Способ получения гранул
Изобретение относится к технологии получения гранул из порошкообразных материалов, преимущественно рудосодержащих, и может быть использовано в металлургической и химической отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение качества гранул и утилизация отходов производства. При получении гранул из рудосодержащих материалов смешивание, грануляцию и доувлажнение рудного порошкообразного концентрата и углеродсодержащего материала осуществляют одновременно, при этом в качестве последнего используют 0,5-10,5%-ный коллоидный раствор дисперсной сажи, который подают на доувлажнение в количестве 4,0-6,3% от массы концентрата в диспергированном состоянии. В качестве коллоидного раствора дисперсной сажи используют шламотходы производства черной туши. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
СОЮЗ СОВЕ ТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
А1 (ц 4 С 22 В 1/24 ф
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР
1 (21) 4354158/31-02 (22) 31,.12.87 (46) 15.09.89. Бюл. № 34 (71) Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (72) M,Павлонец, Н.И.Трофимов, Е.С.Богомолов, И.А.Зворыгин, И.П,Чугаев и И.С.Шадеев (53) 669.1.622.788(088.8) 1 56) Авторское свидетельство СССР № 1331849, кл. С 04 В 18/04, 1984.
Ватин А.А. и др. Грануляторы.
М.: ЦИНТИ и ТЭИ по химическому и нефтехимическому машиностроению, сер. XM-1, 1970, с. 22-26. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛ (57) Изобретение относится к технологии получения гранул из порошкообразных материалов, преимущественИзобретение относится к технологии получения гранул из порошкообразных материалов, преимущественно рудосодержащих, и может быть использовано в металлургической и химической отраслях промышленности.
Цель изобретения — повышение качества гранул и утилизация отходов производства.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Процесс механического смешивания увлажненного рудного концентрата и сухого углеродсодержащего материала заменяется процессом смешивания, основанном на пневматическом распылении углеродсодержащего материала, „,З0„„150?82?
2 но рудосодержащих, и может быть иг— пользовано в металлургической и химической отраслях промышленности.
Цель изобретения — повышение качества гранул и утилизация отхопов производства При получении гранул из рудоcîäåðæëùèõ материалоB смешивание, грануллцню и доувла кнениг рудного порошкообразного к.-нцснтр.iта и углеродсодержащего и терман» осуществляют одновременно, при от<1..1 в качестве последнего ислользунл
0,5-10,5И-ный коллоидный раствор дисперсной сажи, который подают н» доувлажнение B количестве 4,0-6,3Е от массы концентрата в диспергированном состоянии. В качестве коллсидного раствора дисперсной сажи используют шлам-отходы производства черной туши. 1 з.п ° ф-лы, 1 табл ° находящегося в виде каллоидного раствора, до диспергированного состояния и подачи этого раствора одновременно для доувлажнения гранулируюпегося материала.
При этом в качестве углеродсодержащего вещества используется коллс— идный раствор дисперсной сажи, например шлам=отход производства черной туши или графитовых сма"-очноохлаждающих технологических средств и других сажесодержащих отходов производства.
В результате доувлажненпя, которое осуществляется тщательным диспергированием коллоидного раствора, мельчайшие капельки связало. (раз3
150782 мер частиц 10-50 мкм) попадают на поверхность гранулирующих материалов и равномерно внедряются в структуру гранул. Это обеспечивается значитель5 но меньшими размерами частиц как раствора, так и сажи (менее 1 мкм) по сравнению с частицами рудного порошка (50-100 мкм). Значительная удельная поверхность сажи способствует адсорбции влаги на ее поверхности, чт,.рмирует прочные межчастичные связи. В итоге получается структура гранул с равномерно рассредоточенным топливом, причем грану- 15 лы получаются более прочными и высококачественными.
Необходимость подачи именно сажесодержащего материала обусловлена прежде всего малым размером частиц 2р сажи, их монофракционным составом и малой скоростью седиментации в растворе, т.е. сажа способа длительное время содержаться во взвешенном состоянии, не выпадать из раствора и 25 тем самым обеспечивать высокую равномерность коллоидного раствора во время его подачи к доувлажнению.
