Способ подготовки извести для использования в агломерационной шихте

.1643622 щ) С 22 су ;.,3 .;.,.сс 7 А ВТОРСНОМУ севЮ ввс тся к агломеву черной, меь использован концентратов ов. явпяется ерата пр повы оиз во ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ННТ СССР(71) Липецкий политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРФ 296442 кл С 22 В/24, 1969,(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ИЗВЕСТИ ДЛЯИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЕЕ В АГЛОМЕРАЦИОННОЙШИХТЕ(57) Изобретение относится к агломерационному производству и может бытьиспользовано при окусковании руд иконцентратов в черной металлургии,. Целью изобретения является повышениепрочности агломератапроизводитель"ности агломашин, снижение расходатоплива и уменьшение выделения извести в пыль по тракту шихтоподачи, Известь, окисленную железную руду исырые флюсы, взятые в соотношении Изобретение относи рационному производст таллургии и может быт при окусковании руд и черных и цветных металл Целью изобретения шение прочности аглом1: (3-5): (10-5) соответственно, совместно измельчают до содержания класса 0-0,1 мм,в измельченной смеси, равного 20 55 , Перед измельчением смеси количество свободной гигроско пической влаги в исходных компонентах поддерживают в 2-3,5 раза боль шим, чем теоретически необходимое Цля гашения извести, а количество рудных частиц размеров менее 100 мкм . поддерживают превышающим количеством частиц извести этой же крупности более чем в 1,2 раза, Измепьчение указанных компонентов производят в дробильных устройствах ударного действия при степени измельчения смеси материалов= 15-20, Известь полностью нейтрализуется в дробильном . агрегате с образованием гидратов окиси кальция и агрегированных комочков с продуктами аморфизирован 1 и частиц извести частицами окисленной железной руды, что приводит к более эф фективному влиянию ее на техникоэкономические показ атели агломерационного процесса и в резком снижении содержания извести в выделяемой пы, ли, 1:з,п ф яы, 3 табл дительности агломашин; снижение расхода топлива и уменьшение выделения извести в пыль по тракту шихтоподачиСпособ осуществляют следующим образом,Негашеную комовую известь круп" ностью 9-40 мм подают в загрузочное40 отверстие дробильно-размольного устройства ударного действия, напримерв молотковую дробилкуВместе с известьщ в дробнльное устройство загру5жают окисленную железную руду крупностью меньше0-16 мм и сырые флюсы известняк, доломит или смесьэтих материаловКрупность флюсовменьше 60 80 мм,10Расход извести, руды и флюсаудовлетворяет соотношению 1: (3-5):: (10-5) (на сухую массу).Числовые значения расходных коэффициентов устанавливают исходя издвух условий (в пределах заданных соотношений): чтобы количество свободной гигроскопической воды не менеечем в 2 3,5 раз превышало теоретически необходимое для гашения известии чтобы в самом начале измельченияколичество рудных частиц класса 90,1 мм больше чем в 1,2 раза превышало количество частиц извести такихже размеров, 25Режим измельчения задают показателем степени измельчения 1 = 15 20(за максимальный диаметр кусков смеси до измельчещя принимают средневзвешенный диаметр кусков флюсов) исодержанием класса 0-0,1 мм в измель-.ченной смеси 20-553,После измельчения материалов получают известкованную измельченнуюсмесь, которую загружают в бункер,а оттуда - на сборный конвейер шихтового потокаДозирование из бункераосуществляют обычными средствами,которые используют на данной аглофабрике, Подготовка шихты к спеканнювключает смешивание, окомкование, с .