Способ окускования фосфатного сырья

 

Изобретение относится к технологии окускования фосфатного сырья для подготовки его к переработке на фосфор электротермическим методом. Целью изобретения является повышение прочности и выхода окатышей при переработке фосфатно-ниобиевого сырья. Способ заключается в окатывании сырья с содержанием фракции минус 0,074 мм 81-95%, сушке окатышей, термообработке при 420-500° С в течение 4-16 мин с последующим обжигом. 1 табл.

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5))s С 01 В 25/01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4794844/26 (22) 26.02.90 (46) 07.03.92. Бюл, N 9 (71) Институт металлургий обогащения

АН КазССР (72) В.Н,Мостовой, А.M.ÊóíçåB, 1О.И.Сухарников, А,В.Кирпичников, С.Н.Кузьмин, Б.л.левинтов, Ж.А.Алыбаев, В.И.Жучков и В,В,Кашин (53) 66 1 ..631(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1006371, кл. С 01 В 25/01, 1983, Изобретение относится к подготовке фосфатного сырья к восстановительной плавке, в частности к получению окатышей из фосфатно-ниобиевого сырья.

Особенностью фосфатно-ниобиевого сырья, например руды, шламов обогащения, является присутствие в нем глинистых минералов и высокое содержание окисленного железа, представленного в виде гетита и гидрогетита, в состав которых входит значительное количество химически связанной воды. Поэтому получение окатышей из фосфатно-ниобиевого сырья по принятой для фосфатного сырья технологии дает низкие результаты как по прочности обожженных окатышей, так и по выходу годного продукта.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ окускования фосфатного сырья, включающий

его окатывание при содержании а исходном сырьв фракции минус 0;074 мм 60-70 мас,7;, сушку окатышей в три стадии при подаче теплоносителя на первой и третьей стадиях

„,,5U„„1717537 А1 (54) СПОСОБ ОКУСКОВАНИЯ ФОСФАТНОГО СЫРЬЯ (57) Изобретение относится к технологии окускования фосфатного сырья для подготовки его к переработке на фосфор электротермическим методом. Целью изобретения является повышение прочности и выхода окатышей при переработке фосфатно-ниобиевого сырья. Способ заключается а окатывании сырья с содержанием фракции минус

0,074 мм 81 — 957,, сушке окатышей, термообработке при 420-500 С в течение 4-16 мин с последующим обжигом. 1 табл. сверху вниз, а на второй снизу вверх со скоростью фильтрации по стадиям 0,3-0,5:

1,45-1,55; 1,3 — 1,4 нм /м сек а течение

1-2, 13 — 14 и 3-4 мин соответственно и температурах по стадиям 180-200; 200-220;

200-220 С, Недостатком данного способа при получении окатышей из фосфатно-ниобиевого сырья является невозможность удаления химически связанной воды при данной температуре сушки, вследствие чего она будет интенсивно выделяться на стадии обжига.

Зтол приводит к образованию микротрещин в окатышах, разрушению части их. Учитывая, что при использовании данного способа фосфатно-ниобиевое сырье будет подаваться на окатывание с низким содержанием фракции минус 0,074 мм, получаемые окатыши будут иметь низкую прочность, Уменьшится также выход годного продукта.

Целью изобретения является повышение прочности окатышей и их выхода при переработке фосфатно-ниобиеаого сырья.

1717537

Подача фосфатно-ниобиевого сырья на окатывание с содержанием фракции минус

0,074 мм 81 — 95 мас. /, обусловлена необходимостью получения структуры окатышей, позволяющей свободно удалять иэ них химически связанную воду без снижения прочности окатышей. При содержании данной фракции более 95мас.7 за счет присутствия в сырье глинистых минералов, представленных актинолитом и монтмориллонитом, в структуре окатышей образуются сплошные зоны, труднопроницаемые для воды и водяного пара. Вследствие чего при термообработке в окатышах образуются микротрещины, что снижает прочность окатышей и выход годного продукта. При содержании фракции минус 0,074 мм менее

81 мас. Д окатыши из фосфатно-ниобиевого сырья получаются рыхлыми, не происходит достаточного уплотнения их структуры при окатывании, что снижает их прочность в сыром, а затем и в обожженном состоянии.

Для получения окатышей используют сырье, представленное в виде смеси шламов обогащения фосфатно-ниобиевой руды и непосредственно руды.

Содержание фракции минус 0,074 мм в фосфатно-ниобиевых шлама х составляет

>99 мас, >, и не может быть уменьшено в процессе обогащения, так как это будет свя.зано с снижением выхода основного целевого продукта — ниобиевого концентрата.

Однако данный фракционный состав не является оптимальным для получения окатышей.

