Способ обезвоживания измельченных ферромагнитных материалов

,1134615 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 918 22 В 1 00 ПИ НИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЖИВАНИЯ И МАТЕРИАЛО иие перпендимагнитного обработке и ч а ю щ и й- интенсиАикаДолженнко вательсния, обработствляют. путем осасываниараллельням. вка руд 1959,о СССР1976. тельств4300,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Донецкий научно-исследкий институт черной металлур(54)(57) СПОСОБ ОБЕЗВ ЧЕННИХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ включающий ик перемещ кулярно силовым линия поля при одновременно нагретым газом, о т л с я тем, что, с цель ции процесса обезвожи ку нагретым газом осущ его принудительного пр через слой материала магнитным силовым лини346151линий поля и в каждой единице объема имеют различный диаметр от нескольких микрон до нескольких сотенмикрон. Противоток материала и газатеплоносителя приводит к тому, чтообезвоживание осуществляется толькоза счет испарения влаги из Алокули.рованного слоя. Испарение в этомслучае очень энергоемко, так как по 5055 1 11Изобретение относится к черной ,металлурГии и может быть использовано для сушки или окусования желе зорудных концентратов, а также утилизации шламов металлургического производства, обладающих ферромагнитными свойствами (конвертерные, мартеновские, прокатные).Известен способ обезвоживания измельченньж ферромагнитных материалов под воздействием постоянного магнитно-. го поля, осуществляемый в магнитных барабанных фильтрах. Способ заключается во флокулировании частиц железорудного концентрата в воде путем наложения постоянного, магнитного поляПод действием магнитного поля и вакуума флокулы прижимаются к поверхности барабана, что позволяет резко повысить производительность фильтра. При вращении барабана материал транспортируется его поверхностью и при выходе из зоны действия магнитного поля флокулы разрушаются. В дальнейшем обезвоживание осуществляется путем фильтрации воздуха и влаги .через плотный слой кека в барабан, внутри которого поддерживается вакуум 40 мм рт.ст. 1 .Недостаток данного способа заключается в том, что основное и единственное назначение флокулирования состоит в повышении эффективности сгущения пульпы притяжением ферромагнитных частиц к фильтроткани барабана. Собственно же процесс обезвоживания осуществляется через плотный слой кека, что ухудшает условия тепло- и массообмена.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ обезвоживания измельченньж ферромагнитных материалов, в котором сфлокулированный в ностоянном.магнитном поле концентрат перемещают перпендикулярно силовым магнитным линиям с одновременной обработкой нагретым газом, При этом газ движется перпендикулярно силовым линиям магнитного поля (т,ев противотоке с материалом) 21 .Однако флокулированный в магнитном поле материал содержит до 253 влаги, т.е. является более влагоемким, чем любой другой вид слоя. За счет флокулирования получаются пористые образования, в которых поры расположены в основном вдоль .силовых,10 15 20 25 30 35 40 45 ристый флокулированный слой менее теплопроводен, чем любой другой слой и для его нагрева требуются большие затраты тепла.Кррме того, Алокулированный слой не может занимать весь объем между магнитами. В верхней части слой более разреженный, а в нижней части его имеется плотная подушка из материала, толщина которой определяется напряженностью магнитного поля и степенью его неоднородности. Распределение влаги в слое также неравномерно: в нижней части слоя ее больше, чем в верхней. Поэтому, в случае противотока материала и газа, газ-теплоноситель, двигаясь по пути наименьшего сопротивления, подвергает обработке в основном верхнюю часть слоя, а прогрев и выпаривание воды из нижней части осуществляется/преимущественно за счет теплопроводности материала. Следовательно, процесс обезвожив;.ния недостаточно эффективен и требует больших затрат тепла.Расположение транспортирующей поверхности под наклоном 2-10 ко горизонту не обеспечивает полного удаления капельной влаги, которая задерживается слоем.Все это способствует снижению эф" фективности процесса обезвоживания измельченных материалов и, соответственно, повышению энергетических затрат.Целью изобретения является интенсификация процесса обезвоживания,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обезвоживания измельченных ферромагнитных материалов, включающему их перемещение перпендикулярно силовым линиям магнитного поля при одновременной обработке нагретым газом, обработку нагретым газом осуществляют путем его принудительного просасывания через слой материала параллельно магнитным силовым линиям.3 1.1 34Сущность изобретения заключается в следующем.Измельченные ферромагнитные материалы длокулируют в магнитном поле с вертикальным расположением магнит 5 ных силовых линий и перемещают пер-, пендикулярно последним на влагопроницаемой транспортирующей поверхности. При этом нагретый газ .принудительно просасывают через Алокулированный слой в зоне действия магнит. ного поля параллельно его силовым линиям. Указанное направление движения газа способствует интенсификации процесса обезвоживания материалов, так как позволяет осуществлять удаление капельной влаги из крупных пор флокулированного слоя. При этом снижается сопротивление движению газа, что приводит соответственно к20 снижению его количества, необходимого для достижения требуемого уровня влажности. Просос через слой параллельно силовым линиям магнитногополя осуществляется принудительно за счет отсоса его из зоны обработки. Это позволяет увеличить скорость движения нагретого газа и соответственно скорость процесса обезвоживания.