Цемент для безобжигового окусковывания марганцевых рудных концентратов

 

Союз Советских

Социапмстическмх

Респубпкк

Oll HCAHMK

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и>979289 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.05.81 (21) 3329703/29 — 33 с присоединением заявки J4 (28) П риоритет

Опубликовано 07.12.82. бюллетень М 45 (5l)M. Кл.

С 04 В 7/22

3Ъоударстеенный квинтет

СССР

II0 делаи изобретений и открытий (53) УДК 666.943 (088.8) Дата опубликования описания 07.12,82

В. В. Тимашев, Г. В. Макаров и П. И. Софинский "- .-. .":,"; .- ::;

, " гМосковский ордена Ленина и ордена Трудового Красного„Днаме11н"-,: .г»:...; химико-технологичеСкий институт им. Д.И. Менделеева (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЦЕМЕНТ ДЛЯ БЕЗОБЖИГОВОГО ОКУСКОВАНИЯ

МАРГАНЦЕВЫХ РУДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

Изобретение относится к составам вяжущих для безобжиговой агломерации и брикетирования рудных концентратов, в частности марганцевых руд и концентратов, и может быль использовано в промышленности черной и цветной .металлургии.

Известен цемент, включающий 30 97% алюмоферритов кальция, 0,5 — 57% феррита кальция, 2-20% силикатов кальция 11). Эти цементы имеют в своем составе повышенное количество окислов железа и предназначены для агломерации железорудных концентратов.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является veмент для агломерации рудного концентрата, 15 включающий 60 — 95% феррита кальция, 3 — 20% алюмоферрита кальция, 2 — 20% силикатов кальция (2) .

Цемент предназначен для агломерации железорудного концентрата. При использовании его для агломерации или брикетивования марганцевых руд и ко1щентратов в последние вносится повьппелное количество окислов железа, 2 которые являются балластными примесями, — загрязняют выплавляемый марганец, уменьшают его выход из плавильной печи, увеличива. ют выход шлака.

Недостатком известного цемента является низкая прочность, особенно в ранние сроки, что создает определеннные технологические трудности — брикеты или гранулы требуют длительного вылеживания для приобретения определенной прочности перед подачей в плавильную печь.

Целью изобретения является повьгшение прочности цемента.

Поставленная цель достигается тем, что цемент для безобжигового окускования марган ° цевых рудных концентратов, включающий силикаты кальция, дополнительно содержит ферро. манганаты кальция и алюмоферромантанаты кальция при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Ферромантанаты кальция 60 — 95

Алюмоферроманганаты кальция 0,25 — 20

Силикаты кальция Остальное

3 979289 4

Проведенные исследования позволили уста ва: ферроманганат кальция 2 СаО. (0,05— повить, что в процессе обжига сырьевых сме- 0,95);РегОз . (095 — 005) Мп,з05 и алюмоферсей, содержащих окислы железа, марганца, романганат 4 СаОАIгОз (005 — 0,95}РегO," алюминия и кальция при температурах "(0,95 — 0,05) Ъ1пс Ох.

1ООО-1450 С происходит образование ферроманганатов кальция переменного состава Пример. Готовят сырьевые шихты:

2 СаО (1-n) ЕегОз nMn Об, где, сырьевые компоненты, смешивают, размалыва0 <и <1; а = 1 или 2; Б = 1; 2; 3, а также ют до удельной поверхности 2800 см /r, увлажалюмоферроманганатов кальция переменного няют до влажности W 10%, прессуют при состава 4 СаО АIгОз, (1-n) Fe>Oз -и Мпс, 0 1о давлении 400 кгс/см в брикеты О =Н = 20 мм с вышеприведенными значениями п, à, б. и обжигают.

Ферроманганаты и алюмоферроманганаты кальция обладают высокими вяжущими свой- Скосрость подъема температуры 400 град/ч, ствами, содержат в своем составе значительные продолжительность изотермической выдержки количества окислов марганца, что снижает со- g 30 мин при Т = 1200 — 1300 С охлаждение спе, держание в вяжущем балластных окислов ков быстрое, на воздухе. Полученные спеки раэжелеза. малывают до удельной поверхности 3500 см /г.

Наибольшую гидратационную активность име- Минералогический состав клинкеров приведен ют клинкерные минералы следующего соста- в табл. 1..

Таблица 1 гп

Минералогический состав полученных вяжущих

Минералогический состав, %

Nî KJIHH кера алюмоферрит кальция

CeAF ферроманганат кальция .2СаО (0,05 — 0 95) х

«РегОз (0,95 — 0,05)

Мп,О б алюмоферроманганат кальция

4СаО АIгОз (0050,95) Еег Оз (0,95—

0,05) Мп,„О 8 феррит кальция

СгР силикаты кальция

Сг $+Сз$

I5

15

70

20

4,75

0,25

Клинкер 2 включает: 70% (2CaO 0,95 ЕегОу

«0,05 МпгОз) + 15% (4 CaO ° АIгОз- 0,95 ЕегОзх

«0,05 МпгОз ) + 15% (Сг$ +,Сз S) °

Клинкер 3 включает: 60% (2 СаО 0,5 ЕегОз«

«005 МпО) + 20% (4 СаО А Iг Оз 0,5 Рег Оз «4э

«0,5 MnO) + 20% (C>S + СзS). !