Чтобы довести . содержание фракции минус 0,074 мм в фосфатно-ниобиевом сырье до 81-95 мас. /, к шламам добавляют зернистую фракцию фосфатно-ниобиевой руды. Сушку окатышей из фосфатно-ниобиевого сырья для удаления воды физико-механической формы связи проводят при

300 С (с учетом того, что температура "шока" для них составляет 320-340 С). Проведение термообработки при 420-500 С в течение 4-16 мин перед обжигом необходимо с целью удаления из шламов химически связанной воды.

При проведении термообработки при температуре менее 420 С не происходит полного удалеиия химически связанной воды из гетита и гидрогетита. а при температуре более 500 С она выделяется с высокой интенсивностью, что приводит к появлению микротрещин в окатышах, а значит к снижению их прочности в обожженом состоянии и выхода годного продукта.

Продолжительность термообработки 416 мин обусловлена тем, что при меньшем времени процесс удаления химически связанной воды не успевает пройти до конца даже при максимально допустимой температуре 500 С, а увеличение времени не целесообразно вследствие того, что к 17

5 минуте химически связанная вода удаляется практически полностью и при минимально необходимой температуре 420 С.

Таким образом, именно совместное сочетание предлагаемых фракционного со10 става фосфатно-ниобиевого сырья перед окатыванием и режима термообработки окатышей перед обжигом позволяет удалить химически связанную воду беэ нарушения структуры окатышей, повысить

15 прочность окатышей и выход годного продукта. Кроме того, предлагаемый способ позволяет вовлечь в переработку новый вид фосфатного сырья, Переработка данного сырья дает меньший выход желтого фосфо20 ра по сравнению с традиционным иэ-за повышенного содержания в нем оксидов железа. Однако зто уменьшение с избытком перекрывается получением нового целевого продукта — ниобийсодержащего феррофос25 фора.

Для получения окатышей во всех опытах испольэовали фосфатно-ниобиевый шлам с содержанием фракции минус

30 0,074 мм 99,27,, содержащий, мас,7;: РгОь

20,5; Nb20v 0,98; Я!02 14,8; СаО 25,4; М90

3,8; А! Оэ 5,4;т Feou 11,9 (16,9 Д Ее Оэ), Мп0

1,1; п.п.п. 8,3; примеси 2,72.

Для корректировки фракционного со35 става фосфатно-ниобиевого сырья перед подачей его на окатывание использовали зернистые фракции фосфатно-ниобиевой руды крупностью 0,14 — 0,074 мм для опыта (по известному способу) и крупностью

40 0,315 — 0,074 мм для опытов того же химического состава по предлагаемому способу.

Смешивание шлама и зернистой фракции руды производили в барабанном смесителе, окатывание на тарельчатом

45 грануляторе диаметром 1,0 м. Сушку, термообработку и обжиг окатышей осуществляли на чашевой обжиговой установке, позволяющей контролировать температуру и скорость фильтрации теплоносителя, Прочность

50 обожженых окатышей и выход годного продукта определяли по стандартным методикам.

Пример 1 (по прототипу). 10,5 кг

55 Шлама смешивают с 4,5 кг зернистой фракции руды, Полученные 15,0 кг фосфатно-ниобиевого шлама с содержанием фракции минус 0,074 мм 69,5 мас.$ оoк а тT ы в а ю тT, полученные окатыши обрабатывают в следующем режиме:

1717537 ти- Результаты опытов свидетельствуют, что именно сочетание предлагаемых парасушка при 190 С в течение 1,5 мин при подаче теплоносителя сверху вниз; сушка при 210 С в течение 14 мин при подаче теплоносителя снизу вверх; сушка при 210 С в течение 4 мин при подаче теплоносителя сверху вниз; обжиг при 1100 С в течение 20 мин, Обжигокатышей проводили при температуре, меньшей по сравнению с предлагаемой в прототипе, так как при температуре обжига выше 1100 С происходит спекание и оплавление фосфатно-ниобиевых окатышей, После обжига получают 13,7 кг окатыщей. Прочность окатышей составила

110 кг/ок, выход годного продукта 85/.

Пример 2. 14,36 кг Шлама смешивают с 0,64 кг зернистой фракции руды. Полученные 15,0 кг фосфатно-ниобиевого шлама с содержанием фракции минус 0,074 мм

95 мас. окатывают, полученные окатыши обрабатывают в следующем режиме: сушка при 300 С в течение 20 мин; термообрэботка при 420 С в течение

16 мин; обжиг при 1100 С в течение 20 мин.

После обжига получают 13,7 кг окатышей. Прочность окатышей составила

140 кг/ок, выход годного продукта 89,5 .

