Способ окомкования железорудного материала для агломерации

 

Изобретение относится к окускованию железорудных материалов и может быть использовано при производстве железорудных окатышей. Целью изобретения является повышение качества сырых гранул. В качестве связующего при получении сырых окатышей из железорудного материала используется смесь, состоящая из бентонита и водорастворимых полимеров на основе полиакриламида и полисахарида, причем расход составляющих этой смеси составляет 4,54 кг/т и 0,001 - 0,3 мас.% соответственно. Водорастворимые полимеры используются при окомковании в виде сухого порошка или в виде эмульсии типа "вода в масле". Полимеры включают гомополимеры, сополимеры тройные и четвертные, могут быть анионными, амфотерными или неионными. Использование водорастворимых полимеров по изобретению для активации бентонита приводит к повышению содержания железа и снижению содержания двуокиси кремния в окатышах, а также к улучшению однородности гранулометрического состава сырых окатышей. 7 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„1556544 (51)5 С 22 В t 244

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4027642/23-02 (22) 21,05.86 (31) 736237; 773700 (32) 21.05.85; 09.09.85 (33) U (4б) 07,04,90. Бюл. 6 13 (71) Инион Карбид Корпорейшн (US) (72) Мейер Роберт Розен, Грегори

Джон Дорнстаудер и Лоренс Марлин (Ю) (53) 669.1:627 ° 788.36(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

h" 901313, кл. С 22 В 1/243, 1982. (54) СПОСОБ ОКОМКОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОРУДНОГО

МАТЕРИАЛА ДЛЯ АГЛОМЕРАЦИИ (57) Изобретение относится к окускованию железорудных материалов и может быть использовано при производстве железорудных окатышей. Целью изобретения является повышение качества сырых гранул. В качестве связующего при

Изобретение относится к области окускования железорудных материалов и может быть использовано при производстве железорудных окатышей.

Цель изобретения - повышение качества сырых гранул.

В качестве связующего при получении сырых окатышей из железорудного материала используется двухкомпонентная смесь, состоящая из бентонита в количестве до 4,54 кг на 1 т железорудного материала, и водорастворимых полимеров на основе полиакриламида и

2 получении сырых окатышей из железорудного материала используется смесь, состоящая из бентонита и водорастворимых полимеров на основе полиакриламида и полисахарида, причем расход составляющих этой смеси составляет

4,54 кг/т и 0,001-0,3 мас.r соответственно. Водорастворимые полимеры используются при окомковании в виде су" хого порошка или в виде эмульсии типа вода в масле. Полимеры включают гомополимеры, сополимеры тройные и четверные, могут быть анионными, ам; аотерными или неионными. Использование водорастворимых полимеров по изобретению для активации бентонита приводит к повышению содержания железа и снижению содержания двуокиси кремния в окатышах, а также к улучшению однородности гранулометрического состава сырых окатышей. 7 з.п. Ф-лы. полисахарида в количестве 0,001

0,3 мас.i от материала. Полимеры, пригодные для использования по предлагаемому изобретению, могут включать в себя водорастворимые гомополимеры, сополимеры,тройные и четверные сополимеры. Подходящие полимерымогут быть анионными,амфотерными или неионными.В изобретении могут использоваться синте- (ф тические и природные полимеры высокого или низкого молекулярных весов,характеризуемые своей характеристической вязко. стью. Другие пригодные полимеры, подходящие для связывания частиц железной руды, 1Я6544

R сн;с =о ин, Ц

-сн -сс=о

Р, -СН -С

Я+

35 (2) — С вЂ” О-Bg

45 (3)

-О-С-R

50 3

-CH>-C—

Р,с

R — СН вЂ” С

Я с-е включают в себя полисахариды из группы, включающей карбоксиметилцеллюлозу, гуаровую смолу, оксиэтилцеллюлозу и их смеси.

Полимеры, пригодные для использования в предлагаемом изобретении, должны обладать связующей активностью по отношению к частицам материала и быть способными использоваться в по крайней мере одной из систем нанесения. Системы нанесения представляют собой либо систему эмульсии типа вода в масле, либо систему сухого порошка, 15.