Кроме того, сажа — это практически чистый углерод без шлаковых добавок. 3р
Особенностью способа получения гранул является применение не только чистой сажи, подаваемой на доувлажнение в виде коллоидного раствора, но и использование отходов производства, которые представлены коллоидными растворами сажи, например шламотходы производства черной туши, в которых содержится 0,5 — 10,57 сажи, шлам-отход водно-графитовых 40 смазочно-охлаждающих технологических средств на операциях обработки металлов давлением, в которых твердое топливо составляет 1,6 — 97.. Для приготовления искусственного коллоидного раствора можно использовать продукты сухой, либо мокрой газоочистки котлоагрегатов, в которых содержание сажи составляет в первом
60-80 во втором 10-157..
У
Использование перечисленных растворов позволяет наряду с повышением качества гранул расширить объем утилизации ОтхОдОВ произВОдстВа что значительно снижает себестоимость готовой продукции.
Экспериментально было установлено, что коллоидные растворы дис-. персной сажи обладают хорошими связующими свойствами, Поэтому применение дисперсных коллоидных растворов, в частности отходов черной туши и др. растворов, в качестве связующего позволяет дополнительно повысить прочность получаемых гранул.
Отличительными признаками способа получения. гранул является применение 0,5-10,5Х-ного раствора дисперсной сажи, подаваемого в диспергированном состоянии на доувлажнение в количестве 4,0-6,37. Использование раствора указанных параметров позволяет повысить прочность гранул, улучшить распределение углеродсодержащего материала (сажи) в гранулах и добиться равномерности пористости в годных гранулах, что в итоге повышает качество гранул.
Уменьшение количества коллоидного раствора менее 47 или его повышение более 6 3Х снижает качество гранул по причинам нарушения процесса грануляции, так как не обеспечивается оптимальное доувлажнение материала.
Уменьшение содержания дисперсной сажи менее 0,5Х и повышение ее содержания в растворе более 10,5Х ухудшает равномерность распределения сажи и пористости, что снижает качество гранул и не позволяет добиться цели изобретения.
Способ получения гранул реализуется следующим образом.
Влажный рудный порошкообразный концентрат подается на рабочую поверхность гранулятора и гранулируется в режиме переката. Одновременно с грануляцией и доувлажнением происходит процесс смешивания углеродсодержащего материала, в качестве которого используют тот же самый коллоидный раствор дисперсной сажи, идущий на доувлажнение. Дисперсные капли коллоидного раствора, попадая на поверхность гранулирующего материала, равномерно смешиваются с ними, что повышает однородность состава
rранул. Коллоидный раствор, обладая. более лучшими связующими свойствами, например шлам — отход производства черной туши, увеличивает прочность получаемых гранул, что в итоге повышает качество готового продукта.
После грануляции полученный продукт высушивают и обжигают. на 2,1-3,9Х н обожженных на 3,07,9,. При эт и i, лнулы имеют меньшун на 1-2Х норнстость н более мелкие
5 монометрнч вские норы, Кроме того, годные грлиулы после спеклиня имен т более равномерно распределенную нористость по сравнению с грлнуллми, получаемыми па известной техиоло10 гии, что позволяет говорить о более высоком качестве гранул, получаемых предлагаемым способом.
Таким образом, предлагаемый способ получения гранул позволяет повысить прочность гранул, добиться однородности их структуры и в конечном итоге улучшить качество готовой продукции, а также расширить область утилизации отходов производства.
20 Реализация изобретения в промышленности требует минимальных затрат на реконструкцию, которая заключается в устройстве системы приготовления коллоидного раствора указанных параметров и легко устанавливается на существующей сети подачи связующего агента.
1 ° Способ получения гранул из рудосодержащих материалов, включающий смешивание увлажненного рудного порошкообрлзного концентрата и углеродсодержащего материала, грануляцию и доувлажнение, сушку и обжиг, отличающийся тем, что, с целью повышения качества гранул, смешивание, грануляцию и доувлажнение осуществляют одновременно, причем в качестве углеродсодержащего материала и увлажнителя используют
0,5-10,5Х-ный коллоидный раствор дисперсной сажи в количестве 4,045
6, З от массы концентрата в дисп ергированном состоянии.
2. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения качества гранул и утилизации отходов производства, в качестве коллоидного раствора дисперсной сажи используют .шлам-отходы производства черной туши.
5 1г078 >7 6
Пример, Исследовлние проводили с помощью норошкообраЗного железорудного концентрата (Ге
- 06 l4
62,88 о ), средний размер частиц которого составлял 0,074 мм, а удельная поверхность 1900 см /г.
Грануляцию осуществляю.и в лабораторном тарельчатом грануляторе диаметром 0,6 м, наклоненном под углом
45 к горизонту и совершающего о
12 об/мин, в течение 10 минут. Масса садки составляла 5 кг. Исходная влажность порошкообразного концентрата равнялась 5,0, для его доувлажнения использовали коллоидный раствор дисперсной сажи — шламовые отходы производства туши, содержание твердого наполнителя (дисперсной сажи — красителя) в которых составляет 0 5-10,5 . При этом количество коллоидного раствора, подаваемого на доувлажнение, изменяли в пределах 3,8-6,5Х, одновременно повышая содержание дисперсной сажи в растворе до 11Х.
Коллоидный раствор подавали с помощью сжатого воздуха в место загрузки рудного порошка на поверхнос- Ф о рм ул а из о б р е т е ни я ти тарели гранулятора. 30
После гранулирования гранулы кондиционных фракций (+5 мм) сушили в о .Ъ печи при 150 с в течение 10 мин и обжигали в электрической печи при
1200 С в среде кислорода.
В результате исследований определяли прочность сырых, сухих и обожженных гранул. Качество гранул также оценивали по величине общей пористости и равномерности ее распределения в структуре, для чего изготовляли шлифы обожженных гранул.
Экспериментальные данные представлены в таблице в сравнении с показателями, полученными по известной технологии.
Как видно из данных таблицы, подача на доувлажнение коллоидного раствора дисперсной сажи в количестве 4,0-6,3 . от массы концентрата с содержанием дисперсной фазы 0 510,5 позволяет повысить прочность влажных гранул на 3,3-23,3Х, сухих
1507827
Прочность гранул, кг/гран
Содержание дисперсной сажи в
Количество коллоОпыт
Общая порисСредний размер пор гранул, мкм обожженсырых сухих тость обожидного раствора, Х ных растворе, Ж женных гранул, Х
2,8 260
29,0
0,9
Составитель Л. Шашенков
Техред М.Ходанич Корректор Т.
Колб
Редактор Н. Киштулинец
Заказ 5521/31 Тираж 576 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и orêðûòèÿì
113.035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5 при ГКНТ СССР
Производственно-издательский комбинат Патент, г.ужгород, y!i. 1 агагина, вв 11
101
2
4
6
8
ll
12
13
14
16
l7
18 19
21
22
23
24
Прототип
3,8
4,0
5 0
6,3
6,5
3,8
4,0
5,0
6,3
6,5
3,8
4,0
5,0
6,3
6,5
3,8
4,0
5,0
6,3
6,5
3,8
4,0
5,0
6,3
6,5
0
0
0,5
0,5
0 5
0,5
0,5
5 0
5 0
5,0
5,0
5,0
10,5
10,5
l0,5
10,5
10,5
1l,0
11,0
11,0
11,0
11,0
0,88
0,9
0,9
0,89
0,87
0,87
0,93
0,93
0,91
0,89
0,85
0,95
0,99
0,98
0,9
0,71
0,96
1,11
0,95
0,89
0,68
0,80
0,82
0,9
0,91
2,80
2,8
2,8
2,78
2,75
2,79
2,86
2,85
2,83
2,80
2,71
2,89
2,92
2,9
2,8
2,0
2,87
2,91
2,8
2,7
2,0
2,2
2,3
2,8
2,78
258
259
258
258
268
262
258
271
279
261
273
238
251
251
246
29,0
29,0
29,0
29,3
29,5
26,1
26,1
26,3
26,4
26,5
26,8
26,9
27,0
27,0
27,0
27,7
28
29
29
29,5
29,1
29,2
29,4
29,6
29,7
62
63
61
58
57
57
57
57
57
56
53
57
59
59