увлажнением и загрузку на агломашину,Расход смеси в шихту задают исхо.дя из баланса извести и основностиагломерата, По химическому составу 4смесь представляет собой флюсующуюдобавку СаО/ЯО, равную 6-10,Предлагаемый способ реализует ус"ловия, при которых нейтрализация извести осуществляется как за счет химической реакции гашения (СаО + Н О-Ф50-Са(ОН, так и путем амортизацииповерхностных слоев частиц известичастицами окисленной железной руды,Интенсивность реакции гашенияопределяется размером частиц извес55ти и количеством воды, интенсивностьпроцессов аморфизации зависит от размеров частиц извести, руды и свобод ной поверхностной энергии. Измельчение путем ударных воздействий, наряду с раскалываннем кусков нзмельчаемого материала, увеличивает поверхностную энергию вновь образованныхчастиц, Величина этой энергии зависитот структуры и текстуры измельчаемхматериалов, Регламентируемый составсовместно измельчаемых материаловзадают из условия максимального увеличения свободной поверхностной энергии за счет соотношения между мягкими и крепкими породами: коэффициенткрепости соответственно равен 3-5(окисленная железная руда, известь)и 15-20 (известняк, доломит)В среднем это соотношение составляет1:(0,8-2,5) соответственно (известь ++ руда); флюсы, Пределы этого соотношения (по массе) отражают возможностиизменения состава смеси при сохранении технико-экономических преимуществпо сравнению с известными способамиподготовки извести. Эти преимуществавыражаются в повьппении технико-экономических показателей агломерационногопроизводства н в резком снижении количества извести в выделяемой пыли,Регламентирование тинажелезной руды продиктовано условиями интенсивной аморфизацни поверхности частицизвести, Структура и текстура окисленной железной руды (дефектная структура кристаллических решеток, шероховатость поверхности частиц и нх морфология), тип рудообразующих минералов (гематит - Ре ОЗ, гетит - НРеОлимонит - шРе О пНО) - все эти признаки отвечают требованиям химического воздействия с СаО на границе контактирования частиц руды и извести,За свободную воду принимают разность между общим количеством гигроскопической воды в смеси и максимальной гигроскопичностью (МГ) У окисленной железной руды МГ равна 1,52,3 Х, у флюсов 1,1-1,5 Х,Аналитически этн условия выражаются в виде уравнений:МрХ ,- В.,МС,О001 Мр(Ъ 7 р МГр),+, 55 5смеси, кг/100 кгсмеси;Х , С до содержание класса 00,1 мм соответственно в руде и извести,доли;У, 11,- влажность руды и флюсов соответственно,7.;МГГ, МГ- максимальная гигроскопическая влажностьруды (1,5 2,3%) ифлюсов (1,1 1,5%)соответственно, 7.;0,32 - коэффициент,отражакгщий теоретически необходимое количествоводы для гашения извести (32,13% ог массы СаОсв)К , К- коэффициенты, отражающие предельные нормыколичественного соотношения между частицами руды и известикрупностью меньше100 мкм (К) и междусвободной гигроскопической водой и водой,необходимой для гашения извести в пересчете на СаОс (К)Их численные значенияравны: К = 1,2 иК= 2-3,5.Количественное соотношение между частицами руды и извести .,100 мкм регламентируют лишь только по мини" мальному уровню с тем, чтобы обеспечить приоритет рудных частиц в самом начале измельчения и тем самым бло кировать наиболее активные к витанию частицы извести, Верхний предел это го соотношения не регламентируют, и он может быть, сколь угоно большим, Это возможно не только при исполь зовании очень пыпеватых руд, но и в случае, если используют комовую иэ весть (Со, фО). Размеры контрольного класса О 0,1 мм соответствуют диаметру частиц, когда их