Способ получения брикетов из влажного тонкоизмельченного минерального сырья

 

Изобретение относится к пирометаллургии цветных металлов и может быть использовано для брикетирования флотационного медного концентрата при переработке медно-никелевых руд. Цель изобретения - упрощение процесса и снижение энергозатрат. Достигается это первоначальной обработкой тонкоизмельченного сырья при перемешивании древесными опилками до достижения влажности смеси 4,5-5,5% и последующим введением в смесь твердого концентрата сульфитно-дрожжевой бражки. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (39) (3 0 (д11 4 С 22 В 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPblTHRM

ПРИ ГННТ СССР (21) 4297697/23-02 (22) 19.08.87 (46) 15.05.89, Бюл, М 18 (71) Норильский горно-металлургический комбинат им. А.fI.Çàâåíÿãèíà (72) Л.И.Данилов, В.Б.Грицких, В.H.Ëàâðåíîâ, С.В.Сухарев, А.И.Тертичный и В.М.Клочков (53) 669.1:622.788(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 757601, кл. С 22 В 1/245, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1186672, кл. С 22 В 1/244, 1.984.

Изобретение относится к металлургии, а именно к пирометаллургии цветных металлов,и может преимущественно использоваться для брикетирования флотационного медного концентрата (влажностью до 117) при переработке медно-никелевых руд.

Целью изобретения является упрощение процесса и снижение энергозатрат.

Первоначальное смешивание тонкоизмельченного сырья (флотоконцентрата влажностью до 8-10X) с древесными опилками и выдерживание его при перемешивании способствует усреднению состава смеси н ее разогреву о до 60-70 С за счет сил трения частиц смеси друг о друга и протекания физико-химических процессов. При этом

2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРИКЕТОВ ИЗ

ВЛАЖНОГО ТОНКОИЗ1"1ЕЛЬЧЕННОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ (57) Изобретение относится к пирометаллургии цветных металлов и может быть использовано для брикетирования флотационного медного концентрата при переработке медно-никелевых руд.

Цель изобретения — упрощение процесса и снижение энергозатрат, Достигается это первоначальной обработкой тонкоизмельченного сырья при перемешивании древесными опилками до достижения влажности смеси 4,5-5,5Х и последующим введением в смесь твердого концентрата сульфитно-дрожжевой бражки. 1 табл. происходит пропитывание древесных опилок образующейся паровоздушной смесью, их набухание и увеличение объема за счет проникновения воды в поры опилок и последующей ее адсорбции. Пропаренные таким образом опилки адсорбируют на своей поверхности частицы флотоконцентрата и в полученном брикете выполняют роль армирующей добавки (скелета), íà ос» нове которого формируется брикет.

Роль воды в процессе брикетирования медного флотоконцентрата исклю .чительно велика, так как влажность прессуемой массы определяет условия образования брикетов. Ее оптимальное содержание 4,5-5 ° 57. обусловлено химико-минералогическими свойствами

1479538 частиц флотоконцентрата, их размерами, влагоемкостью.

Уменьшение влажности прессуемой массы ниже 4,5 приводит к снижению пластичности получаемых брикетов, нарушению их целостности, уменьшает прочность брикетов н ухудшает процесс прессования (возможно заклинивание ленточного пресса). Отклонение влаж- 1р ности в большую сторону (более 5,5X) уменьшает силы капиллярного сцепления, что также приводит к снижению прочности получаемых брикетов, невозможности придания брикетам заданной формы, их черезмерной пластичности, что приводит к слипанию брикетов в бесформенные комья.

Таким образом смешивание сырья сначала с опилками и выдерживание их при перемешивании до достижения влажности смеси 4,5-5,5 . позволяет исключить не только операцию обработки связующего в водном растворе при кипячении, но и упрочнение бри- 25 кетов открытым пламенем продуктовсгорания теплоносителя, что упрошает процесс и сокращает его продолжительность.

Введение концентрата сульфитно- 30 дрожжевой бражки (КСДБ) в сухом виде при смешивании позволяет поддержать, стабилизировать влажность брикетируемой смеси в заданном режиме.

Введение КСДБ в смесь сырья с опилками в жидком виде привело бы к увеличению общей влажности получаемых брикетов до 8-9 что привело бы к резкому снижению сил капиллярного сцепления и невозможности получения 40 брикетов. Для достижения необходимой влажности потребовалось бы увеличить время перемешивания примерно в 2,5 раза.

При введении твердого (сухого) 45

КСДБ в смесь флотоконцентрата с опилками происходит размягчение КСДБ, который, распределяясь в смеси, повышает адгезионные свойства флотоконцентрата. Учитывая, что адгезион- . ные свойства КСДБ снижаются при увеличении влажности, введение КСДБ в смесь с влажностью вьппе 5,5 . неизбежно приводит к ухудшению качества получаемых брикетов.

Первоначальная обработка тонкоизмельченного сырья (флотоконцентрата) опилками и выдерживание их при перемешивании до достижения влажности смеси 4,5-5,5 позволяет провести процесс брикетирования в целом в более мягком технологическом режиме за более короткий срок.

