Способ переработки оксидов железа

(5 Р 4 С 21 В 130 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ осян,д и редеГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) Физико-химия прямого полученияжелеза. М.: Наука, 1977, с, 100 - 104.Термические методы подготовки руконцентратов к металлургическому пелу. - В сб,: Механобрчермет, вып. 15М.: Металлургия, 1971, с. 76 - 79.(54) (57) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОКСИДОВЖЕЛЕЗА, включающий восстановительныйобжиг в газовой среде при атмосферномдавлении, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения экономичности за счет упрощения и интенсификациипроцесса, обжиг осуществляют при объемном соотношении природного газа и воздуха (3-6):1 и температуре 400-500 С,1Изобретение относится к переработкерудных концентратов и может быть использовано в восстановительных процессах дляполучения чистого железа.Цель изобретения - повышение экономичности за счет упрощения и интенсификации.процесса.При этих условиях в системе природныйгаз - воздух - оксид железа эа счет протекания цепной реакции окисления природного. газа возникают большие, сверхравновесныхконцентраций свободных радикалов и атомов,которые обладают высокой реакционнойспособностью и взаимодействуют с оксидами, осуществляя сопряженную реакцию восстановления при сравнительно низких темпе.ратурах.Отходящие непрореагировавшие газы в смеси с воздухом могут быть использованыв энергетических целях для обогрева агрегатов.Таким образом, смесь природного углеводородного газа и воздуха в соотношении(3 - 6):1 обеспечивает восстановление оксидов железа в виде Порошков, концентратови окатышей при. низких температурах(400 - 500 С). При соотношениях природногогаза и воздуха 7:1 на образцах окатышейнаблюдается выделение сажи, В этих условиях усиливается крекинговое направление раз.ложения природного газа, соответственно усиливается сажеобразование и наблюдается замедление процесса,При температурах ниже 400 С процесс восстановления протекает медленно поэтомуон не технологичен, При температуре выше500 Си при соотношениях природный газвоздух 3:1 появляется сажеобразование ипроцесс не технологичен.П р и м е р, Процесс проводят в реакторе, изготовленном из кварцевой трубки, в которую помешают кварцевую лодочку с оксидамижелеза или с окатышами. Реактор обогревают электропечью. Температуру измеряют с. помощью хромель-алюмеловой термопары, по.мегценной в чехол из кварцевого стекла,Природный гаэ и воздух предварительно поступают в смеситель.Потоки газов регулируют с помощью реометров. Газовый поток. после выхода. из реакционной зоны пропускается через погло 194891 1тители. Нелоглощенные газы выбрасываютсяв атмосферу,1Для опыта используются химически чистыйоксид железа (гематит), а также окатыши (Оленогорскне) размерами шариковд = 0,8 - 1 см. Гематит весом 1 г подвергаютвосстановительному обжигу в атмосфере смеси природного газа с воздухом в отношении3:1 при 450 С в течение 1 ч. Расход смеси0 природного газа с воздухом составляет4,8 л/ч. Время контакта смеси 1 = 9,8 с.Полученные продукты подвергали рентге.Гнофазовому анализу.Результаты анализа показали, что степень15 восстановления при этих условиях достигает75 - 80%.В остальных примерах подвергали восстано.вительному обжигу в атмосфере смеси природного газа с воздухом как гематит весом1 г, так и окатыш размерами шариков0,8 - 1 см при различных температурахи соотношениях газовой смеси в течение1 ч. Расход смеси природного газа с возду.хом во всех случаях составлял 4,8 л/ч при25 времени контакта 1- 8 - 10 с.Результаты опытов приведены в таблице.Согласно изобретению за 30 - 60 мин достигается полное восстановление. окислов до железа. Недовосстановленная часть представляетсобой вюстит и магнетит. Так при восстанов.ленни в течение 90 - 120 мин и температуре450 С содержание смеси магнетита и вюститане превышает 2,5 - 1,5%.Восстановление эффективно протекает при400 - 500 С вместо 800,/и выше по сравнению с базовым объектом-прототипом.В предложенном способе восстановлениеосуществляется смесью более дешевого при.родного газа с воздухом при существеннопониженных температурах, Экономический эф 4 ц фект предложенного способа по сравнению сметодом водородного восстановления увеличивается за счет того что используемый ввосстановительном обжиге водород заменяется более дешевым природным газом, который4 з дешевле водорода в 10-15 раз, следовательно, расходы на восстановительные газы сокращаются соответственно во столько же раэ.За счет понижения температуры процессана 350 в 4 С экономятся затраты на подо 50 грев,1194891 Температура, Степень восста- С новления, % Соотношение Исходный продуктвосстановления Примечение Примеры природного газа и воздуха 75-80 Без сажеобразованияГематит 7:1 40-45 450 То же Гематит 30-40 5:1 Без сажеобразования450 Гематит 450 3:1 65-70 Окатыш То же 380 Окатыш 25-3060-65 С сажеобразованиемОкатыш 3:1 700 10 Составитель А, Савель,евТехред ТДубинчак Корректор И. Эрдейи Редактор М. Недолуженко Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 7382/30 Тираж 552 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/5