поверхностные свойства оказывают влияние на массообмен ные процессы в силу развитой удельной поверхности. Для частиц )100 мкм влияние поверхностных свойств на ки нетчку гетерогенных процессов прак тически прекращается,Коэффициент К задают в виде ин 1тервала величин, Минимальное зна чение этого коэффициента гарантирует5 интенсивное протекание реакций гашения извести (К= 2), Максимум(К= 3,5) продиктован соображениями йредотвращения забивания дробильного устройства излишне влажными магер иалами вРе гламентируемые параметры режимаизмельчения ( = 15 20 и содержаниекласса 0-0,1 мм в измельченной смеси в, пределах 20 55%) вместе с указанием максимальных размеров кусковизмельчаемых материалов обеспечиваютвыход 95% класса 0-3 мм, Эти величины являются оптимальными, удовлетворяющими требования к качеству флкгсов при достижении высокой экономической эффективности от примененияизмельченной смеси в агломерационном процессеП р и м е р, Апробируют известныйи предлагаемый способы подготовки негашеной извести. "гПодготовка негашеной извести поизвестному способу заключается в30том, что извест-ь измельчают в молотковой дробилке вместе со стойленскойжелезной рудой в соотношении соответственно 1; (3-4), обеспечивающемсодержание СаО в смеси в пределах15,б"20,0%,35 Подготовку негашеной извести попредлагаемому способу осуществляютпо двум вариантам, отличающимся способом измельчения; в молотковой дробилке с шарнирно-подвешенными молотками (А) и в двухвапковой дробилке с гладкими валками (Б), В первойиз них измельчение осуществляют путем раскалывания за счет ударныхвоздействий, во второй - путем раз 45давпивания (статические воздействия),Исходными материалами служат негашеная известь, полученная путемобжига студеновского известняка в,50шахтных печах (степень декарбонизации 0,90; СаОб 82,3%), известняк,доломитизированный известняк и окисленная стойленская железная руда,Желе"зо в этой руде представлено спедукщимимииерапами, 7: гематит 90; мартит5 8; лимонит 2-.5, Общее содержаниеРе 54,67.Кроме стойленской руды, применяютмагнетитовую руду, у которой железо-,.16436 рудные минералы представлены магнетитом (6080 Ж) и гематитом (20 40 ),В табл, приведены составы апробированных смесей и технологическиепараметры, обусловливающие реализацию способа, Кроме состава, к ннм относятся коэф 4 ециенты, регламентирую"вне соотношение тонких частиц(100 мкм) руды н извести в началь 1 Оный момент измельчения (К ) и свободной гигроскопической воды с известью(К). Варьирование этих величин осуществляют путем изменения влажностируды и флюсов, содержания в руде клас са 0-0, мм н верхних пределов покрупности всех совместно измельчае"мых материаловПриведенные в табл,1 смеси 1 и 11соответствуют крайним значениям ин 20тервала заданных соотношений совместно измельчаемых материалов, смесь111 - средним значениям, в смеси Х 11это соотношение не выдержаноСмеси 1 Ч и Ч не соответствуютпредлагаемому способу по коэффициеитам К и К в смеси 1 Ч К 1, 20в смеси Ч Кт ( 20 еИз табл, видно, что максимапьйоезначение К возможно в случае явного 30переувлажнения руды (в смесях Ч 1 иЧ 11 влажность руды соответственноравна 15,6 и 16,0 Ж).Смеси 1 Ч и Ч 111 иллюстрируют алиянне крупности извести, руды и флюсов, 35а смеси 1 Х н Х - замещение известнякадоломитизированным известняком,В смеси Х 1 окисненная руда замене,на магнетитовой,Апробированные варианты режимов , 40измельчения приведены в табл, 2(смесь П 1).Эффективность способа оцениваю гпутем определения восстановимости измельченной известковой смесипыле45выделения и влияния присадки известкованной смеси в шихту на показателиагломерационного процесса, .