Способ получения углеродсодержащих железорудных материалов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспубпнк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 753916(23) Рриоритет по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 07.08.80 В. Г. Воскобойников, А, Г. Михалевич, Л. И, Ефимов, Н. С, Печуро, Б. М. Боранбаев,Г, Д, фуфаев и Г. М, Комиссаров(72) Авторы изобретения 1 ентральный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт черной металлургии им. И, П, Бардина и Московский ордена Трудового Красного Знамени институт тонкойхимической технологии им. М. В, Ломоносова(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДСОДЕР 7 КАЩИХ ЖЕЛЕЗОРУДНЫ Х МАТЕРИА ЛОВ ре 1. Изобретение относится к черной металлургии,Одним из направлений интенсификациидоменного производства является применение в шахте материалов, представляюших собой конгломерат из железосодержащих материалов и углеродного топлива,например железококс.Известен способ получения железорудного углеродистого материала (агломера,та), по которому.в шихту вводят углеродв виде коксовой мелочи, а процесс спекания ведут в восстановительной атмосфе 15Недостатками этого способа являются загрязнение рудного материала зольными продуктами, содержащимися в коксовой мелочи, .и низкая степень использования теплотворной способности тоПлива, применяемого для спеквния и создания восстановительной атмосферы.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ науглероживвния аглоспека, отличвюшийся тем, что готовый агломерат орошают нагретыми углеводородами 21.Недостатком указанного способа является неполное использование углерода жидких углеводородов, так как углерод их испаряющейся части (35-60 вес.%) не подвергается пиролитическому осаждению на поверхности науглероживаемого железорудного материала и поэтому безвозвратно теряется,Цель изобретения - более полное использование углерода.Указанная цель достигается за счет того, что нагретые до 250-400 С жидкиео высокомолекулярные углеводороды подают в слой железорудного материала, обеспечивая продолжительность пребывания в слое парогазовой фазы, образующейся при испарении и коксовании жидких углеводородов, равной 0,25-2 мин, в железорудный материал после обработки выдерживают при 470-530 С в течение 10-30 мин,30 Сущность преалагаемого способа заключается в следующем.В слой нагретых до 600-1200 С желеэоруаных материалов (агломерат, кусковая руда), ниже его верхней поверхности, поааются нагретые ао 250-400 С (но не0 выше температуры начала кипения) жидкие высокомолекулярные углеводороды, например, мазут, гудрон и т.п.При этом углеводороды, смачивая поверхность частиц железорудного материала, превращаются в твердый углероа, подобный нефтяному коксу. Кроме того,в результате протекания физико-химических процессов образуется парогазовая фаза, состоящая в основном,из легких углеводородов и воаорода. Образующиеся пары легких углевоаородов, соприкасаясь с поР верхностью нагретых до 600-1200 С железорудных материалов и расположенных выше места ввода жидких углеводородов, разлагаются (пиролизуются) в основном на углерод и водород. При этом углерод отлагается на поверхности обрабатываемого железорудного материала, а водород с примесью метана выделяется из слоя и может в дальнейшем использоваться аля процессов восстановления, получения тепла. и т.п. Как показали проведенные ответы, объемной скорости парогазового потока60 нм/час на 1 м слоя железоруаных материалов (что соответствует времени пребывания газовой фазы в слое в течео 35 ние 1 мин) достаточно, чтобы при 600 С выходящие из слоя железорудного материала газообразные продукты пиролиза состояли из водорода с примесью в основном метана в количестве не более 25% (рав 40 новесное содержание - 21%). При более высокой температуре науглероживаемых материалов (1200 С) скорость и глубина пиролиэа углеводородов парогазовой фазы увеличивается, концентрация остаточного метана составляет 2-3 вес.% (равновесное - 1%), а время пребывания парогазовой фазы в зоне пиролиза уменьшается ао 0,25 мин. 50После обработки жидкими углеводородами железорудный материал выдерживают при 470-530 С в течение 10-30 мин в изолированном от внешней среды объеме, Это необхоаимо для того, чтобы процессы55 конденсации прошли достаточно глубоко, образовался твердый углеродистый материал, не раэмягчающийся при,нагреве выше 530 С,и чтобы при этом куски науглероженного железоруаного, материала не слипались,Указанные продолжительность выдержки и температура экспериментально установлены и зависят от вида используемыхвысокомолекулярных жидких углеводородов. Так, чем больше опи содержат непредельных углеводородов, смол и асфальтенов, тем меньше продолжительность выаержки.Использование нагретых до 600 -1200 С железорудных материалов определяется из условий принятых в металлургии способов подготовки железоруаногосырья, например агломерация, обжиг,оПредварительный нагрев до 250-400 Свысокомолекулярных жидких углевоаородов(или могут быть также виды тяжелых остатков нефтепереработки, как гудроны,крекинг-остатки) осуществляется до темопературы, меньшей на 10-30 температуры их кипения, и производится с .цельюуменьшения расхоаа высокопотенциальногофизического тепла нагретых железорудныхматериалов на нагрев жидких высокомолекулярных углеводородов до 470-530 С,при которой интенсивно протекают процессы конденсации молекул углеводородов собразованием твераого углерода на поверхности железорудного материала. Количество вводимых жидких углеводородов определяется видом применяемого углеводороаа и температурой железорудного материала,Пример осуществления способа.Железорудный агломерат с температуорой 850 С обрабатывается малосернистымкрекинг-остатком, нагретым до 400 С.0Ввод крекинг-остатка в количестве 11%по весу от веса агломерата производитсяв слой на отметке, отстоящей от верхнегоуровня загружаемого горячего агломератана 0,33 всего рабочего объема агломерата, обрабатываемого с целью науглероживания, Этим обеспечивалось время пиролиэа парогазовой фазы на поверхности горячего агломерата, равным 40 с (присреднем молекулярном весе парогазовойфазы 120), а время выдержки агломерата, обработанного на переходящей в парогаэовую фазу частью крекинг-остатка, равным 20. В результате проведения процесса были получены науглероженный алгомерат сотемпературой 450-500 С обшим весом 1,1 от исходного веса с содержанием углеоода 9 1%5 7539газы пиропиэа с температурой 850 С в количестве около 8% от веса использованного крекинга-остатка, состоящие в ос-. новном из водорода (более 60%) и метана (около 10% по объему) и небольших 5 количеств водяных паров и углекислоты, образовавшихся в результате взаимодействия углеводородов и водорода с окислами агломерата.Необходимый реакционный объем для проведения процесса составляет 0,2- 0,25 м /т ч науглероженного агломерата.формула иэобре тенияСпособ получения углеродсодержащих желеэорудных материалов, включающий обработку нагретых до 600-1200 С желе- ф зорудных материалов нагретыми до 250400 С жидкими углеводородами, о т л и -оч а ю щ и й с я тем, что, с целью более полного использования углерода, жидкие высокомолекулярные углеводороды подают в слой железорудного материала,поддерживая пребывание в слое парогазовой фазы, образующейся при испарении икоксовании жидких углеводородов, равной0,25-2 мин, при этом железорудный материал после обработки выдерживают при470-530 С в течение 10-30 мин,Источники информации,принятые во внимание при акспертизе1. Авторское свидетельство СССРИу 82440, кл. С 22 В 1/10, 1941.2. Авторское свидетельство СССР14 362875, кл. С 22 В 1/16, 1973Составитель Л. ПанниковаРедактор С. Титова Техред Н. Граб Корректор И, МускаЗаказ 4852/23 Тираж 694 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, ЖРаушская наб., д. 4/5 Филиал Г 1 ЛП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4