Шихта для переработки комплексных железосодержащих руд и материалов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОе СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 06,0178 (21) 2566216/22-02с присоединением заявки Йо(51)м. клР С 22 В 1/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Институт металлургии Уральского научного центра АН СССР(54) ШИХТА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ КОМПЛЕКСНЫХ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ РУД И МАТЕРИАЛОВ,Изобретение относится к переработке комплексных железосодержащих руд и материалов, например окисленных железо-никелевых, железо-цинковых железо-хромо-никелевых руд и материа- лов путем восстановления в трубчатой или шахтной печи. Известна шихта для переработки тО комплексных железосодержащих руд и материалов, содержащая железо-" никелевую руду, твердый углеродистый восстановитель и окись кальция Ц .Недостатками известной шихты яв 5 ляются относительно низкая скорость восстановления окислов металлов и высокая стоимость технологии.Цель изобретения - интенсификация прЬцесса и снижение себестоимости. цель достигается тем, что.шихта дополнительно содержит торф и зернистое металлическоежелезо при следую щем соотношении компонентов, вес.%:. Твердый углеродис. тый восстановитель 5-25 Окись кальция 5-15 Торф 3-60 Эернистое металлическое железо 0,5-10Железо-никелеваяруда ОстальноеСущность изобретения заключается в следующем.При восстановлении комплексных железосодержащих руд и материалов в твердом виде скорость процесса ограничена транспортом газов (СО, СО) в объеме шихты. Добавка торфа обеспечивает созданче пористой макроструктуры шихты и понижение температуры начала восстановления окислов металлов благодаря высокому выходу летучих торфа (до 70 на органическую массу). Это позволяет уменьшить диффузионное сопротивление в объеме шихты и ускорить процессвосстановления даже при " пониженных температурах. Торф является также связующим в случае переработки шихты в окомкованном виде.Частицы металлического железа, введенного в шихту, служат активными центрами для образования новой металлической фазы, благодаря чему сокращается продолжительность начального периода восстановления окислов металлов и облегчается появление новой747903 Результаты испытанияй шихт для восстановления железо-никелевой руды Выходогарка,Ъ весашихты одержание в огарке железа % сухому ве Степень восстановления железа,З магнитнаяФракция д общего металличекого 82,6 металлической фазы. Кроме того, зернистое металлическое железо упрочняет окомкованную щихту и уменьшает ее истираемость, Крупность частиц металлического железа должна быть не более 2/3 мм, лучше минус 0,1-0,5 мм.В качестве добавки могут быть 5 использованы магнитная фракция огарка (от восстановления шихты), а также измельченные металлоотходы, например чугунная стружка.В качестве твердого углеродистого 10 восстановителя предложено использовать тощий уголь, а также другие виды (углеродистых восстановителей, обладающие более высокой реакционной способностью и повышенным выходом летучих, 15 чем коксовая мелочь. Это позволяет .также повысить степень восстановления железа и сопутствующих металлов и ускорить процесс. Расход твердого углеродистого топлива - восстанови О теля определяется необходимой степенью восстановления окислов металлов, теп ловым режимом и использованием избытка твердого топлива в,качестве наполнителя для предотвращения слипанияшихты. Оптимальный расход твердогоуглеродистого восстановителя 525. Несгоревший избыток топливанаполнителя может быть извлечен из.огарка методами обогащения (отсадкой или флотацией) и возвращен вшихту восстановительного обжига.Окись кальция повышает активностьокислов металлов в шихте, способствует разложению соединений окислов(силикатовферритов и др.), благодаря чему может быть достигнутоповышение скорости и степени восстановления окислов железа, никеляи др. Вместе с тем, окись кальцияиее соединения могут выполнять дополнительно роль связующего в процессеокомкования шихты.