Пример 3. I3 3 кг Шлама смешивают с 1,7 кг зернистой фракции руды. Полученные15,0 кг фосфатно-ниобиевого шлама с содержанием фракции минус 0,074 мм

88 мас.o окатывают, полученные окатыши обрабатывают в следующем режиме: сушка при 300 С в течение 20 мин; термообработка при 460 С в течение 10 мин; обжиг при 1100" С в течение 20 мин.

После обжига получают 13,7 кг окатышей.

Прочность окатышей составила 140 кг/ок, выход годного продукта 90% (по прототипу

110 кг/ок и 85/ соответственно).

Пример 4. 12,25 кг Шлама смешивают с 2,75 кг зернистой фракции руды. Полученные 15,0 кг фосфатно-ниобиевого шлама с содержанием фракции минус 0,074 мм 81 мас.0 окатывают, полученные окатыши обрабатывают в следующем режиме; сушка при 300 С в течение 20 мин, термообработка при 500 С в течение 4 мин обжиг при 1100 С в течение 20 мин, После обжига получают 13,7 кг окатышей.

Прочность окатышей составила 135 кг/ок, выход годного продукта 89 (по прото пу 110 кг/ок и 85 / соответственно).

Пример 5 (запредельные значения).

14,51 кг шлама смешивают с 0,49 кг зернистой фракции руды. Полученные 15,0 кг фосфатно-ниобиевого шлама с содержанием

5 фракции минус 0,074 мм 96 мас. окатывают, полученные окатыши обрабатывают в следующем режиме: сушка при 300 С в течение 20 мин; термообработка при 400 С в течение

10 18 мин; обжиг при 1100 С в течение 20 мин.

После обжитга получают 13.7 кгокатышей.

Прочность окатышей составила 110 кгlок, выход годного продукта 85,5%.

15 Пример 6. 11,95 кг шлама смешивают с 3,05 кг зернистой фракции руды. Полученные 15,0 кг фосфатно-ниобиевого шлама с содержанием фракции минус 0,074 мм 79 мас.% окатывают, полученные окатыши об20 рабатывают в следующем режиме: сушка при 300 С в течение 20 мин; термообработка при 510 С в течение 3 мин; обжиг при 1100 С в течение 20 мин.

25 После обжига получают 13,7 кг окатышей, Прочность окатышей составила 115 кг/ок, выход годного продукта 85,5 .

Пример 7, 14,67 кг Шлама смешивают с 0,33 кг зернистой фракции руды. Получен30 ные 15,0 кг фосфатно-ниобиевого шлама с содержанием фракции минус 0,074 мм

95 мас, окатывают, полученные окатыши обрабатывают в следующем .режиме; сушка при 300 С в течение 20 мин;

35 термообработка при420 С втечение16 мин; обжиг при 1100 С в течение 20 мин.

После обжига получают 13,7 кг окатышей.

Прочность окатышей составила 1 15

40 кг/ок, выход годного продукта 86,0%.

Пример S. 12,25 кг Шлама смешивают с 2,75 кг зернистой фракции руды. Полученные 15,0 кг фосфатно-ниобиевого шлама с

45 содержанием фракции минус 0,074 мм 81 мас. окатывают, полученные окатыши обрабатывают в следующем режиме: сушка при 300 С в течение 20 мин; термообработка при 520 С в течение 4

50 мин; обжиг при 1100 С в течение 20 мин.

После обжига получают 13,7 кг окатышей.

Прочность окатышей составила 110 кг/ок, выход годного продукта 85 .

55 Для удобства сравнения основные результаты, полученные в опытах по примерам 1 — 8, сведены в таблицу.

1717537

Таким образом, предлагаемый способ позволяет при переработке фосфатно-ниобиевого сырья повысить прочность обожСоставитель 8.Мостовой

Техред М. Моргентал Корректор Н,Ревская

Редактор M,ßíêîâè÷

Заказ 848 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Прои««одетое нно издательский «омби наг "Патент, г. Ужгород, та Гагарина, 101 метров по фракционному составу фосфатнониобиевого сырья перед окатыванием и режима термообработки окатышей перед обжигом позволяет получить положительный эффект (опыты 2-4). При выходе всех параметров за предельные значения (опыты

5-6) либо хотя бы одного из них(опыты 7-8) получаемые результаты находятся на уровне прототипа (опыт 1). женных окатышей до 135-140 кг/ок и выход годного продукта до 89-90 .

Формула изобретения

Способ окускования фосфатного сырья, 5 включающий его окатывание, сушку и обжиг окатышей, отличающийся тем,что,c целью повышения прочности окатышей и их выхода при переработке фосфатно-ниобиевого сырья, исходное сырье подают на

10 окатывание с содержанием фракции минус

0,074 мм 81-95 мас. и перед обжигом окатыши подвергают термообработке при 420500 С в течение 4-16 мин.