Способ получения извести дляокускования мелкозернистыхматериалов

Сфюз СоеетскмнСециалистичеекиаРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) П риоритет -йаударатааннык камнтат СССР аф данам нзабратаннй н аткрытнйОпубликовано 28,02,81. Бюллетень М 8 Дата опубликования описания 03.03.81(72) Авторы изобретения В. М. Борисов, Л, С. Агафонникова и М, Г, Бойко Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗВЕСТИ ДЛЯ ОКУСКОВАНИЯ МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВИзобретение относится к подготовкерщья для преимущественного использова-,ния в черной металлургии.Известен способ получения активированной извести, в котором используетсямногооперационная схема: термическаяобработка известняка с целью его декарбонизации, гидратация обожженной СаОводой и последующая сушка гидроксидакальция с получением вторичной Са 01),30Первичная =СаО, образованная изисходного СаСОЗ обладает более низкойреакционной способностью, чем вторичнаяСаО, подученная из Са(ОН), Увеличение реакционной способности Я:СаОобусловлено значительным ростом удельной поверхности оксида кальция, вследствие протекания реакции гидратации,сопровождающейся иэмельчением извести до1-10 мкм,ЭЭОднако при осуществлении известногоспособа необходима двукратная термическая обработка продукта, при атом наразложение карбоната и гидроксидас полу 2чением 1 кг СаО требуется 42,5 и34,8 ккал тепла или около 60 и 50 гусловного топлива соответственно, установка гасильного агрегата, кроме того,себестоимость вторичной окиси кальция в1,7-1,8 раза превышает себестоимость=СаО,Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому, результату является способ получения известис низким содержанием воды и карбонатов, заключающийся в том, что известь снизким до 2% содержанием СаСО и влаги получают в обжиговых агрегатах путем ее обработки в процессе обжига при500 С углекислым газом, охлаждают до300 С в атмосфере, содержащей 20% СЦ.Получаемая при этом известь покрытаслоем СаСО, предотвращающим поглощение влаги 2,Недостатками известного техническогорешения являются чрезмерные низкие скрости протекания карбониэации СаО+СО,низкая водостойкость и реакционная спо ЙОЙИ 46собность извести и высокая себестоимость готового продукта, обусловленнаявысоким расходом углекислоты.Цель изобретения - повышение водо-,стойкости и реакционной способности извести в процессе окускования зернистыхматериалов,Поставленная цель достигается тем,что обожженный продукт обрабатываютгазообразным окислителем, содержащим40-90% кислорода, взятым в количестве 10-20% от веса обожженного продукта..Сущность способа заключается в следующем.15Обожженный .продукт обрабатывают кислородом или воздухом, обогащенным кислородом на заключительной стадии обжига или в процессе охлаждения, поддерживал температуру 20-300 С,оПри 20-300 С кислород вступает. вовзаимодействие с СаО по реакции 2 СаО++0=2 Са 01+39 ккалс образованием перекиси кальция (СаО) с выделением большого количества тепла,Кроме обожженной извести для получения перекиси кальция может быть использована гашеная известь, причем реакция 2 Са(ОН)1+0=2 Са 02+ 2 НО протекает достаточно интенсивно при темпезаратуре, равной или превышающей температуру начала диссоциации гидроксида,Однако в обоих случаях скорость указанных реакций резко снижается при температуре, превышающей 300 С. Ограннчение верхнего предела температуры обус- З 5ловлено тем, что разложение перекисикальция начинается при 375 С и завершается при 45 оС, Увеличение температуры выше 300 С сопровождается рев .ким снижением скорости прямой реакции, фапоэтому температурные условия образования перекиси кальция поддержнваюг впределах 20-300 оС,Наряду с температурно-тепловым режимом кинетика образования перекиси во 15многом определяется содержанием кислорода в газовой фазе, Как показали исследования, резкий скачок скорости реакциинаблюдается при содержании кислорода ввоздухе около 40 У с постепенным ускоре анием процесса по мере увеличения концентрации кислорода. Использование технического кислорода экономически оправдано приобработке оксида или гидроксида кальция,охлажденных до комнатной температуры.В этих условиях расход окислителя можетбыть снижен в два раза без ухудшениякачества продукта, поскольку кислород используется только на образование СаО,а не на охлаждение обожженного продуктаПри более высоких температурах обожженного продукта возрастает потребностьв количестве охлаждающего агента, взаи .модействие кислорода которого с оксидомили гидроксидом кальция сопровождаетсяэкзотермическим эффектом, превышающим.критические значения температуры начала диссоциации перекиси кальция,Расход окислителя в зависимости отсодержания в нем кислорода и температуры обожженного продукта необходимоподдерживать 10-20%. При этом содержанне перекиси кальция в готовом продукте, в зависимости отего степенн обжига, составляет 60-85%. Нижний пределрасхода окислителя, содержащего 90-95%кислорода относится к охлажденному продукту, верхний - с содержанием 0 в газовой фазе около 5070 - к нагретому.Перекись кальция не разлагается и нереагирует с водой ни при каких условиях,кроме того, даже в присутствии водыСаО не взаимодействует с углекислымгазом.Таким образом, пассивацня активнойСаО осущвствляется перекисью кальция,на разложение которой требуется в трираза меньше тепла, чем на разложениекарбонатов. Данный способ может быть использован как для производства крупнокусковойсталеплавильной извести, пассивированной перекисной оболочкой, предотвращающей развитие процессов карбоннзации игидрагации, так н для получения агломерационного мелкозернистого флюса с высоким содержанием перекиси.