Способ окускования фосфатного сырья

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК П 9 гя)5 С 01 В 25/ МГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ РЕТЕНИ юл, М.9 металлургий огащения овой, А.М,Кунаев, ирпичников, С.Н Ж.А,Алыбаев,.И,СухарКузьмин, И,Жучков 8.8)свидетельство СС С 01 В 25/01, 198 Изобретение отфосфатного сырьяплавке, в частностииз фосфатно-ниобиеОсобенностьюсырья, например руния, является присутминералов и высоконого железа, предстаи гидрогетита, в состчительное количествводы. Поэтому получфатно-ниобиевого сфосфатного сырья трезультаты как по иокатышей, так и по вта. Наиболее б ности к предлаг скован ия фос его окатывание сырьв фракции сушку окатыше теплоносителя(56) АвторскоеМ 1006371, кл носится к подготовкек восстановительной к получению окатышей ваго сырья,фосфатно-ниобиевого ды, шламов обогаществие в нем глинистых е содержание окисленвленного в виде гетита ав которых входит знао химически связанной ение окатышей из фосырья по принятой для ехнологии дает низкие рочности обожженных ыходу годного продуклизким по техническои сущаемому является способ окуфатного сырья, включающий при содержании в исходном минус 0;074 мм 60-70 мас, , й в три стадии при подаче на первой и третьей стадиях(54) СПОСОБ ОКУСКОВАНИЯ ФОСФАТНОГО СЫРЬЯ(57) Изобретение относится к технологии окускования фосфатного сырья для подготовки его к переработке на фосфор электро- термическим методом. Целью изобретения является повышение прочности и выхода окатышей при переработке фосфатно-ниобиевого сырья. Способ заключается в окатывании сырья с содержанием фракции минус 0,074 мм 81 - 950, сушке окатышей, термообработке при 420-500 С в течение 4-16 мин с последующим обжигом, 1 табл,сверху вниз, а на второи снизу вверх со скоростью фильтрации по стадиям 0,3-0,5: 1,45-1,55; 1,3 - 1,4 нм /м сек в течение 1-2, 13 - 14 и 3-4 мин соответственно и тем- р пературах по стадиям 180-200; 200-220;200-220 С,Недостатком данного способа при пол- й учении окатышей из фосфатно-ниобиевого сырья является невозможность удаления химически связанной воды при данной температуре сушки, вследствие чего она будет интенсивно выделяться на стадии обжига.Зтол поиводит к образованию микротре- ф щин в окатышах, разрушению части их. Учитывая, что при использовании данного способа фосфатно.ниобиеаое сырье будет подаваться на окатывание с низким со-д держанием фракции минус 0,074 мм, получаемые окатыши будут иметь низкую прочность, Уменьшится также выход годного продукта.Целью изобретения является повышение прочности окатышей и их выхода при переработке фосфатно-ниобиевого сырья.Подача фосфатно-ниобиевого сырья на окатывание с содержанием фракции минус 0,074 мм 81 - 95 мас. , обусловлена необходимостью получения структуры окатышей, позволяющей свободно удалять иэ них химически связанную воду без снижения прочности окатышей, При содержании данной фракции более 95 мас,Д за счет присутствия в сырье глинистых минералов, представленных актинолитом и монтмориллонитом, в структуре окатышей образуются сплошные зоны, труднопроницаемые для воды и водяного пара, Вследствие чего при термообработке в окатышах образуются микротрещины, что снижает прочность окатышей и выход годного продукта. При содержании фракции минус 0,074 мм менее 81 мас. Д окатыши из фосфатно-ниобиевого сырья получаются рыхлыми, не происходит достаточного уплотнения их структуры при окатывании, что снижает их прочность в сыром, а затем и в обожженном состоянии.Для получения окатышей используют сырье, представленное в виде смеси шламов обогащения фосфатно-ниобиевой руды и непосредственно руды.Содержание фракции минус 0,074 мм в фосфатно-ниобиевых шлама х составляет 99 мас,/, и не может быть уменьшено в процессе обогащения, так как это будет свя.зано с снижением выхода основного целевого продукта - ниобиевого концентрата. Однако данный фракционный состав не является оптимальным для получения окатышей.