Способ подготовки шлама для агло-мерации

ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) П риоритет до делам изобретений и открытий. 36( 088.8) Дата опубликования описания 18,02.81 аА.П, Шикас(72) Авторы изобретения й, А.А. И, Маджа Л, Гурский, А, 3. Крыжевс Е. Я, Стольберг и П непровский металлургический заво 7) Заявите кено,; 54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ДЛЯ АГЛОМЕРАЦИ М кова носится к оку сырья и мож утилизации ме ствует снижению прочности с ованных Изобретение о металлургическог использовано при персныхотходов изводства - шламтвие в шламах пылеватых часомерно и объясняется тем, что носителем пыли в первую очеются наиболее мелкие и легкие о протиц законвместе среаь теря еталлургиче екания хтой. путем их срационной ш овместно с агло влажн астицы, которые спос ии коагулировать. Та мах черной металлург иц менее 74 мк коле ,0%, а менее 40 мкИзвестен способ по н аПри добавке в агломерационную шихту металлургических шламов снижаются основные технологические показатели агломерационного производства: производитель ность, прочность и однородность вещественного и механического составов агломерата. Это вызвано характерным для шламов узким классом крупности частиц- преимущественным ( 75-90%) содержанием зерен размером от 100 до 200 мк и отсутствием глинистых частиц (менее 1 мк), способных при увлажнении связы- вать грубодисперсные зерна, Высокая влажность (20-25%) шлама и монодисперсность частиц ухудшает его смешивание с компонентами агломерационной шихты а отсутствие глинистых частиц способнапример, и шл и содержание часблется от 02 донет вообще, дготовки шлама для а в него обожитетьно активир тем вво агломерации женной извести, предва ванной горячей водой и нием шламоизвестковой шенин соответственноОбожженная известь разует гидрат окиси кал способен коагулировать час ицах шлама, связы с получесоотно 1 Г 11 и паром смеси ,5-2,0 при га ии об ция которы сь нафлокулы.эффекта и, н ь и ьно Для достижения положи еобходимо равномерное ого шлама с тонкодисп ние, в;.аж М ф звестью.804703 3Зтому препятствует высокая коагулиру-ющая способность извести, частицы которой, отбирая влагу от шлама, в первуюочередь сливаются друг с другом, образуяизвестковые комкиДля использованияизвести .в качестве коагулятораее необходимосмешивать с сухим шлемом и после этого, равномерноувлажнять готовуюсмесь. Однако сушка шлама требует дополнительнык затрат и, как показываютрасчеты, экономически не выгодна. Иаеальный коагулятор для влажного шламадолжен приобретать коагулирующие свойства лишь после смешивания, а для улучшения последнего -,быть грубодисперснымНаиболее близким к прецлагаемому потехнической сущности и достигаемому ре.зультату является способ подготовки агломерационной шихты, в которую вводятв количестве 100.150 кгlт готовогопродукта предварительно подготовленнуюкоагулированную смесь осветленных шламов с влажностью 12-15% с возвратомфракции менее 3 мм в соотношении соответственно 10:1-1,5. Коагуляцию частицшлама осуществляют путем его послойной укладки с возвратом и последующейвьщержки 2.Недостатком известного способа является то, что в процессе выделения возвра.та осуществляют отсос пыли, поэтому внем не остается мелкодисперсных частиц,способнык к коагуляции. Кроме того, возврат представляет собой сплавение зерна шихты, поверхность которой поа действием воды не разрушается и на ней необразуются коллоицные частицы, способные к коагуляции, Ввиду того, что количество возврата в агломерационном производстве постоянно уменьшается, количество шламов (по той же причине) неизменно увеличивается, что приводит кдиспропорции предусмотренного известнымспособом отношения вводимого в смесьшлама и возврата,Послойная укладка шлама и возвратаспособствует усрецнению этих компонентов в макрообъемах, несоизмеримых попорядку величин с объемами флокул. образуемых при коагуляции частиц. При этомконтакт частиц в сравнении с другимиспособами смешивания минимальный. Необкодимо также произвоаить дополнительное обезвоживание шлама, имеющего влажность 12-25%. Кроме того, используется гранулометрический состав компонентов смеси для интенсификации коагуляциичастиц, что особенно важно при узкомфракционном составе шлама. 