Восстаноапение осувествпяют в токе Н при 800 С При постоянной ско 50ростй фильтрации газа-восстановителячерез реакционную трубу (0,035 м/с)продолжительность восстаноапения изменяется, исходя из условия постоянства расхода Н на 1 г УеОэ 0,280:л, 55Этого количества водорода достаточно,чтобы восстановить 2 г Ге Об до РеО.При этом потери киспорода составляют 22 80,2:г, Эта величина принята за 100 Жстепени восстановления, Мерой восстановимости испытуемого материала (К)является величина потери кислорода(по массе), выраженная в процентахпо отношению 0,2 .г,Пылевыделение измельченной нзвесткованной смеси оценивают по количеству выделяемой извести при перегрузкесмеси, Для этого измельченную смесьсбрасывают на установке для испытанияагломерата на.прочность, Пробы воздуха отбирают сразу же после сбрасывания на расстоянии 2, 5 н 10 м по радиусу от места сбраывания, Показателем пылевыделения смеси являетсявеличина, отражающая количество Сайв отобранной пыли, выраженная в процентах по отношению СаОса в смеси,Показатель пылевыделения (П) можетбыть со знаком + ну отражаянаправление изменения количестваСаОо в пыли по отношению смеси,Состав шихты для спекания агломерата следующий: 65 Ж тонкозерннстыхконцентратов (Стойленского, Лебединского, Костамукшского и Ковдор"ского ГОКов) н 35 Ж стойленской руды,Жюсамн служат известняк н доломитв соотношении 2и измельченнаяизвесткованная смесь, Расход смесиопределяют содержанием в ней извести,исходя из условия постоянства расхода извести 35 кг/т агломерата,Химический состав агломерата, Ж:Реов 1 52,21; ГеО 8,6-12,2; СаО 11,74810 д 8,60; МяО 3,7; А 1 О 2,28В 1,36.Измельченную известкованную смесьвводят в шихту подобно всем другимкомпонентам - до .смешивания, Смешиванне и окомкование шихты осуществлялось иа тарельчатом грануляторе,.спекание щихты " в чаше диаметром300 мм при разрежении 7,8 кПаПоказателями оценки эффективностиприменения извести, приготоапеннойпо предлагаемому способу, служатудельная производительность аглоустановки, расход топлива и качество агломерата Качество агломерата оценивают путем определения, прочности вхолодном состоянии (выход класса +5и О"0,5 мм) и при восстановлении(выход класса +1.0 мм.Результаты исследований эффектнаности способа подготовки известиприведены в табл 3Опытиллюстрирует подготовкуизвести по известному способу, опыт 2введение извести в шнхту обычным способом путем смешивания с шихтой доувлажнения и окомковання, Опыты 3918 отражают эффективность способапри различных параметрах его реализзции в соответствии с,даннымитабл,1 и.2В опытах 3,5,8,10 12, 15Ои 17 параметры способа (технологни)подготовки извести соответствуют заданным значениям; в опытах 4,6,7,9,. 13,14,16 и 18 - численные значениязаданных параметров выходят эа Обозначенные ингервалы,Анализ табл,3 показывает, что введение в шихту извести, подготовленной по предлагаемому способу, обеспечивает увеличение удельной производнтельности аглоустановки, снижение расхода топлива и повьппение качества агломерата, Их абсолютные значения зависят от параметров способаподготовки извести, В среднем прирост удельной производительностисоставляет 9,8 У, снижение расходатоплива 16,6/, повышение прочностиагломерата 9,8(прочность на удар)и 17/ (прочность при восстановлении)30Все эти величины рассчитаны по отношению опыта:1Кроме того, способ обеспечиваетзначительное сокращение количествавыбрасываемой извести с пылью, В выделяемой пыли извести содержится В1,5" 2,0 раза меньше, чем в .