Чтобы довести содержание фракции минус 0,074 мм в фосфатно-ниобиевом сырье до 81-95 мас.; к шламам добавляют зернистую фракцию фосфатно-ниобиевой руды. Сушку окатышей из фосфатно-ниобиевого сырья для удаления воды физико-механической формы связи проводят при 300 С (с учетом того, что температура "шока" для них составляет 320-340 С). Проведение термообработки при 420-500 С в течение 4-16 мин перед обжигом необходимо с целью удаления из шламов химически связанной воды.При проведении термообработки при температуре менее 420 С не происходит полного удалеиия химически связанной воды из гетита и гидрогетита, а при температуре более 500 С она выделяется с высокой интенсивностью, что приводит к появлению микротрещин в окатышах, а значит к снижению их прочности в обожженом состоянии и выхода годного продукта,Продолжительность термообработки 4- 16 мин обусловлена тем, что при меньшем времени процесс удаления химически свя Для получения окатышей во всех опытах испольэовали фосфатно-ниобиевый шлам с содержанием фракции минус 30 0,074 мм 99,2, содержащий, мас,/: Р 20 ь20,5; ЙЬ 20 Б 0,98; Я 02 14,8; СаО 25,4; М 90 3,8; А 20 э 5,4;т Герб 11,9 (16,97 Ее 20 з), МпО 1,1; п.п.п, 8,3; примеси 2,72.Для корректировки фракционного со става фосфатно-ниобиевого сырья передподачей его на окатывание использовали зернистые фракции фосфатно-ниобие вой руды крупностью 0,14 - 0,074 мм для опыта (по известному способу) и крупностью 40 0,315 - 0,074 мм для опытов того же химического состава по предлагаемому способу.Смешивание шлама и зернистойфракции руды производили в барабанном смесителе, окатывание на тарельчатом 45 грануляторе диаметром 1,0 м, Сушку, термообработку и обжиг окатышей осуществляли на чашевой обжиговой установке, позволяющей контролировать температуру и скорость фильтрации теплоносителя, Прочность 50 обожженых окатышей и выход годного продукта определяли по стандартным методикам. П р и м е р 1 (по прототипу). 10,5 кг 55 Шлама смешивают с 4,5 кг зернистой фракции руды, Полученные 15,0 кг фосфатно-ниобиевого шлама с содержанием фракции минус 0,074 мм 69,5 мас. окатывают, полученные окатыши обрабатывают в следующем режиме 5 10 15 20 25 занной воды не успевает пройти до конца даже при максимально допустимой температуре 500 С, а увеличение времени не целесообразно вследствие того, что к 17 минуте химически связанная вода удаляется практически полностью и при минимально необходимой температуре 420 С,Таким образом, именно совместное сочетание предлагаемых фракционного состава фосфатно-ниобиевого сырья перед окатыванием и режима термообработки окатышей перед обжигом позволяет удалить химически связанную воду беэ нарушения структуры окатышей, повысить прочность окатышей и выход годного продукта. Кроме того, предлагаемый способ позволяет вовлечь в переработку новый вид фосфатного сырья, Переработка данного сырья дает меньший выход желтого фосфора по сравнению с традиционным иэ-за повышенного содержания в нем оксидов железа, Однако зто уменьшение с избытком перекрывается получением нового целевого продукта - ниобийсодержащего феррофосфора.ти- Результаты опытов свидетельствуют, что именно сочетание предлагаемых парасушка при 190 С в течение 1,5 мин при подаче теплоносителя сверху вниз;сушка при 210 С в течение 14 мин при подаче теплоносителя снизу вверх;сушка при 210 С в течение 4 мин при подаче теплоносителя сверху вниз;обжиг при 1100 С в течение 20 мин, Обжигокатышей проводили при температуре, меньшей по сравнению с предлагаемой в прототипе, так как при температуре обжига выше 1100 С происходит спекание и оплавление фосфатно-ниобиевых окатышей,После обжига получают 13,7 кг окатышей. Прочность окатышей составила 110 кг/ок, выход годного продукта 850/. П р и м е р 2. 14,36 кг Шлама смешивают с 0,64 кг зернистой фракции руды. Полученные 15,0 кг фосфатно-ниобиевого шлама с содержанием фракции минус 0,074 мм 95 мас.0 окатывают, полученные окатыши обрабатывают в следующем режиме: сушка при 300 С в течение 20 мин; термообрэботка при 420 С в течение 16 мин;обжиг при 1100 С в течение 20 мин.