Перекись кальция не растворяется вводе и сохраняет форму зерен, которыеявляются центрами (зародышами) окомкования компонентов шихты. При этом,располагаясь в центре гранул, перекиськальция в ходе спекания разлагается при375-425 С с выделением значительного0(22,2% 0) количества активного кислорода (0,2),Поскольку температурный градиентмежду поверхностью и центром гранулкрупностью 4-10 мм колеблется в пределах 200-280 С, диссоциация СаО пе 0реноснтся в зону горения н верхнюю ступень геплообмена зоны интенсивного нагрева. В этих условиях, являясь дополнительным источником кислорода, перекиськальция ф обеспечивает горение частицтоплива, закатанных внутрь гранул с одновременным их послойным выгоранием на поверхности за счет кислорода просвсываемого воздуха и способствует повышению степени использования топлива, скорости процесса, а также снижению содержания СО в отходящих газах.С другой стороны, вследствие того, что заданная основность агломерата достигается в основном зв счет СаО, входящей в состав перекиси, процессы об- , 1 Ф разования расплава прекмущесгвенно развививвются в центральных частях гранул с последующей пропиткой поверхностных слоев жидкой фазой, Выход расплава на поверхность гранулы означает, что щих 15 та во всем ее объеме прошла через жидкофазные превращения. В обычных условиях процесса расплав образуется на поверхности грвнулы к постепенно распространяется к центральным областям, что вызывает гравитационный переток расплава в нижние слои, экранкрование поверхности топливных частиц и их догорание в окружности жидкой фазы.В отличие ог рассмотренного механизма закатывания перекиси кальций, центр гранул обеспечивает горение топлива по всему обьему гракулы, исключает гравитационный переток жидкости и догарание топлива в расплавке в силу того, что поо- й ледние порции жидкой фазы образуются на поверхностк гранул и формирование манжет не оказывает вредного воздействия на процесс горения. Организация двухслойного окомковвнкяс использованием в качестве зародышейперекиси кальция может найти широкоеприменение и для производства высокопрочных офлюсованных окатышей,Кроме того, введение перексидногофлюса не требует увеличения расходаводы ка окомкование и повышает сопротивление разрушению гранул в зоне переувлажнения,П р к м е р. Для исследований используют кзвесгняк с общим содержаниемСаО 52,3, Обжиг кзвестняка, охлажде-.ние и обработку продукта окислителем сразличным содержанием кислорода осуществляют в шахтной печати обьемом0,012 мф, в которую одновременно загружали 25 кг известняка крупностью0,5-3 мм. Температура обжига 1000 С,Овремя - 30 мин,Охлаждение окиси кальция от 300 Со до 20 С проводят азотом с последующей продувкой через слой извести окислителя, концентрацию кислорода в котором поддерживают 20, 40 и 90%, Расход окислителя в зависимости ог температуры охлажденной окиси кальция изменяют в интервале 5,15-30% ог веса извести, Время обработки окислителем 10 мин. Союржание СаО активного в извести составляет 90%.Результаты исследований представлены в табл. 1.808546 Таблица 2 Перекиськальция Са 0,% еже обожженная СаО, % Показатели Выход фракции 1,6 мм после рассева шихты,% 18 Центры окомкования 78 Возврат 10 Топливо Са 01Температура шихты, С 48,5 29,8 Скорость спекания, мм/мнн 31 36 Выход годного, % Удельная производительность, т/м чфБарабанная проба, % 1,48 1,83 14 10 ВНИИПИ Заказ 77/27 Твраж 692Подписное филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Анализ данных показывает, что скорость процесса и полнота реакции образования перекиси определяется температурой исходной окиси кальция, содержанием кислорода в газовой фазе и расходом окислигеля.При обработке СаО воздухом (21% 0) скорость и степень превращения в 2- 2,5 раза ниже, чем при использовании окислителя, содержащего 40-90% кислорода. Оптимальные условия достигаются в диапазоне изменений температуры Са 0-20-300 С, содержании кислородао40-90% и расходе окислителя в пределах 10-20%. Из табл. 2 видно, что введение флюса в виде СаО, при одинаковом качестве шихты (выход фракции 1,6 мм составля ет 18% (позволяет увеличить скорость процесса более, чем на 12% (отн.), выход гоюого на 8% (отн.) и удельную производительность более, чем на 20% при значительном улучшении качества агломерата. формула изобретения Способ попучения извести для окуско.вания мелкозернистых материалов, включающий обжиг карбонатов, охлаждение, обработку обожженного продукта газообраз; ным агентом, о т л и ч а ю щ и й с я 10Для оценки промьппленной полезностипредлагаемого способа проводят спекание шихты, содержащей 80% концентрата.КМА; 15% СаО, 5%.коксовой мелочи и 5 25% (сверх 100%) возврата. Смешивание и окомкование шихты осуществляют в барабанном окомкователе диаметром 500 мм и длиной 1200 мм. Вре 1 Ф мя смешивания и окомкования 1-2 минсоответственно. Влажность шихты 8%, Высота спекаемого слоя 400 мм.ВРезультаты исследований приведены и в табл. 2. тем, что, с целью повышения водостойкости и реакционной способности извести,.обработку обожженного продукта осуществляют газообразным окислителем, содержащим 40-90% кислорода, взятым вколичестве 10-20% ов веса обожженногопродукта.Источники информации,зп принятые во внимание при экспертизе1, Пащенко А. А. и др. Вяжущие материалы, Киев, "Вища школа", 1975,с. 214.2. Заявка Японии % 32-12,3998,М кл. 15 Г 221, опублик. 1977.