Способ осуществляют следующим об, разом.

Тонкоизмельченное минеральное сырье смешивают с древесными опилками влажностью до 40 в массовом соотношении 20:(0,9-1, 1) в двухвальном смесителе в течение 40-50 мин. В процессе перемешивания происходит усреднение состава смеси и ее разогрев о до 60-70 С за счет работы сил трения между частицами смеси. Над смесителем появляется паровоздушная смесь (смеснтель парит) ° Влага, содержащаяся в исходных компонентах, испаряется.

Образующийся пар пропитывает древесные опилки, при этом происходит их набухание и увеличение объема. После достижения влажности до 4,5-5,5 в смесь вводят твердый КСДБ при следующем содержании компонентов, мас. .:

Минеральное сырье 87,5-89,5

Древесные опилки 4,1-4,9

Концентрат СДБ 6,5-7,5

Концентрат сульфитно-дрожжевой бражки под воздействием повышенной температуры размягчается и пропитывает смесь минерального сырья и дре« весных опилок, повышая при этом их адгезионные свойства. Время, необходимое для полного размягчения и равномерного распределения по объему массы, составляет 6-8 мин.

Смешанная таким образом теплая масса, прессуется на ленточном прессе. При прессовании масса через фор мующую насадку выходит в виде брикетов с диаметром, равным диаметру отверстий в насадке, и длиной 150—

200 мм. По системе транспортеров полученные брикеты направляют в бункер готовой продукции.

При этом упрочнение брикетов происходит во время их транспортировки и хранения в бункере в течение 2—

3 ч, после чего брикеты приобретают необходимую прочность и пригодны для загрузки в конвертеры.

Пример 1 (по прототипу).

Исходное сырье: богатый медный флотоконцентрат (СТП0401. 14.54-2-32-83), химический состав которого, : Си

67,5; Ni 4,7; Со 0,11; Fe 3,5; S

20,8; SiO 0,2; СаО 0,1; MgO 0,07;

Ali0 3 0,1, влажностью 9,3 . в коли11 р и м е р 3. Исходные данные и порядок проведения опыта те же, что и в примере 2. Однако твердый КСДБ

5 подавали на смесь опилок и концентрата с содержанием влаги 57.

При испытании полученные брикеты выдерживали 23-25 падений, выход образующейся мелочи составил около 27.

10 Пример 4. Исходные данные и порядок проведения опыта те же, что и в примере 2, но твердый КСДБ подавали на смесь концентрата и опи" лок с содержанием влаги 5,57.

15 При испытании полученные брикеты выдерживали 18-22 падений, выход образующейся мелочи составлял 3-4Х.

Пример 5. Осуществляли аналогично примеру 2, но твердый КСДБ

20 подавали на смесь опилок и концентрата с содержанием влаги 47.

При испытании полученные брикеты выдерживали 14- 17 падений, выход образующейся мелочи составлял 5-67.

Пример 6. Исходные данные и порядок проведения опыта те же, что и в примере 2, однако твердый

КСДБ подавали на смесь опилок и концентрата с содержанием влаги 6,0Х, При испытании полученные брикеты выдерживали 10-13 падений, выход образующейся мелочи составлял 4-5Х.

Пример 7, Осуществляли аналогично примеру 2, однако загрузку твердого КСДБ, древесных опилок и

35 флотоконцентрата н смеситель производили одновременно.

Приготовленную смесь после перемешивания в смесителе в течение 50 мин

4О имела влажность 8,27.. Для достижения влажности смеси 57 производили перемешивание в течение 3,5 ч.

При испытании полученные брикеты выдерживали 19-21 падений, выход

4 образующейся мелочи составил 2,5Х.

Пример 8. Исходные данные и порядок проведения опыта те же, что и в примере 2, отличие в том, что КСДБ подавали в ниде раствора

50 с плотностью 1,18 г/см . Приготовленная смесь доводилась до BllBKHocTH

57 в течение 7 ч.

При испытании полученные брикеты выдерживали 18-20 падений, выход образующейся мелочи составлял 2,5Х.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Увеличение влажности брикетирувмой массы ниже 4,57 приводит к полу5 1479538 честве 1000 кг смешивали в двухвальном смесителе с комбинированным связующим состава 60 КСДБ и 40Х древесных опилок, приготовленным следующим образом.

Твердый КСДБ растворяли в специальной емкости при непрерывном перемешивании и нагреве с помощью пара в течение 2 ч. В полученный раствор

КСДБ загружали опилки и производили пропаривание смеси при 90 С в течение

2 ч. Горячее комбинированное связующее н количестве 80 кг смешивали с концентратом в течение 20 мин до получения пластичной теплой массы влаж ностью 6,87. Приготовленную таким образом массу прессовали на ленточном прессе при удельном давлении 3 МПа.

Полученные при прессовании брикеты диаметром 45 мм и длиной 150-200 мм обжигали открытым пламенем мазутных форсунок в печи с вращающимся подом в течение 3 мин. В процессе обжига поверхность брикета под действием интенсивно испаряющейся влаги частично разрушалась.