4Положительный эффект в известномспособе цостигается не за счет коагуляции шлама, а за счет его усреднения сболее сухим компонентом агломерацион-ной шикты - возвратом, т. е. за счетобезвоживания шлама.Цель изобретения - утилизация, повышение степени коагуляции и улучшение газойроницаемости шихты.1 о Поставленная цель достигается тем,что шлам подвергают сначала смешиваниюс попиэернистым компонентом с коллоидным состоянием поверхности зерен в, например, гематитовой руде в соотношении,пропорциональном отношению величин ихудельных поверхностей соответственно1:0,25 - 1,6, причем удельную поверхность шлама определяют для фракции впреаелак 100 200 мк, а компонентаза этим пределом, а затем подвергаютвыаержке до влажности, превышающей.максимальную молекулярную вла оемкостьна 1-5%.Предлагаемый способ основан на эффекте Ребиндера. При увлажнении твердойповерхности в результате проникновениямолекул воды в вершины микротрещинснижается прочность твердого веществаи облегчается механическое ц спергиро 3 о вание. Исследование компонентов агломерационной шихты с точки зрения способ-;ности к разрушению поверкностей влажнык зерен без внешнего механическоговоздействия показали, что одним иэ материалов с коллоидным состоянием поверхЭ 5ности зерен является гематитовая руца.Ее смачивание водой приводит к самопроизвольному диспергированию поверхностизерен с образованием на ник пленки коллоидных частиц. Наличие коллоидов можно40наблюдать визуально в процессе промывкизерен руды по красной окраске смыва, Окраска воды наблюдается уже при выдержке руды во влажномсостоянии в течениеодного часа. Остальные изученные компо 45 ненты (известняк, магнетитовый концентрат, коксик, антрацитовый штыб) не проявляют заметных признаков самопроизвольного разрушения поверхности зерен дажепри выдержке материале в воде в течениенескольких месяцев,Выявленная способность гематитовойруаы образовывать на поверхности зеренколлоианые пленки при смачивании позволяет испольэовать это явление для раз 55работки способа коагуляции частиц шлама, являющегосй (с точки зрения коагуляции) инертным материалом, Б прецлагаемом способе коагуляцию смеси осу5ществдяют созданием условий аля преиму щественного образования в ней точек контакта между поверхностями разного размера частиц шлама к коагулирующего компонента - гематитовой руды, Это достигают пбдбором состава смеси ио удедьной поверхности разных ддя кажаого компонента фракций. Благодаря такому подбору спектр крупностк разнородных по вещественному составу частиц в смеси расширяется пропорционально их по верхности: крупные частицы действуют на мелкие, как зародыши коагуляции, способ ствуя увеличению скорости коагуляции в 400-500 раэ по сравнению со скоростью коагуляции однородных по крупности частиц.В зависимости от соотношения в гематитовой руде мелких (менее. 100 мк) и крупных (от 200 до 10000 мк) фракций адя аосткжения более плотной упаковки частиц, и увеличении точек контакта межау ними предусмотрено. поддерживать разное количество гематктовой руды в смеси, увеличивая ее содержание с увеличением в ней мелочи.Наличке в коагулирующей смеси 1-6% свободной воды облегчает диспергированке поверхности зерен. Образовавшаяся на ", частицах гематитовой руды кодлоидная пленка гкдратируется, при этом проаукты аиссоциации связывают разнороаные поверхности контактирующих частиц шлама и руды, образуя фпокулы, преимущественным центром которых служат зерна руды,Выдержка смеси в течение 2-5 еут, способствует полному эавершенао диспер. гирования поверхности рудных зерен к коагуляцию с ними частиц шлама, связанных коллоиднымк частицами руаы. Ддя ускорения коагуляции смеси прэаусмотрено изменение рН водной вытяжкк из впаянного материала путем добавок небольшого (0,5-1,0). количества извести.