В качестве комплексных железосодержащих руд и материалов для переработки путем восстановления могутбыть использованы железо-никелевые, 45железо-хромо-никелевые и железоцинковые руды и другие материалы. Шихта может быть переработана в обычном (насыпном) и в окомкованном виде в шахтных печах, а также в трубчатых вращающихся печах и т.д.П р и м е р ы. В опытах использовали следующие материалы ",составы в вес.Ъ): железо-никелевую руду ,1,10 М 1 29,4 ГеО, 21,3 Гевар 7,3 АРО; 45,9 510 , 9,1 М 90); техническую окись кальция (96 СаО); красно- бродский тощий уголь (4 - 8 А 7 - 11 У ; 7 У; 0,2 - 0,3 5 ; 78 Ств) кокс доменный (10,7 А ; 3,1 Ы; 0,46 5 ); торф фрезерный 11,0 Ат;70 Ч ; 25,7 С ; 50,0 И ); магнитную Фракцию огарка от восстановления шихты (72-75 немет)Испытания шихты проводили в лабораторно-укрупненной вращающейся трубчатой печи размером 100 х х 1200 мм, Футерованной высокоглиноземистым кирпичом. Печь обогревается с помощью силитовых нагревателей. Восстановительный обжиг вели прио900-1200 С. Максимальная температура достигалась в средней зоне печи. Шихту составляли из подсушенной железо-никелевой руды (влажность 11-13), твердого углеродистого восстановителя (тощего угля, коксика), окиси кальция, подсушенного торфа (15-253), а также магнитной Фракции огарка от восстановления шихты. Компоненты шихты после сушки измельчали,цо минус 0,1-0,2 мм и перемешивали, Навеску шихты в количестве 2 кг загружали во вращающуюся (2 об/мин) печь при 550-600 С и вели разогрев ее до 1200 С в течение 25-30 мин. Затем шихту выдерживали в печи в течение 30 мин при 1200 С. После окончания эксперимента огарок выгружали в металлический противень, охлаждали., взвешивали и после измельчения подвергали химическому анализу на железо общее и металлическое. Степень восстановления рассчитывали как отношение (в Ъ) количества металлического железа к общему в огарке,Составы испытанных шихт и результаты испытаний приведены в таблице.14,3 15,2 55,9 18 13,5 14,3 59,3 33 Формула изобретения Заказ 4186/17 Тираж 694 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам .изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д4/5Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Результаты испытаний показывают, что: 25при использовании коксика в качест,ве твердого углеродистого восстановителя введение торфа в количестве 3-6 от веса шихты позволяет повысить степень восстановления железа с ЭО 68,5-74,4 (шихта Р 1-3) до 78,9 - 81,2 (шихта Р 4, 5), т.е, на 6,8- 10,4 абс.;при использовании в качестве твердого углеродистого восстановителя то щего угля добавка торфа в количестве 3,20,30 и 60 от веса шихты позволяет повысить степень восстановления железа с 74,6-80,7 (шихта Р 6-8) до 85,0 ; 86,0; 87,4 и 85,3 соответственно (шихта Р 9-12);добавка магнитной Фракции огарка(от восстановления шихты) с содержанием 72-75 металлического железа крупностью менее 0,5 мм в количест-. . ве 0,5-10 от веса шихты позволяет повысить степень восстановления железа за время эксперимента с 85,087,4 (шихта 9 9-12) до 87,2-93,0(шихта Р 13-18).Таким образом, испытания показали, что предложенная шихта обеспечивает следующий положительный эф,фект;повышение степени восстановления окислов металлов за время опыта, что равнозначно ускорению процесса;СоставитеРедактор Н. Корченко Техред О. удешевление технологии благодаря замене коксика и других твердых восстановителей на более дешевые - торф и тощий уголь;снижение тепловых затрат благодаря сокращению продолжительности процесса. Шихта для переработки комплексныхжелезосодержащих руд и материалов,например окисленных железо-никелевыхруд путем восстановления, содержащая железо-никелевую руду, твердыйуглеродистый восстановитель и окиськальция, о т л и ч а ющ а я с ятем, что, с целью интенсификации процесса и снижения себестоимости, онадополнительно содержит торф изернистое металлическое железо приследующем соотношении компонентбв,вес.:Твердый углеродистыйвосстановитель 5-25Окись кальция 5-15Торф 3-60Зернистое металлическое железо 0,5-10Железо-никелевая руда ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Основы металлургии, М., Метал,лургиздат, 1962, т. 2, с, 676-679,ль Г. КричевскийЛегеза Корректор С, Шекмар