Связующее для производства окатышей

 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для получения железорудных окатышей. Целью изобретения является улучшение качества окатышей. Связующее включает смесь бентонита и присадки, причем в качестве присадки содержит мел при следующем соотношении ингредиентов, мас.% : бентонит 30 - 70; мел 70 - 30. 3 табл.

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для получения железорудных окатышей.

Цель изобретения - улучшение качества окатышей.

Применение мела в связующей композиции совместно с бентонитом обеспечивает свойства, позволяющие при сохранении связующей способности добавки существенно улучшить металлургические свойства окатышей. Обусловлено это тем, что щелочной бентонит обеспечивает в связующем материале диспергацию и развитие необходимого числа единичных контактов частиц, однако оптимальной прочности эти контакты достигают лишь при определенном содержании в обменном комплексе бентонита щелочноземельных катионов.

Применение щелочноземельных разновидностей бентонитовых глин приводит к разубоживанию окатышей по содержанию железа, так как любой глинистый материал содержит значительное количество шлакообразующих компонентов.

Высокая дисперсность мела, его кальциевый состав делает возможным в умеренно щелочной среде, создаваемой бентонитом, катионный обмен, при котором часть катионов кальция мела замещает часть ионов натрия бентонита, обеспечивая тем самым оптимальный катионный состав. При этом дисперсный мел дополнительно диспергируется, что значительно повышает количество единичных контактов частиц связующего и увеличивает их прочность.

Примеры осуществления.

Были подготовлены композиционные связующие с различным соотношением бентонита и мела, а также испытаны отдельно взятые компоненты в сопоставлении с прототипом. Химический состав компонентов приведен в табл. 1. Полученные смеси использовали для получения железорудных окатышей. В шихте применяли железорудный концентрат со следующими характеристиками: содержание Fe_общ 68,47%; Н₂O 10,25%; SiO₂ 4,81%; класс 0,044 мм - 94,75%; FeO 29,37%.

Компоненты смесей в комовом состоянии перемешивали в указанных пропорциях (табл. 2), затем сушили при 105^оС и измельчали до содержания более 90% фракции менее 0,074 мм. Полученный порошок дозировали в количестве 1,0% от веса концентрата. Шихту перемешивали и окомковывали на тарельчатом грануляторе. Полученные окатыши обжигали на фабрике окомкования на обжиговой машине ОК-306 в вертикальных пробниках при температурном режиме в соответствии с действующей технологической картой. Для обожженных окатышей определяли прочностные характеристики согласно действующим техническим требованиям и ГОСТам. Результаты экспериментов приведены в табл. 2.

В результате проведенных технологических испытаний установлено, что предлагаемая связующая смесь, состоящая из 30-70% бентонита и 70-30% мела обладает более высокой связующей способностью по сравнению с базовым вариантом (опыт N 1, табл. 2) и прототипом (опыт N 8, табл. 2). При изменении величины указанного соотношения мел-бентонит в комплексном связующем окатыши получаются с меньшими прочностными характеристиками как в сыром, так и в обожженном видах (опыты N 2, 5, 6).

Из табл. 2 следует, что связующая смесь с определенными соотношениями компонентов (опыты N 3, 4, 5) придает окатышам оптимальные прочностные характеристики, позволяющие получить окатыши с более высокими металлургическими характеристиками (холодной и барабанной прочностью, содержанием железа, основностью).

Улучшение металлургических свойств и прочности обожженных окатышей по сравнению с известными техническими решениями и базовым вариантом объясняется изменением физико-механических свойств связки. Диссоциация мела с образованием CaO и CO₂ интенсивно происходит при температуре выше 900^оС. К этому времени в процессе обжига основная часть магнетита в окатышах окисляется до Fe₂O₃. При более высоких температурах (900-1100^оС) в окислительной атмосфере начинается реакция между Fe₂O₃ и CaO с образованием ферритов кальция. Дальнейшее увеличение температуры способствует образованию расплава из этих компонентов и жидкостных мостиков в местах контактов частиц гематита, что способствует уплотнению упаковки зерен в объеме окатыша и, как следствие, упрочнению окатышей.

Изменение металлургических свойств окатышей подтверждается испытаниями горячей прочности окатышей, прочности при восстановлении и степени металлизации на Оскольском электрометаллургическом комбинате по технологии "Мидрекс".

Сравнительный анализ окатышей, изготовленных с применением связующей композиции, согласно способа проводили с окатышами, произведенными на ЛГОКе по существующей технологии, т.е. 1,0% бентонита, и окатышами ОЭМК, специально изготовляемыми из дообогащенного концентрата для металлизации. Средние значения результатов четырех параллельных опытов приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, опытные окатыши по всем показателям превышают даже металлизованные окатыши ОЭМК.

Использование изобретения позволит повысить качество железорудных окатышей за счет оптимизации физико-химических свойств связующей смеси; снизить разубоживающее влияние связующей добавки за счет применения мела, при температурной обработке которого 40% по массе уделяется в виде СO₂; применить в качестве связующего ранее не используемые вскрышные породы железорудных месторождений; создать резервные сырьевые базы связующих добавок на основе местных недефицитных и дешевых материалов.

Формула изобретения

СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ОКАТЫШЕЙ, включающее смесь бентонита и присадки, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества окатышей, смесь содержит в качестве присадки мел при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Бентонит 30 - 70 Мел 70 - 30

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2