Окускование мелких материалов при производстве цветных металлов
Окускование мелких материалов проводят окатыванием (грануляцией) брикетированием и агломерацией. Окатыванием (грануляцией) называется операция укрупнения мелких фракций руд, концентратов и порошков, при которой материал скатывается в шаровидные почти геометрически правильные прочные окатыши (гранулы), сохраняющие свою форму и размеры при дальнейшей переработке. Преимуществом процесса является высокая производительность при меньших капитальных и эксплуатационных затратах. Окатывание осуществляют в барабанных или чашевых грануляторах. Основным недостатком барабанных грануляторов является неоднородность окатышей по размеру, поэтому они вытесняются в настоящее время чашевыми.
Брикетированием называется процесс окускования путем прессования рыхлых и пылевидных материалов в куски правильной и однообразной формы – брикеты. Для брикетирования рудного сырья используют валковые и штемпельные прессы.
Агломерацией называется процесс спекания мелкой руды или концентратов в прочный, кусковой и пористый материал (агломерат).
1 – зона агломерации; 2 – зона горения; 3 – зона воспламенения;
4 – зона сушки; 5 – зона сырой шихты; 6 – колосниковая решетка
Рис. Схема агломерации с просасыванием воздуха и распределение температуры по высоте слоя шихты
Плавка агломерата всегда отличается более высокой удельной производительностью плавильного агрегата и меньшим расходом топлива или электроэнергии. Недостаток метода – более дорогой способ по сравнению с другими.
Источник
Окускование
Получаемые после обогащения руд тонкоизмельченные концентраты (
Воздух, засасываемый в агломерационную шихту, нагревается в поверхностном слое и обеспечивает интенсивное горение топлива шихты. Температура на данном горизонте быстро достигает максимального значения. В результате локальной усадки материала при его плавлении вблизи горящих частичек коксика, диссоциации карбонатов, выгорания коксика, а также интенсивного движения газов через слой полурасплавленных масс материала, агломерат приобретает пористую структуру. Горячие газы из зоны формирования агломерата, продолжая двигаться вниз, нагревают материал соседнего слоя, в котором последовательно идут процессы испарения влаги, разложения гидратных и карбонатных соединений. Как только температура материала достигнет 700-800 °С, происходит воспламенение топлива — начинается быстрый разогрев шихты, ее плавление и получение пористого слоя агломерата. К этому времени топливо лежащего выше слоя полностью выгорает, и поступающий непрерывно в слой холодный воздух охлаждает образовавшийся агломерат. Таким образом, зона максимальных температур (зона формирования агломерата) как бы внедряется в слой шихты, составляя за собой слой готового охлаждающегося агломерата.
Агломерационный процесс является одним из самых совершенных по степени использования тепла, так как обеспечивает нагрев рудного материала до высоких температур при сжигании небольшого количества топлива (2-4 %С). Несмотря на то, что продолжительность воздействия высоких температур на агломерируемый материал невелика (1,5-2,0 мин), в нем успевают пройти многочисленные химические реакции, которые в значительной степени влияют на формирование агломерата и его физико-химические свойства. Полагают, что окисление углерода топлива происходит с образованием одновременно СО2 и СО примерно в равных количествах 4С + 3О2 = 2СО2 + 2СО + Q.
Формирующаяся при этом газовая фаза обладает восстановительным потенциалом по отношению к Fe2O3 и Fe3О4, что способствует образованию FeO. Присутствие FeO в агломерируемом материале облегчает получение расплава относительно невысоких температурах (1200°С) вследствие образования фаялита 2FeO + SiO2 = 2FeO . SiО2 или железокальциевых оливинов (при получении малоосновных агломератов) FeO + СаО + SiO2 = CaOx . FeO2-x . SiO2. С увеличением основности шихты железокальцевые оливины замещаются силикатами кальция: СаО + SiO2 = CaSiO3; 2СаО + SiO2 = Ca2SiO4. При большом содержании СаО в шихте наряду с силикатами кальция образуются ферриты кальция CaO . Fe2O3, 2CaO . Fe2O3.
Большая часть серы шихты удаляется в результате диссоциации пирита и последующего удаления (окисления) серы с газом FeS2 = FeS + S; S + O2 = SO2, 3FeS + 5O2 = Fe304 + 3SO2.
Агломерацию осуществляют на агломерационной машине ленточного типа (непрерывного действия), схема которой представлена на рис. 7.