Методика испытаний полученных брикетов заключалась в следующем. Полученные брикеты сбрасывали на металлическую плиту с высоты 1 м. После каждого сбрасывания до раскаливания брикета образующуюся мелочь собирали и взвешивали . Брикеты выдерживали 2-4 падений, количество образующейся мелочи составляло 10-13Х. !

Пример 2 (предложенный способ). Богатый медный флотоконцентрат состава, приведенного в примере 1, в количестве 1000 кг смешивали в древесными опилками, расход которых составлял 4,87. от массы концентрата, в двухвальном смесителе в течение

50 мин до получения смеси с влажностью 4,57. и температурой 67 С, после чего производили загрузку твердого

КСДБ в количестве 7,47. от массы концентрата и осуществляли перемешивание в течение 6 мин. Полученную массу прессовали на ленточном прессе с получением брикетов, размерами соответствующими примеру 1. Брикеты подвергались сушке на воздухе в течение

2,5 ч, после чего испытывались на прочность по методике, приведенной в примере 1. Количество сбрасываний до разрушения брикета составило 2124, выход образующейся мелочи составил менее ЗХ.

1479538 чению относительно непрочных брикетов, которые разрушаются за 14-17 падений (пример 5) и повышают при этом выход образующейся мелочи до

5-6Х что по сравнению с прототипом позволяет увеличить прочность брикетов по числу сбрасываний в 3,5-8,5 раэ и уменьшить выход образующейся мелочи в 1,7-2,6 раза. Повышение влажности выше 5,5Х (пример 6) также снижает прочность брикетов, которые выдерживают 10-13 падений, и повышает выход образующейся мелочи до

4-5Х, что по сравнению с прототипом 15 позволяет увеличить прочность брикетов по числу срабатываний в 2,56,5 раз и уменьшить выход образующейся мелочи в 2,0-3,2 раза. Не последовательная, а одновременная эагруз- 20 ка всех компонентов в смеситель, хотя и способствует получению прочных брикетов (пример 7), но увеличивает время (до 3,5 ч), необходимое для получения хорошо брикетируемой мас- 25 сы, что на 1 ч 07 мин больше, нем в прототипе. Загрузка КСДБ в виде раствора с BJIoTHocTblo $ 1,17 г/см способствует повышению общей влажности брикетируемой массы и поэтому 30 увеличивает время, необходимое для получения брикетов до 7 ч (пример 8) что по сравнению с прототипом больше в 2,9 раза.

Использование предлагаемого спо" соба по сравнению с прототипом позволяет сократить время, необходимое для приготовления брикетов., в 2,5 раза, увеличить прочность брикетов в

4,5"12,5 раз, уменьшить количество образующейся. мелочи при разрушении брикета в 2;5-6,5 раэ. Кроме того, значительно упрощается технологический процесс (практически с 4 до 2 операций), так как сушка брикетов на воздухе в течение 2-3 ч осуществляется при транспортировке и складировании брикетов, исключив при этом энергоемкие операции (обработка свяэуннцего при кипячении и упрочнение брикетов открытым пламенем).

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет исключить затраты, связанные с расходом пара (71 м /т) и мазута (13,5 кг/т), а также снизить энергозатраты в 1,1 раза. Кроме того, на 1,4 часа сокращается время проведения процесса, что позволяет получить больше брикетов в единицу времени. формула изобретения

Способ получения брикетов из влажного тонкоизмельченного минерального сырья, включающий смешивание сырья со связующим на основе сульфитнодрожжевой бражки и древесных опилок и прессование полученной смеси, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса и снижения энергозатрат, сырье смешивают с древесными опилками и выдерживают при перемешивании до достижения влажности смеси 4,5-5,5Х, а затем добавляют сухой концентрат сульфитно"дрожжевой бражки.

1479538

I0 с с

cd ф а

5 х

О

3 !

Ю О

cd

cd

Х а

Х

Э Х ф Э

О Г а х

Х О

О

О f 34

Э Э О

Х IC (»

Х О

Э.Х Х а ь х

О

f»

О а

М Ъ

С>

О Х

О

О

f»

Х

Х Д 6)

Е 0 сЕ д

О+e ф Cd мфпа

1

I

1

1

1

2

1 !

k(1

О

Х Э о д

О !

» а

3 cd

f» Е

cd >ь а3 Е

1

I

1 (I

1

1

I

I

I

1

1

I cd

I 2

I f

1 cd

IД (»

I f I cd

I a) (О ! 1 (аФ

I Э Х

I x

I ф

1 1 1 1 I 1 1

1 1 I I (I I

О О

С»Ъ с»Ъ С Ъ IM С»Ъ a a

° " " ИО

О О

ИИИИИ(Ч 1131», °

О ОООО О

О ИИИИИ

С»Ъ СЧ ОИИИ

Э О I I I а Э И И СЧсЧ

Х О

О И (Ч Л (Ъ»» О

СЧ СЧ C»I »» " CV CV

I I I 1 1 1 1

С Ъ Ф О 0Ъ Ф Ч ° ю ° °

СЧ с Ъ W И сО П Ф