После обжига получают 13,7 кг окатышей. Прочность окатышей составила 140 кг/ок, выход годного продукта 89,50 ,П р и м е р 3, 13,3 кг Шлама смешивают с 1,7 кг зернистой фракции руды. Полученные 15,0 кг фосфатно-ниобиевого шлама с содержанием фракции минус 0,074 мм 88 мас.0 окатывают, полученные окатыши обрабатывают в следующем режиме:сушка при 300 С в течение 20 мин; термообработка при 460 С в течение 10 мин;обжиг при 1100" С в течение 20 мин, После обжига получают 13,7 кг окатышей. Прочность окатышей составила 140 кг/ок, выход годного продукта 90% (по прототипу 110 кг/ок и 85% соответственно). П р и м е р 4. 12,25 кг Шлама смешивают с 2,75 кг зернистой фракции руды, Полученные 15,0 кг фосфатно-ниобиевого шлама с содержанием фракции минус 0,074 мм 81 мас.0 окатывают, полученные окатыши обрабатывают в следующем режиме;сушка при 300 С в течение 20 мин, термообработка при 500 С в течение 4 минобжиг при 1100 С в течение 20 мин, После обжига получают 13,7 кг окатышей. Прочность окатышей составила 135 кг/ок, выход годного продукта 89% (по прото пу 110 кг/ок и 85% соответственно),П р и м е. р 5 (запредельные значения).14,51 кг шлама смешивают с 0,49 кг зернистой фракции руды, Полученные 15,0 кг фосфатно-ниобиевого шлама с содержанием 5 фракции минус 0,074 мм 96 мас.0 окатывают, полученные окатыши обрабатывают в следующем режиме:сушка при 300 С в течение 20 мин; термообработка при 400 С в течение 10 18 мин;обжиг при 1100 С в течение 20 мин.После обжитга получают 13.7 кгокатышей.Прочность окатышей составила 110 кг/ок, выход годного продукта 85,5%.15 П р и м е р 6. 11,95 кг шлама смешиваютс 3,05 кг зернистой фракции руды. Полученные 15,0 кг фосфатно-ниобиевого шлама с содержанием фракции минус 0,074 мм 79 мас.% окатывают, полученные окатыши об рабатывают в следующем режиме:сушка при 300 С в течение 20 мин;термообработка при 510 С в течение 3мин;обжиг при 1100 С в течение 20 мин.25 После обжига получают 13,7 кг окатышей,Прочность окатышей составила 115 кг/ок, выход годного продукта 85,5%.П р и м е р 7, 14,67 кг Шлама смешиваютс 0,33 кг зернистой фракции руды, Получен ные 15,0 кг фосфатно-ниобиевого шлама ссодержанием фракции минус 0,074 мм 95 мас,окатывают, полученные окатыши обрабатывают в следующем .режиме;сушка при 300 С в течение 20 мин;35 термообработкапри 420 Свтечение 16мин;обжиг при 1100 С в течение 20 мин.После обжига получают 13,7 кг окатышей.Прочность окатышей составила 115 40 кг/ок, выход годного продукта 86,0%. П р и м е р 8, 12,25 кг Шлама смешиваютс 2,75 кг зернистой фракции руды, Полученные 15,0 кг фосфатно-ниобиевого шлама с45 содержанием фракции минус 0,074 мм 81мас.0 окатывают, полученные окатыши обрабатывают в следующем режиме:сушка при 300 С в течение 20 мин;термообработка при 520 С в течение 450 мин;обжиг при 1100 С в течение 20 мин.После обжига получают 13,7 кг окатышей.Прочность окатышей составила 110 кг/ок,выход годного продукта 85%,55 Для удобства сравнения основные результаты, полученные в опытах по примерам 1 - 8, сведены в таблицу.Заказ 848 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственноо комитета по изобретениям и открыт113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 м при ГКНТ СС Проиееодстеенно издательский омбинат "Патент", г. Ужгород, та Гагарина, 10 метров по фракционному составу фосфатнониобиевого сырья перед окатыванием и режима термообработки окатышей перед обжигом позволяет получить положительный эффект (опыты 2-4). При выходе всех параметров за предельные значения (опыты 5-6) либо хотя бы одного из них (опыты 7-8) получаемые результаты находятся на уровне прототипа (опыт 1),Таким образом, предлагаемый способ позволяет при переработке фосфатно-ниобиевого сырья повысить прочность обожженных окатышей до 135-140 кг/ок и выход годного продукта до 89-90.Формула изобретения Способ окускования фосфатного сырья, 5 включающий его окатывание, сушку и обжигокатышей, отличающийся тем,что,с целью повышения прочности окатышей и их выхода при переработке фосфатно-ниобиевого сырья, исходное сырье подают на 10 окатывание с содержанием фракции минус0,074 мм 81-95 мас.и перед обжигом окатыши подвергают термообработке при 420- 500 С в течение 4-16 мин.