Связующие полимеры, пригодные для использования в изобретении, особенно пригодны в том случае, если они имеют высокий молекулярный вес. где К, R> и Ry независимо друг от.друга представляют собой водррод или метил, R< является ионом щелочного металла, таким как Иа или К, а R4 представляет собой один из следующих радикалов: (1) OR 53 где R является алкильной группой, содержащей от 4 до атомов углерода; где R6 является алкильной группой, содержащей до 8 атомов углерода;

Водорастворимые полимеры включают в себя, наряду с другими, полимеры на основе полиакриламида и те полимеры, которые пояимеризуют при добавлении виниловых или акриловых мономеров в раствор со свободным радикалом. Обычно такие полимеры имеют ионогенные функциональные группы, такие как карбокси-группа, сульфамидная группа, или четвертичная аниониевая группа, Подходящие полимеры могут быть получены из этиленненасыщенных иономеров, включающих в себя акриламид, акриловую кислоту и метакриламид. Могут быть также пригодны соли с щелочным металлом или -аммониевые соли.

Полимеры, предпочтительно используемые в данном изобретении, имеют следующую общую формулу: где R является либо метилом, либо этилом; (4) фенил; (5) замещенный фенил; (6) -CN или (7) 1

N где а равно 5 - 90, предпочтительно

30-601, Ь равно предпочтительно 30604 с равно 0,1-20 при условии, что а + Ь + с равно 1004, à d равно целому положительному числу )000

500000.

В некоторых случаях алкокси- или ацилокси-группы в полимере могут быть частично гидролизованы до соответствующей спиртовой группы с получением четверного сополимера следующей общей формулы:

1556544 6 еделены Равно 1001, à d является целым положи-ОК в тельным числом и равно 1000"500000

Предпочтительные тройные сополиме" ры имеют следующую формулу:

5 с равно 0,2-20/, а е равно от 0,1-20, Предпочтительные сополимеры имеют следующую формулу:

Н !

Н вЂ” С—

C=0

Н 2

8

СН вЂ” С—

2 I

C=O

I мн, Bii

CH -С

К

15 где R<+ представляет собой ион щелочного металла, такой как Иа или К равно:5 — 90, предпочтительно

30-60, g равно 5-90, предпочтитель" но 30-60 при условии, что f + g

Н

CH — С— г 1

С вЂ” 0

I 1З

-CH — С— г

О

С=О

1 ч

-CH — С г

NH

h-e где К, R, Кь, Кт, f, g, h, d и е определейы выше.

Другие водорастворимые полимеры, пригодные для использования в данном изобретении, включают в себя полиме; ры, полученные гомополимеризацией и сополимеризацией с регулярным чередо- 40 ванием звеньев следующих водорастворимых мономеров: акриловой и метакриловой кислот; солей акриловой и метакриловой кислот следующей формулы:

45 где Rii является атомом водорода или метилом, à R p представляет собой атом водорода, атом щелочного металла (например, натрия, калия), аммониевую группу, органоаммониевую группу формулы IR

Rä, К<< независимо друг от друга

55 представляют собой атом водорода или алкильную группу, имеющую 1-18 атомов углерода (при этом может оказаться необходимым уменьшить длину и количест5 где К, К, К, à, b u d onp выше, а d представляет собой или

О

П вЂ” Π— С вЂ” B

7 где К и R определены выше, где R < представляет собой Иа или К, Кт является метилом, этилом или бутилом и f равно 5-90, предпочтительно 30-60.":, g равно 5-90, предпочтительно 30-603, h равно 0,2-204, при условии, что f + g + h равно 1003, а d определено выше.

Предпочтительные четверные сополи" меры имеют следующую формулу:

Вп длинноцепочечных алкильных групп для достижения водорастворимости мономера, например, 1-3 атома углерода), арильную группу, такую как бензильная группа, или оксиалкильную группу,, имеющую 1-3 атома углерода, такую как триэтаноламин, или их смеси; акрил" амида и метакриламида и их производ-. ных, включая акриламидные и метакриламидные мономеры следующей формулы:

BQ OIi BiÚ

CH =С вЂ” С-

1 где К предста вляет собой атом водорода или метильную группу; где Riy является атомом водорода, метильной группой или этильной группой; где

R представляет собой атом водорода, метильную группу, этильную группу или

-К< -$0 Х, где Rq< является двухва" лентной алкиленовой, фениленовой или циклоалкиленовой углеводородной груп" пой, имеющей 1-13 атомов углерода, предпочтительно алкиленовой группой, 7 1556544 имеющей 2-8 атомов углерода, циклоалкиленовой группой, имеющей 6-8 атомов углерода или фениленовой группой, наиболее предпочтительно:

RI20

СН;-С- 2

5 где R > является атомом водорода или метильной группой, а представляет собой

10 или

X является одновалентным катионом, таким как атом водорода, атом щелочного металла (например, натрия или калия), аммониевой группой органоаммониевой группои формулы j К р !! К (р I К щ! NH+

