовосстановительной среде. Затей восстановительное спекание сырья с параметрами 1=1200 — 1250 С и восстановительным потенциалом СО:C0z-2-3.

Восстановительное спекание обеспечивается вдуванием через герметичную каме50 ру в нижний слой шихты пылевидного топлива в количестве 4 от веса шихты нижнего слоя. Разрежение в камере 3-5 установки поддерживают 20 — 30 мм с помощью шибера 34, расположенного в горловине герметической камеры. Данное разрежение обеспечивает необходимую скорость подачи воздуха, обеспечивает воздушной струе достаточную кинетическую энергию для распределения пылевидного топлива по всей поверхности спекаемого слоя.

Под хвостовой частью агломашины установлена приемная плита 35 и аглодробилка 36. .15

Устройство работает следующим обра- зом.

В семи вакуум-камерах 23 вакуум повышается на 5-10 по отношению к вакууму в зоне спекания.

Данное перераспределение вакуума производят с помощью шибера (26), а также обеспечивается с помощью прижимного стола 21 и разделительной стенкой (22).

Передвижную часть камеры 32 устанавливают из соображений технологии на заданную часть площади спека, например на две вакуум-камеры. В этом случае герметичная камера охватывает спекательную часть агломерационной ленты, соответствующей шести последним вакуум-камерам. При этом расход пылевидного топлива задается шнековым доэатором 19, Часть топлива при необходимости до 2 от веса шихты нижнего слоя можно подавать иэ бункера 4 в прокладку между верхним и нижним слоями.

Оставшиеся 3-2 дополнительного топлива необходимо подать через герметичную камеру.

Готовый агломерат сбрасывают на приемную плиту 35 и далее в аглодробилку 36. .Подготовка дополнительного пылевидного топлива до подачи к эжектору осуществляется следующим образом.

Доэаторы кокса (12) и угля (13) в заданном соотношении (например 0,75:0,25) подают смесь твердого топлива в сушильный барабан (14), затем. в шаровую мельницу (15), где происходит измельчение топлива до 0,074 мм и пневмотранспортом, приводимым в движение мельничным вентилятором (16), подается в бункер (18) через группу циклонов осадителей (17).

Пылевидное топливо из бункера (18) с помощью ш некового дозатора (19) и эжектора (20) вдувается в герметичную камеру. . Пыли групповых циклонов 24 и обезвоженный шлам обеих скрубберов (25) являются германиевым продуктом и их направляют в установку "Циклон" для сократительной плавки. Осветленная вода 30 также обогащена возгонами германия и поэтому циркулирует замкнуто по автономной системе установки. Аглогазы после эксгаустеров (1 О, 27) сбрасывают на дымовую трубу (1).

Формула изобретения

1. Способ спекания полиметаллического железистого сырья на конвейерной машине, включающий двухслойную загрузку шихты с перераспределением ингредиентов между слоями и ее спекание путем прососа, отличающийся тем, что, с целью извлечения металла при обработке германийсодержащего сырья, в нижний слой, составляющий 90-100 мм, загружают германийсодержащее железистое сырье в смеси с топливом и возвратом, а в верхний

1781311

Таблица 1

Влияние количества дополнительного топлива на процесс извлечения германия из аглошихты

Таблица 2

Влияние высот верхнего и нижнего слоя на процесс извлечения германия иэ алошихты слой — агломерационную офлюсованную железорудную шихту, причем после спекания осуществляют восстановительную обработку при температуре 1200-1250ОС и отношении C0:COz, равном 2-3, путем до- 5 полнительного ввода пылевидного топлива в количестве 3-5 от веса шихты нижнего слоя и повышения на 5-10 вакуума по отношению к вакууму в зоне спекания.

2. Способ поп.1,отл и чаю щи йся 10 тем, что ввод пылевидного топлива осуществляют в нижний слой методом прососа через спек верхнего слоя, 3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что пылевидное топливо вводят одно- 15 временно в прокладку в количестве 1-2 от веса шихты нижнего слоя, а остальное — в нижний слой.

4. Устройство для спекания полиметаллического железистого сырья на конвейер- 20 ной машине, содержащее конвейерную агломерационную машину с узлами загрузки, зажигания и спекания шихты, систему . газоочистки, состоящую из вакуум-камер, соединенных через циклоны со скруббера- 25 ми, и герметичную камеру для подачи воздуха, расположенную над агломерационной машиной, отл и ч а ю щ ее с ятем, что, с целью извлечения металла при обработке германийсодержащего железистого сырья, устройство снабжено сйстемой подготовки пылевидного топлива и системой накопления и переработки германиевого продукта, при этом камера для подачи воздуха распо- ложена в хвостовой части машины и выполнена из неподвижной и подвижной вдоль оси машины частей, неподвижная часть которой соединена с системой подготовки пылевидного топлива, а система газоочистки хвостовой части, над которой расположена камера для подачи воздуха. отделена от системы газоочистки остальной части агломерационной машины и соединена с системой накопления и переработки германиевого продукта.

5. Устройство по и. 4, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что система газоочистки хвостовой части отделена от остальной части газоочистки агломерационной машины посредством прижимного уплотнительного стола и разделительной стенки.

1781311

Таблица 3

Составитель Т, Шиловская

Теехред М.Моргентал Корректор Н. Гунько

Редактор

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

Заказ 4256 Тираж Подписное

В НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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