Клинкер 4 включает: 95% (2СаО 0,05 ГегОз"

"0,95 МпОг) + 025% (4 Са0 0,05 ЕегОз"

«095 MnO )i + 475% (Сг$ + Сз$) Результаты физико — механических испытаний представлены в табл. 2 и 3.

Таблица 2

Прочностные характеристики полученных вяжущих

Прочность при сжатии, кгс/см в условиях г воздушного хранения образцов через, сут

Х клинкера (3 (7

I прототип

492

373

251

184

43!

248

979289

Продолжение табл. 2

Прочность при сжатии, кгс/см в условиях воздушного хранения образцов через, сут

Н клинкера

3 381

4 288

М

Примеры

Воздушное твердение .

28 сут

1 (прототип) 165

2 215

687

522

279

527

397

212

Таблица 3

Прочностные характеристики брикетов при сжатйн, кгс/ем

276

194

369

221

385

257

358

218. 35

Вяжущие свойства цементов (табл. 3) определяют в композиции с марганцевым концентратом (20% цемента и 80% концентрата). Давление прессования 25 МПа. Брикеты твердеют в воздушных условиях в течение 28 сут или ..щ пропаривают при 80 С по режиму 2+6+2 ч или автоклавируют при 8 атм по режиму

2+6+2 ч.

Из приведенных результатов видно преимущество цемента по изобретению по сравнению с прототипом, при этом прочность получаемых окатышей (брикетов) выше: на 18 — 33% при . воздушном твердении, на ЗД вЂ” 50% при пропаривании и на 34-40% при автоклавировании.

Внедрение изобретения в промышленности черной металлургии позволит снизить расход вяжущего на 5 — 20% при окусковании марган- . цевых рудных концентратов и, тем самым, удешевить производство марганца. Так, при стоимости т цемента 20 руб; расходе цеS5 мента О.! т на 1 т марганцевого концентрата снижение расхода вяжущего на 5% даст годовую зкономию 100 тыс. руб., a при снижении расхода вяжущего на 20% —. 400 тыс, руб.

Пропаривание Авто клавирование для производства мощностью 1 млн. т. марганца в год. К этому следует прибавить зкономический эффект от повышения выхода марганца из печи, уменьшения выхода шлака и т. д.

Применение изобретения возможно уже в настоящее время. Получение цемента по иэоб. ретению возможно на любом цементном заводе во вращающихся печах, а также на обжиговых машинах конвейерного типа, широко применяемых на предприятиях черной и цветной металлургии. Внедрение изобретения не требует доIIoJIHHT0JIIHbIx капитальных затрат и создания нового технологического оборудования.

Следует отметить, что хотя в настоящее время и известен целый ряд связующих для окускования рудных концентратов и пылей, но практически ни одно нз связующих не применяется в промьпиленности для окускования марганцевых рудных концентратов и пылей в силу того, что они или не обеспечивают требуемых прочностных характеристик гранул и брикетов, или являются неприемлимыми по своему химическому составу, 0,25 — 20

Остальное

1. Авторское свидетельство СССР Р 560850, кл. С 04 В 7/22, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР N 451655, кл. С 04 В 7/22, 1974 (прототип).

Составитель Г. Ракчеева

Техред И.Гайду;

Корректор О Билак

Редактор С. Титова

Подписное

Тираж 641

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9525/29

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 979289 8

Соотношение компонентов является опти- щий силикаты кальция, о т л и ч а ю щ и и мальным для достижения поставленной цели. с я тем, что, с целью повышения прочности, При выходе за приведенные интервалы постав- он дополнительно содержит ферроманганаты ленная цель не достигается. Так увеличение .. кальция и алюмоферроманганаты кальция при количества ферроманганата сверх 95% в я следующем соотношении компонентов, мас.%: цементе практически недостижимо в реальных Ферроманганаты кальция 60-95 промышленных условиях, а также приводит к . Алюмоферроманганаты снижению прочностных свойств цемента. Сниже- кальция ние же его содержания ниже 60 o резко увеличи- Силикаты кальция вает содержание в цементе балластных окислов о алюминия, кремния (также как и увеличение Источники информации, сверх 20% содержания в цементе алюмоферро- принятые во внимание при экспертизе манганатов кальция) и снижает прочностные характеристики вяжующих.

Формула изобретения

Цемент для безобжигового окускования марганцевых рудных концентратов, включаю