Способ получения брикетов из дисперсных материалов
Изобретение относится к области металлургии, преимущественно цветных металлов. Способ включает смешивание металлсодержащих дисперсных материалов с торфяной массой с последующим прессованием. Торфяную массу перед смешиванием с металлсодержащими дисперсными материалами сушат или увлажняют до влажности 5-20% и измельчают до крупности 2-5 мм, обрабатывают водным раствором серного ангидрида при массовом расходе серного ангидрида к торфу 30-60% в течение 5-30 минут с постоянным перемешиванием. Изобретение позволит снизить потери металла на 5-10%, увеличить прочность брикетов. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.
Предлагаемое техническое решение относится к области металлургии, преимущественно цветных металлов, в частности к подготовке для дальнейшей металлургической переработки тонко измельченного минерального сырья, либо пылевидных отходов производства с получением дополнительного годного сырья.
Известен способ приготовления брикетов пылевидных и мелкофракционных отходов для дальнейшей металлургической переработки путем их смешивания со связующими веществами, например жидкого стекла и аморфной двуокиси кремния, последующей обработкой давлением и тепловой обработки шихты для придания твердости полученным брикетам (см., например, а.с. №939574, СССР по кл. С 22 В 1/24 за 1981 г.).
Недостатком известных способов является то, что связующие вещества отрицательно влияют на процесс плавки, металл не полностью извлекается из брикетов, его значительная часть переходит в оксиды и теряется вместе со шлаками, а футеровка плавильных агрегатов ускоренно изнашивается.
Так же известен способ изготовления брикетов, включающий смешивание дисперсного материала, например пыли с торфом, и последующую обработку давлением или же сушкой в вакуумных печах (Александров Б.М., Гревцев Н.В. и др. Технология производства композиционных брикетов на основе торфа. Издание вузов, горный журнал, №11-12 за 1997 г., стр.255-258, а так же а.с. №757601, СССР по кл. С 22 В 1/243 за 1978 г.). В известном способе смесь брикетировали экструзией и последующей сушкой. В результате промышленных испытаний пылевынос из шахтной печи был уменьшен до 0,5% при увеличении меди в штейн до 92,1%.
Недостатком данного способа приготовления брикетов является низкая прочность брикетов, сложность процесса их тепловой обработки, большие затраты труда на дополнительных операциях, что в конечном итоге снижает производительность процесса брикетирования.
Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение производительности процесса брикетирования и увеличение прочности брикетов.
Решение указанной технической задачи достигается тем, что в предлагаемом способе брикетирования дисперсных металлсодержащих материалов, включающем смешивание дисперсных материалов с торфяной массой, торфяную массу перед смешиванием с дисперсными материалами сушат или увлажняют до влажности 5-20%, затем измельчают до крупности 2-5 мм, затем обрабатывают водным раствором серного ангидрида при массовом расходе серного ангидрида к торфу 30-60% в течение 5-30 мин с постоянным перемешиванием.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.
Измельченную торфяную массу обрабатывают водным раствором серного ангидрида, что позволяет получить цементирующий материал, который придает полученным брикетам прочность и не разрушается при транспортировке. Только под воздействием высокой температуры внутри шахтной печи, непосредственно в процессе плавки происходит медленное сгорание торфа и плавления металла. Промышленные испытания подтвердили предлагаемого способа и почти полностью исключили потери металла при шахтной плавке пылевидных материалов.
Пример. Промышленные испытания производства брикетов с использованием флотационного медного концентрата влажностью 6,4% и торфяной массы влажностью 15%. Приготовление брикетов производилось в следующей последовательности. Торфяную массу измельчали до требуемой крупности подсушивали или увлажняли ее до 5-20%. К полученной торфяной массе добавляли водный раствор серного ангидрида до необходимого массового соотношения SO3/торф и перемешивали до получения однородного состояния. После получения однородной массы к ней добавляли медный концентрат и перемешивали до получения однородного состояния. Полученную смесь прессовали на валковом прессе при удельном давлении до 58,8 МПа (600 кг/см2). Полученные данным способом брикеты подвергали промышленным испытаниям на прочность по известным методикам. Результаты испытаний приведены в таблице.
Результаты испытаний брикетов медного концентрата с торфом.
| Номер опыта | Свойства торфяной массы | Обработка водным раствором серного ангидрида | Прочность брикета, кг/см2 | ||
| Влажность, % | Крупность, мм | SO3/торф, % | Продолжит., мин | ||
| 1 | 2 | -3 | 50 | 10 | 18,0 |
| 2 | 5 | -3 | 50 | 10 | 27,5 |
| 3 | 15 | -3 | 50 | 10 | 30,4 |
| 4 | 20 | -3 | 50 | 10 | 29,7 |
| 5 | 25 | -3 | 50 | 10 | 22,1 |
| 6 | 15 | -1 | 50 | 10 | 24,6 |
| 7 | 15 | -2 | 50 | 10 | 29,4 |
| 8 | 15 | -3 | 50 | 10 | 30,4 |
| 9 | 15 | -5 | 50 | 10 | 32,8 |
| 10 | 15 | -8 | 50 | 10 | 33,1 |
| 11 | 15 | -3 | 15 | 10 | 16,3 |
| 12 | 15 | -3 | 25 | 10 | 25,5 |
| 13 | 15 | -3 | 50 | 10 | 30,4 |
| 14 | 15 | -3 | 60 | 10 | 31,8 |
| 15 | 15 | -3 | 70 | 10 | 28,5 |
| 16 | 15 | -3 | 50 | 2 | 14,3 |
| 17 | 15 | -3 | 50 | 5 | 21,7 |
| 18 | 15 | -3 | 50 | 15 | 30,4 |
| 19 | 15 | -3 | 50 | 30 | 31,5 |
| 20 | 15 | -3 | 50 | 40 | 31,5 |
При проведении промышленных испытаниях установлено, что производство брикетов возможно на высокопроизводительных валковых прессах и не требует тепловой обработки брикетов перед плавкой.
Технико-экономический эффект предлагаемого изобретения заключается в сокращении безвозвратных потерь металлсодержащих пылевых и дисперсных материалов в процессе его переработки в шахтных печах с дутьем и частичной замене кокса на торф, который одновременно является и связующим элементом при производстве брикетов.
Использование предлагаемого изобретения позволит снизить потери металла на 5-10%, снизить расход топлива на 10% и увеличить стойкость огнеупорной футеровки печей на 10-30% по сравнению с известными способами аналогичного назначения.
1. Способ получения брикетов из металлсодержащих дисперсных материалов, включающий смешивание металлсодержащих дисперсных материалов с торфяной массой с последующим прессованием, отличающийся тем, что торфяную массу перед смешиванием с металлсодержащими дисперсными материалами дополнительно обрабатывают водным раствором серного ангидрида.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку торфяной массы водным раствором серного ангидрида проводят при массовом расходе серного ангидрида к торфу 30-60%.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку торфяной массы водным раствором серного ангидрида осуществляют в течение 5-30 мин с постоянным перемешиванием.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что торфяную массу перед обрабатыванием водным раствором серного ангидрида сушат или увлажняют до влажности 5-20%.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что торфяную массу перед обрабатыванием водным раствором серного ангидрида измельчают до крупности 2-5 мм.