20 где R 7, R(>, R<> независимо друг от друга представляют собой атом водорода, алкильную группу, имеющую

l-18 атомов углерода (может оказаться необходимым уменьшить число и дли- 25 ну длинноцепочечных алкильных групп для достижения водорастворимости мономера, например, 1-3 атома углерода), арильную группу, такую как фенильная или бензильная группа, либо оксиальную группу, имеющую 1-3 атома углерода, такую как триэтаноламин, или их смеси: и т.п. Конкретными примерами водорастворимых мономеров, которые могут быть гомополимеризованы или сополимеризованы и пригодны для использо- З5 вания в способе по предлагаемому изобретению являются акриламидные и акриламидные и метакриламидные сульфокислоты и сульфонаты, такие как 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислота (обозначается как AMPS), натриевая соль AMPS аммониевая соль AMPS, органоаммониевая соль AMPS. Эти поли-, меры могут служить как эффективные связующие агенты для концентратов минеральной руды при приблизительно таких же концентрациях или связывающих количествах, как полимерные связующие на основе полиакриламида.

Эти водорастворимые мономеры могут быть сополимеризованы с меньшим количеством (например, менее чем приблизительном 20 мол.4, предпочтительно менее чем приблизительно 10 мол.3 от общего количества введенных в реакцию 5 мономеров) одного или больше гидрофоб ного винилового мономера. Например, с виниловыми мономерами формулы

С СН,,-СН,,-СН,СН,, - )С1НЗ

-Сн(СН,) -СНд-, C— !

СН3

О !!

-О-С вЂ” R

22 атом галогена (например, хлор)

,-о-в„-< -в „

С О RZ5,,где R „- является алкильII

О., ной группой, арильной группой или арилалкильной группой, имеющей 1-18 атомов углерода, где К представляет собой алкильную группу, имеющую

1-8 атомов углерода, Rg является алкильной группой, имеющей 1-6 атомов углерода, предпочтительно 2-4 атома углерода, Rqg представляет собой атом водорода, метильную группу, этильную группу или атом галогена (например, хлор), предпочтительно атом водорода или.метильную группу, при условии, что Rgq предпочтительно является атомом водорода, если R представляет собой алкильную группу. Конкретными примерами подходящих сополимеризуемых гидрофобных виниловых мономеров являются алкиловые эфиры акриловой и метакриловой кислот, такие как метилакрилат, метилметакрилат, этилкрилат, этилметакрилат, бутилакрилат, изобутилакрилат, додецилакрилат, 2-этилгексилакрилат и т,д., виниловые эфиры, такие как винилацетата, винилпропионат, винилбутират и т.д., ви-! нилбензолы, такие как стирол, альфаметилстирол, винилтолуол, простые виниловые эфиры, акие как пропилвиниловый эфир, бутилвиниловый эфир, изобутилвиниловый эфир, метилвинилоаый эфир, этилвиниловый эфир и пр.; винилгалоиды, такие как винилхлорид, винилиденхлорид и пр. и т.п.

Предпочтительными водорастворимыми мономерами этих.водорастворимых полимеров являются акриламид, AMPS u натриевая соль АИРО, акрилат натрия и акрилат аммония ° Предпочтительные гидрофобные мономеры представляют собои инилацетат, этилакрилат, стирол и метилметакрилат.

1556544

Используемые в предлагаемом изоб" ретении эмульсии получают любым удобным способом.

Преимущество использования эмуль< сии типа вода в масле при получении гранул состоит в том, что количество воды, добавленное к концентрату железной руды, значительно снижается по сравнению с количеством воды, требуе- 10 мым при нанесении полимеров из водных растворов, и это приводит к экономии энергии при обжиге гранул. Кроме того, гидрофобная жидкость или масло в инвертированной системе эмуль-15 сии воды в масле расходуется при обжиге. Выгорание капель масла из внут" ренних зон гранул повышает пористость гранул, Считается, что это повышение пористости улучшает удаление водяного пара из гранул и снижает вероятность термоудара при обжиге гранул.

Другое преимущество, достигаемое при использовании системы эмульсии воды в масле для внесения полимерно- 25 го связующего в концентрат железной руды при окомковании, заключается в снижении продолжительности контакта, требуемой для достаточного смешения полимерного связующего с концентратом 0 железной руды. Требуется лишь такое время контакта после обрызгивания эмульсией полимера концентрата железной руды, которое достаточно для активации полимера на поверхности концентрата железной руды. Продолжитель35 ность может варьироваться в зависимости от используемой эмульсионной системы и концентрации полимерного связующего в эмульсионной системе, а также 40 от общего количества полимерного связующего, разбрызганного на концентрат железной руды. В подходящих вариантах предлагаемого изобретения время, достаточное для проникновения полимер-45 ной связующей системы в;концентрат железной руды, достигается при опрыскивании эмульсией воды в масле концентрата железной руды, где сразу после этого концентрат подают в гранулировочный барабан.