базовомварианте, Например, в опытах 8 и 10(смеси Ч 1 и Ч 111) количество СаС 1:Вв пыли на 60 83/ меньше, чем в сме 40си; в базовых опытах 1 и 2, наоборот,.СаО на 60-70 больше, чем в сме. сях (или в шихте),Сравнение показателей, по восстановимости исследованных смесей нока 45эывает, что это свойство измельченной смеси не остается постояннымВбазовых вариантах (опыты 1 и 2) восстановимость железной руды составляет 80,3 и 88,23, Во всех осталь 50ных опыгах она значительно ниже и колеблется в пределах 12 45 Е, Мини-. мальную восстановимость железная руда приобретает в опытах 10 и 17 (смеси Ч 111 и 111, режимы измельчения 1-А и 4-А). Это подтверждает наличие эффекта аморфнзации частиц извести, который по отношению руды проявляется блокированием частиц руды частицами извести,Реапизация предлагаемого способа повышает эффективность использования извести в аглопроцессе и снижает ее наделение в виде пьщи.ФФо р мул а и з о б р е т е ни я:1Способ подготовки извести дляиспользования ее в агломерацноннойшихте, включанщий совместное измельчение извести с железосодержащнмиматериапами, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения прочности агломерата, производительностиагломашин, снижения расхода топливаи уменьшения выделения извести впыль по тракту шихтоподачи, известьизмельчают совместно с окисленной железной рудой и сырыми флюсами до содержания класса 0-0,1 мм в измельченной смеси, равного 20-553, при соотношении по массе между известью,окисленной железной рудой и сырымифлюсами, равном 1:(3-5):(10-5), причем в массе исходных компонентов.перед измельчением количество свободной гигроскопической воды подцерживают в 2-3,5 раза большим, чем теоретически необходимое для гашенияизвести, а количество рудных частицразмером менее00 мкм поддерживаютпревьппающим количество частиц извести этой же крупности более чемв 1,2 раза,.2Способ по п 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что совместное измельченне извести, окисленной железом руды и сырых флюсОВ произВодитсяв дробильных устройствах ударногодействия прн степени измельчения смеси материалов д 15-20,,02, 33 1, 99 38,01,91 3,50 320 2,33 1,99 2,00 18,0 2,40 2,40 3,60 2,40 2,25 2,40 1,99 3,10 2,25 2,00 1,78Таблиц а 2 Регла парам из мельч ени Способ ичения А тепень иения 0 Содерж аниа 0-0,1 змельчен 8 0 и меч ание,лке с шарнирмолотками;робилкее вбпиц Пок аз втсп Оп и (по твб них ио 1-45,423,6 1- 39 1-А33,770, 1 4,8 ри нос ствновпении 24,8, ,У 16 Сасев смеси, Х нв сухую массу:известьокнсиепнап кепезнвв рудаиэвестнпкдопомитизироввиныв известникКрупность (мекс,), ммизвестирудыфпюсовСодерхегое кпвссп 0-0 мм в руде, Х Вп евно сть и ХрудыфлюсовКоэффициент:Вз Тип снес иРеким горе ( твбп,2)Восствновимость, В ьзевыдепеннее Х Рвсход смеси, кг/гегпомеретнСодеркание топпивев пихте, Худепьивв производитепьность, т/(мтч)Прочность вгпомервтв Х ЛЬАМЕЛ Ьее15кл асВй смеси 2 О 0 0 58,5 29,25 29,25 0 32,0 36,0 36,018,0 18,0 18,0 12,0 120 змельчение осуществляютолотковой дробио подвешеннымив двухвалковой дс гладкими валками,),а)а 1,457 1820 1,710 1,705 1,550 1,545 72,84,526,9 79,4Э,В30,8 7 Я 73,83,2 76,7а,а26,5 76,7Э,925 В 75,8а,т26,6 74,3а,з27,8 7544,128,1 7274,126 б Редактор Н. Рогулич Заказ 221 Тираж 407 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, ЖРаушская наб., д. 4/5 П роизводственно-издательский комбинат "Патен " Ут , г. агородв ул. Гагарина, 101 Тнп снеси (по табл1)Ренин горении (потабл,2)Восстаиовимость В, 2Пагевыделение ХРаскод снеси, хг/гагломератаСодернаниа топливев вхте ХУдельнав промэводительность, т/(м.ч)тПрочность аглома.рата Хв колодном состоинииХХпри восстаВо апенин