Рис.7 Агломерационная машина: 1 — барабанный питатель для загрузки шихты; 2 — направляющие рельсы; 3 — зажигательный горн; 4 — спекательные тележки; 5 — вакуум-камеры (эксгаустеры)
Основной частью агломерационной машины является металлический желоб (шириной 2-4 и длиной 25-50 м), образованный из плотно сдвинутых тележек с бортами (паллет) перемещающихся по рельсам на роликах. Дно у тележек набрано из колосников (со щелями шириной 5-6 мм). В промежутке между верхними и нижними направляющими смонтированы пирамидальной формы вакуум-камеры, соединенные при помощи газохода с дымососом. Последний при работе создает разрежение в вакуум-камерах, под действием которого через всю площадь паллет, находящихся на верхнем горизонтальном участке, в агломерируемый слой засасывается вначале горячий газ (из зажигательного горна), а затем на остальной части машины — воздух.
Подготовленную шихту (влажную окомкованную) при помощи питателя загружают на непрерывно движущиеся паллеты и перемещают под горн, где в течение
1 мин происходит зажигание шихты. В слой, выходящий из-под горна, начинает засасываться воздух, который обеспечивает нормальное течение агломерационного процесса, т. е. перемещение зоны формирования агломерата вниз. Скорость движения паллет регулируется таким образом, чтобы зона формирования агломерата достигла колосников в момент, когда паллета проходит над последней вакуум-камерой. При опрокидывании тележки «агломерационный пирог» соскальзывает с нее и после дробления и грохочения направляется на охлаждение.
Наиболее целесообразным способом окускования тонкоизмельченных концентратов ( С С в течение 5-10 мин либо на конвейерных машинах, подобных агломерационным, либо в трубчатых или шахтных печах. Упрочнение окатышей при их обжиге достигается в результате припекания мелких рудных частичек друг к другу либо без жидкой фазы, либо при ее минимальном количестве. В процессе обжига окатышей происходит диссоциация известняка, удаление большей части серы, образование новых минералов (силикатов, ферритов кальция и др.).
Дата добавления: 2015-06-22 ; просмотров: 2270 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Способ окускования шихты
Изобретение предназначено для окускования шихты, содержащей замасленный и незамасленный компоненты и вяжущее. Целью изобретения является повышение прочности окатышей. Способ включает окомкование и последующее безобжиговое упрочнение, причем сначала окомковывают замасленный компонент, а гидравлически твердеющее вяжущее смешивают с материалом , не содержащим масла, и полученную смесь накатывают на маслосодержащий окомкованный компонент. 1 табл.
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4773153/02 (22) 22,12.89 (46) 07.12,91, Бюл. ¹ 45 (71) Научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых «Уралмеханобр» (72) А.А. Чесноков и В.Е. Лотош (53) 622.788.34/,36(088.8) (56) Производство безобжиговых окатышей из отходов металлургического производства. — Бюллетень ин-та «Черметинформация», Черная металлургия, 1976, ¹ 5, с.
55-56, Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при утилизации отходов метал-. лургического производства.
Цель изобретения — повышение прочности окатышей.
В предлагаемом способе сначала окомковывают только замасленный компонент, а гидравлически твердеющее вяжущее смешивают с материалом, не содержащим масла, и полученную смесь накатывают на маслосодержащий окомкованный компонент.
Этот прием позволяет ограничить вредное влияние масла на гидратацию вяжуще го, протекающую в массе шихты, не ° содержащей замасленные компоненты.
Окатыши-сырцы упрочняют известными безобжиговыми способами (нормальное, ускоренное, твердение, автоклавирование).
Способ осуществляется следующим образом, 5U 1696530 А1 (54) СПОСОБ ОКУСКОВАНИЯ ШИХТЫ (57) Изобретение предназначено для окускования шихты, содержащей замасленный и незамасленный компоненты и вяжущее.
Целью изобретения является повышение прочности окатышей. Способ включает окомкование и последующее безобжиговое упрочнение, причем сначала окомковывают замасленный компонент, а гидравлически твердеющее вяжущее смешивают с материалом, не содержащим масла, и полученную смесь накатывают на маслосодержащий окомкованный компонент, 1 табл.
В..качестве замасленного компонента используют окалину прокатного производства с содержанием масла 10 . В качестве компонента шихты, не содержащего масло, использовали эту же окалину, обожженную при 900 С для удаления масла, и обжиг— магнитный концентрат. B качестве вяжущего опробовали портландцементный клинкер (ПЦК) и ваграночный шлак в смеси с известью в соотношении 1:1. Химический состав компонентов шихты приведен в таблице.
Рудная часть шихты содержала 907, фр. -74 мкм, вяжущие измельчали до удельной поверхности 400 м /г.