Нанесение эмульсии воды в масле на обрабатываемый концентрат железной руды может проводиться нанесением эмульсии на концентрат железной руды с помощью любой общепринятой разбрызгивающей аппаратуры. Бентонит рассыпают из вибрационного бункера или другого диспергирующего средства на концентрат железной руды и эту композицию конвейером направляют в гранулировочный барабан.

Предлагаемое изобретение включает также нанесение систем полимерных связующих на концентрат железной руды в виде сухих порошков, В этих вариантах сухие порошкообразные полимеры смешиваются вместе с порошкообразной глиной или добавляются отдельно, Порошкообразная композиция рассыпается на концентрат железной руды по мере движения концентрата на конвейере по направлению к гранулировочному барабану. Вибрация конвейерных устройств и действие гранулировочного барабана смешивают порошки с концентратом железной руды. После достаточного времени контакта с влагой концентрата железной руды полимеры адсорбируются на поверхность концентрата. Пригодное время контакта может быть практически мгновенным, но часто равно прибли" зительно от 1 мин до 3 ч и более.

Дальнейшее смешение происходит при перемешивании в гранулировочном барабане. Вариант предлагаемого изобретения с использованием сухого порошкообразного полимера исключает необходимость использования оборудования для разбрызгивания эмульсии.

Использование предлагаемого способа приводит к повышению качества получаемых окатышей." увеличению содержания железа и снижению содержания дву" окиси кремния в окатышах, повышению прочности сырых окатышей и улучшению однородности их гранулометрического состава. формула изобретения

1. Способ окомкования железорудно" го материала для агломерации, включающий смешивание этого материала с двухкомпонентным связующим, состоящим из бентонита и водорастворимых полимеров на основе полиакриламида и полисахарида, окомкование смеси с получением сырых гранул и их упрочняющий обжиг, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сырых гранул> полимеры в количестве 0,001

0,3 мас. от железорудного материала наносят на материал в виде сухого порошка или в виде эмульсии типа вода в масле, при этом расход бентонита

11 1556544 составляет до 4,54 кг на 1 т железорудного материала.

B сн;сI

С=О

NHg р

-СН -C

R+

2 где R »R и" 3

- водород или метил

- ион щелочного метал- !5 ла (Ма + или К+);

- один из следующих радикалов: -OR3;, где

R g - алкильная группа, имеющая до 5 ато- 20 мов углерода;

-С-0-Bg где Кь - алкильная группа, имеющая до 8 атомов углерода;

3. Способпо.п. 2, отличаю шийся тем, что полимеры являются

ЗО четвертными сополимерами общей формулы

0!!

-0-С-Я

7 3J

-СН;С1

-СН -С

R с-е

II где к4- — 011 в или 0 С R с 0,2-204, а е = 0,1-20 . . 4. Способ по и. 2, о т л и ч а юшийся тем, что полимеры состоят из мономерных звеньев акриламида, акрилата натрия, винилацетата и их смесей.

Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что полимеры состоят из маномерных звеньев акриламида и метакриламида и их производных формулы

55! II 8Ó

Р О

CH2=С вЂ” С->

2 В15

B сн;с-!

C=0 !

NHg

81

-CH -С—

C--0

0

Я+

2. Способ по и ° 1, о т л и ч а юшийся тем, что полимеры имеют общую формулу где К - метил либо бутил, фенил заЭ мещенный фенил, -Сд или а = 5-90, предпочтительно 30-60ф;

Ь равно предпочтительно 30-604, . с = 0,1-20, при условии, что а + Ъ +

+ с = 100%, à d является целым числом, равным 1000"500000. где К„ - водород или метильная группа;

R<4 - водород, метильная или этильная группа;

R

6. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что полимеры являются полисахаридными полимерами.

7. Способ по и. 6, о т л и ч а юшийся тем,что полисахаридные полимеры выбраны из группы, включающей карбоксиметилцеллюлозу, гуаровую смолу, оксиэтилцеллюлозу и их смеси.

1556544

8. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве железорудного материала используют таконитовую руду °

Приоритет по пунктам:

21 05.85 по и. 1;

09.09,85 по пп. 2-8.

Составитель Л. Александров

Техред М.Ходанич Корректор А. Обручар

Редактор E. Папп

Заказ 567 Тираж 493 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101