Бда годаря агрегатному состоянию смеси, цостигаемому коагуляиией шлама на зернах руды, улучшается смешивание шлама с остальными кемпонентаык агломерационной шихты, При окомковании агрегаты, являясь зародышамк гранул, улучша ют грансостав окомкованной шихты. Для инертного наподнителя учитывается пр верхность частиц размером от 100 дф 200 мк, адя коагулирующего компонен та - менее 100 и бопее 200 мк. Про порционально отношению .величин покерюностей указанных фракций определяют объемное иди весовое содержание компонектов в смеси, которое соответствует 804703 6преимущественному количеству точек контакта между частицами разной, природы икрупности.Подготовку компонентов смеси осу цествдяют следующим образом.Иэ компонентов агдлерационной шихюты выбирают подизернистый матеркал с ккоплоидным состоянием поверхности зерен путем измерения содержания кодлоид- ФФных частиц в водной вытяжке каждогокомпонента. Для этого иэ навески материала (1 СЮг), крупностью менее1 мм, на сите с размером отверстий40 мк вымывают мелкие частицы. Проф мытую пробу заливают водой, покрываяповерхность материала, к после 3-5 чвыдержки отсасывают воду, в которойвыпариванием определяют содержаниетвердого остатка, В качестве активно Зф коагулирующего комааеита выбираюттот материал, в котором тверцого остатка больше (обычно твердого остатка взернистом материале с конлоидным соотношением поверхнастк зерен содержится И 0,3-1,2%). Затем измеряют или расчитывают по известному гркнсоставу удельную поверхность шлама фракции 100200 мк и выбранного компонента, в котором поверхность фракции 100-200 мк М исключают. Дпя гематитовой руды приверхнем пределе крупности ее зерен10 мм (10000 мк) удельную поверхность определяют в фрак:,ик менее 100 мки от 200 ао 10000 мк. При сниженииверхнеге цреаеда. крупности коагулирующего компонента соответственно уменьшается размер верхнего предела фракции,в которой определяют удельную поверхность.Доэкрование осуществляют исходя иэсостава смеси, определенного по удельной поверкностк црекмущественных (100200 мк) фракций шлама. Для этого расчитывают необходимый расход компонентов коагулкрующей смеси, исходя кэ условия, что на 1 ч. поверхности шламафракции 1 СЮмк должно приходиться0,25-1,6 ч. поверхности выбранного компонента фракции менее 100 и бопее200 мк.П р к м е р . В агломерационную шихту вводят шлам металлургического производства, гранулометрический состав которого приведен в табл. 1.На основании измерения содержания Ихоллоианых частиц в материалах кэ агломерационной шкхты в качестве коагулирующего,компонента выбрана гематитовая руда, которая характеризуется грану.,140 . 140-200 200-280 280-400 400 -860 Средний .диаметрчастиц, см 0,0037 0,0087 0,012 0,017 0,024 0,034 О, 048 Обозначение среднего диа 6, метра частиц Содержание-й фракции,дол, ед. 0,048 0,038 0,027 0,073 0,082 О, 032 О, 084 Обозначение содержания 1 -й фракции С.,Продолжение табл. 2 2600- -3000 860-1000 8000- -7000 7000-10000 3000- -8000 фракция, мк 10000 Средний диаметр частиц,см 0,078,0,180 0,280 0,400 0,6000,850 1,28 аа 72 Содержание1 -й фракции,дол. ед. 0,0800,151 0,130 0,040 0,068 0,112 0,071 Обозначение содержанияй фракции формула изобретенияСпособ подготовки .алама для агломерации, включающий предварительное усреднение его с компонентом шикты и последующую выдержку, о т л ич а ю щ и йс.я тем, что, с целью повышения степе-. Обозначение,среднегодиаметра частиц ни коагуляции и улучшения гаэопроницаемости шикты, шлем подвергают сначала И, смешиванию с поаиэернистым компонен том с коллоидним состоянием поверхности зерен в соотношении, пропорциональном отношению величин их удельных поверхностей соответственно 1:0,28 - 1,6,.804703 причем уцельную поверхность шлаыа опрецеляют цля фракции в прецелах 100- 200 мк; а компонента - эа етим вределом, а затем подвергают выдержке до влажности, превышающей максимальную молекулярную влагоемкость на 1 8%.Г 3,4Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 590351, кл. С 22 В 1/00, 1976.2. Авторское свидетельство СССРИ 420670, кл. С 22 Р 1/00, 1972.Составитель Л, ШашенковРедактор С, Тараненко Техред: А.Бабииец Корректор О,БнлалЗаказ 10822/41 Тираж 692 Подписное ВНИИПИ Государственном комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная,. 4