Из замасленной окалины получали гранулы крупностью 7 — 8 мм, на которые далее накатывали смесь компонента, не содержащего масло, и вяжущего, содержание которого составляло 157 от массы этой смеси, Соотношение замасленной и незамасленной частей шихты в окатышах поддерживали на уровне 1:1. Окатыши-сырцы
Составитель А.Истомин Техред M. Моргентал Корректор H.Êoðoëü
Заказ 4279 Тираж Подписное
ВНИИГ1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
1130,35, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат «Патент»„г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 упрочняли; методом ускоренного твердения (УТ) — пропарка при 90 — 95 С в течение 9 ч и последующая сушка при 150 С и методом нормального твердения, (НТ) — выдержка во влажной атмосфере в течение 28 сут при
Пример 1. В соответствии с известным способом все компоненты шихты (2 кг замасленной и 2 кг обожженной окалины, 300 r ПЦК) смешали и окомковали с подачей воды до образования окатышей крупностью
10 — 11 мм. Прочность готовых окатышей ссставила, даН/ок: УТ 7; I-IT 5.
Пример 2. В отличие от примера 1
ПЦК заменили на шлакоизвестковое вяжущее, Прочность готовых окатышей составила даН/ок; УТ 4; НТ 3, Пример 3, B соответствии со способом предварительно окомковали замасленную окалину до крупности 7 — 8 мм, затем продолжали окомкование с подачей шихты, не содержащей замасленный компонент (обожженная окалина +157> ПЦК). Расход материалов составил 2 кr замасленной, 2 кг обоженной окалины и 3f20 г АЦК. Прочность готовых окатышей диаметром 10 — 11 мм составила, даН/ок: УТ 48, НТ 54.
Пример 4. В отличие от примера 3
ПЦК заменили на шлакоиэвестковое вяжущее. Прочность окатышей составила, даН/ок; УТ 35; НТ 33.
Пример 5. В соответствии со способом предварительно окомковали замасленную окалину, затем продолжали окомкование с подачей шихты, состоящей иэ 85ф» обжиг-магнитного концентрата и 15 ПЦК, Расход материалов составил 2 кг замаслен5 ной окалины, 2 кг концентрата и 300 r ПЦК.
Прочность готовых окатышей диаметром
10 — 11 мм составила; даН/ок; УТ 53; НТ 42, Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить прочность окатышей
10 более чем в 5 р4э.
Повышенная прочность окатышей ведет к повышению выхода годного окускованного продукта зэ счет снижения количества образующейся мелочи (фр.
15 Π— 5 мм), Как показали испытания, количество мелочи по сравнению — известным способом снизилось на 137 (абс.).
Способ окускования шихты, содержащей замасленный и незамасленный компоненты и гидравлически твердеющее вяжущее, включающий окомкование и по25 следующее упрочнение окатышей безобжиговыми методами, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности.окатышей, сначала окомковывают замасленный компонент, э гидравлически твердеющее
30 вяжущее смешивают с неэамасленным компонентом и полученную смесь накатывают на маслосодержащий окомкованный компонент.
Источник
Окускование
ОКУСКОВАНИЕ (а. agglomeration; н. Sintern, Stuckigmachen, Stuckigmachung; ф. agglomeration; и. aglomeracion) — процесс укрупнения рудной мелочи или тонкоизмельчённых концентратов с получением кусковых агрегатов различной формы и размеров путём физического, химического, термического или комбинированного воздействия. Применяют главным образом в чёрной металлургии и угольной промышленности для подготовки сырья к металлургическому переделу, промышленному использованию или транспортировке полученных продуктов.
Окускование возникло в связи с производством мелких концентратов при обогащении и необходимостью рационального использования естественных пылевидных руд, отходов производств (шламы и пыли металлургии, агрегатов, пиритные огарки сернокислотного производства, красные шламы глинозёмных заводов, колошниковая пыль доменных и окалина прокатных цехов и др.), а также других видов мелких сыпучих материалов. Крупность продуктов, подлежащих окускованию, определяется особенностями технологии дальнейшей переработки или использования окускованного сырья. Окусковываются материалы крупностью частиц менее 10 мм, т.к. использование их в такой крупности ухудшает газопроницаемость шихты и увеличивает вынос материала с дутьём из металлургических печей.
Применяют 3 способа окускования: агломерацию, брикетирование и окомкование (или окатывание). В результате окускования частиц получаются: при агломерации — агломерат крупностью 5-60 мм, при окомковании — окатыши в основном крупностью 9-16 мм, при брикетировании — брикеты различной геометрической формы необходимых габаритов и массы. Из общего производства окускованного сырья агломерат занимает около 70%, окатыши 28% и брикеты 2% (1983).
В связи с непрерывным снижением крупности металлургического и угольного сырья, вызываемым увеличением объёмов производства тонкоизмельчённых концентратов и их доли в общем балансе товарных руд и углей, количество окускованных продуктов непрерывно возрастает. Мощность по производству окатышей с 1975 увеличивается в год на 10-12 млн. т.
Окускование получило повсеместное распространение в горнорудной и угольной промышленности. Мировое производство окускованного сырья составляет около 900 млн. т, в т.ч. в CCCP около 300 млн. т (1985); доля окускованного сырья в металлургическом производстве 75%, в т.ч. в CCCP 96% (1985).
Источник