П р и м е р. Железорудный концентрат после магнитной сепарации с содержанием твердого вещества около 507 дополнительно разбавляют водой до содержания твердого 15-207. и в ви де пульпы через щелевое сопло подают в область действия постоянного магнитного поля, которое образуется электромагнитами постоянного тока или постоянными магнитами с вертикальным расположением силовых линий. 40 ;Между полюсами магнита движется влагопроницаемая металлическая сетка, под которой на длине 107 области действия магнитного поля находится сборник для воды. 45При попадании в зону действия магнитного поля с индукцией в зазоре 0,05-0,1 Тл ферромагнитные частицы выстраиваются по магнитным силовым линиям, образуя высокопористый слой 50 флокул, который перемещается перпендикулярно силовым линиям поля между полюсами магнита. Основное количество влаги сливается в водосборник через влагопроницаемую поверхность 55 в момент образования слоя. Сформированный слой удерживает 25-307, влаги, нз них 15-187 - капельная (влага 615 4в крупных порах). Нагретый газ пода. ют сверху в пространство между флокулированным слоем и верхним полюсным наконечником и отсасывают с помощью дымососа с разрежением до 200 мм вод, столба через флокулированный слой и влагопроницаемую транс портируемую поверхность параллельно силовым линиям магнитного поля. Отсос газа производят через коллектор, расположенный сразу за водо- сборником по ходу движения материа- ла.Температура газа над материаломо100-500 С, а в коллекторе он имеетотемпературу менее 100 С. После выхода из зоны прососа влажность материа. ла составляет 6-97Способ был реализован на опытной установке непрерывного действия. Для сравнения испытывали три варианта технологии: флокулирование железорудного концентрата и нагрев зоны флокулирования до 500 С; флокулирова.Оние железорудного концентрата и .обработку его в противотоке газом-теплоносителем с температурой 500 С;о флокулирование железорудного концентрата и обработку его в режиме прососа через слой газом-теплоносите-Ф г лем с температурбй до 500 С.Второй вариант технологии соответствует способу обезвоживания, укаэанному в прототипе. Флокулирование Ингулецкого концентрата осуществ ляли между полюсными наконечниками,. электромагнита. Геометрические разме. ры эоны флокулирования, мм:.ширина130, высота 100; длина 400.Магнитная индукция в центре рабочего зазора была равна 0,05 Тл и обеспечивала максимально возможные значения коэффициента однородности, слоя (в 0,89). Исходная концентрация твердого в пульпе составляла167 После флокулирования и слива излишней воды из .слоя содержание вла.ги в последнем было 24-267. Производительность установки по.твердомупродукту достигала 15 кг/ч, а содержание твердого в слитом остаткеО, 97Нагрев зоны флокулирования. Прогрев флокулированного слоя продуктами сжигания природного газа осуществляли в интервале 100-500 С. ПриОэтом слой перемещали на влагопроницаемой транспортирующей сетке соскоростью 1,75-8,5 м/ч. Опыты пока- .1134615 Просос газа-теплоносителя черезфлокулированный слой. Наиболее перспективный с экономической точки зре-,ния вариант сушки. Через Ьлокулиро 5 ванный из пульпы слой с влажностью24-26% просасывали нагретый до различных температур воздух. Во всемисСледованном диапазоне скоростейперемещения слоя (1-10 м/ч) его влаж 10 ность на уровне 6-9% достигаласьопри температурах воздуха 150-200 С,Существенное ускорение процесса сушки достигалось эд счет удалениякапельной влаги из пор, параллельно15 которым просасывался воздух.В таблице приведены данные,характеризующие процесс обезвоживания концентрата. Ингулецкого ГОКапредлагаемым способом по сравнению20 с прототипом Способ подачи газа Производительность установки,кг/ч Время обезвоживания,мин Влажностьготового Температура гад за, С продукта,%Движение нагретогогаза перпендикулярносиловым линиям магнитного поля (прототип) 6,0 37 500 9,0 Движение газа параллельно силовым линиям магнитного поля 200 3,0 5,0 40 Из таблицы видно, что применение предлагаемого способа обезвоживания позволяет снизить время обезвоживания в 2 раза, температуру нагрева газа в 2,5 раза , повысить про-: 45 изводительность процесса в 2 раза , при этом получить готовый продукт с более низкой влажностью,ЗИИИПИ Заказ 10034/25 Т аж 582 Подписное зали, что влажность концентрата взначительной мере определяетсявременем пребывания Флокул в зонетермической обработки.. Влажность 9% может быть достигнута при нагреве зоны длокулирования до 4300 С при скорости сетки 1,75 м/ч. Увеличение скорости требует существенного повьппения температуры, т.е. процесс в данном случае имеет очень низкую производительность,1 Противоток локулированного слоя с газом-теплоносителем, В этом слу-чае влажность слоя порядка 9% может быть получена .уже при скоростях более б м/ч, однако газ-теплоноситель должен иметь температуру не ниже 500 С. Способ позволяет утилизировать шламы металлургического производства, обладающие ферромагнитными свойствами. Так, например, шламы, содержащие 59% железа, подают описанным образом в область действия магнитного поля,где отделяется и обезвоживается твердая часть.При этом наблюдается повьппение содержания железа до 61,8%.