Способ окускования измельченных продуктов


 


Владельцы патента RU 2490339:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет Имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU)

Изобретение относится к металлургии, к брикетированию концентратов перед плавкой. Для увеличения прочности брикетов, сокращения затрат и упрощения технологии концентрат с влажностью до 20% смешивают с комбинированным связующим, содержащим негашеную известь и лигносульфонат в соотношении 1÷5:1, а сушку брикетов производят с использованием СВЧ-энергии в течение 1-5 минут. 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии и строительного материаловедения, в частности окускованию измельченных продуктов и может быть использовано при получении гранул и брикетов из смеси концентратов черных и цветных металлов и флюсов перед плавкой.

Для уменьшения пылевыноса при плавке порошкообразного металлургического сырья, особенно в печах шахтного типа, проводят его укрупнение - грануляцию и брикетирование. Полученные гранулы и брикеты должны быть достаточно прочными, не разрушаться при дальнейшей переработке, а слой такого материала обладать необходимой газопроницаемостью. Шихта для скатывания должна быть определенной влажности (6-12%), а для получения более прочных окатышей в шихту вводят связующие (сульфит-целлюлозный щелок, известь, жидкое стекло, лигносульфонат, патоку и пр.). При брикетировании рудных материалов, например сульфидных медных концентратов в шихту вводят известь - пушонку, трепел, лигносульфонат. Для упрочнения брикеты пропаривают в автоклавах при температуре 175 С в течение 5-6 часов. (Процессы и аппараты цветной металлургии. С.С. Набойченко и др., Екатеринбург 1997). Наиболее прочные брикеты получают при использовании в качестве связующего лигносульфонатов. Основным недостатком известных способов является недостаточная прочность брикетов и повышенные затраты на брикетирование, в частности на весьма дорогой лигносульфонат, на пропарку и сушку.

Наиболее близким по технической сути является способ брикетирования флотационных концентратов, включающий перемешивание концентратов с комбинированным связующим, включающим патоку, негашеную известь и воду, которые предварительно смешивают в течение 1-5 минут при весовом соотношении 0,8-1,2:1:0,2. Влажность исходного концентрата должна быть до 12%, а количество связующего 2-6% от массы концентрата (патент РФ №2268314, 20.01.2006).

Комбинированное связующее на основе патоки и извести позволяет получить брикеты высокой влагостойкости и прочности. Вместе с тем, относительно высокая стоимость патоки ограничивает ее применение, а восстановительный характер этого связующего нежелателен для плавки сульфидных концентратов. Технология брикетирования, включающая несколько стадий, весьма длительна, также может быть упрощена.

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков и на обеспечение технического результата - повышение прочности брикетов, а также упрощение и удешевление технологии.

Указанный технический результат достигается при использовании способа окускования флотационных концентратов черных и цветных металлов перед плавкой, в котором на перемешивание подают сухое комбинированное связующее и концентрат с влажностью до 20%, при этом комбинированное связующее содержит негашеную известь и лигносульфонат в соотношении 1÷5:1, а сушку брикетов производят с использованием СВЧ-энергии в течение 1-5 минут.

Изобретение имеет три отличительные особенности.

1. Неизбежными стадиями получения сульфидных концентратов являются собственно флотация, сгущение, фильтрование и сушка. Влажность кеков фильтрования определяется способом фильтрования, составляет 15-30% при использовании вакуум-фильтров и 8-15% при использовании фильтр-прессов. Сушкой влажность концентратов доводят до 5-7%.

Известь в случае приготовления брикетов для плавки концентратов выполняет двоякую роль - способствует получению легкоплавкого шлака и является связующим для получения брикетов. В известном способе прототипа используют негашеную известь, которую смешивают с патокой и водой. При этом происходит гидратация (гашение):

СаО+H2O=Са(ОН)2.

Полученную суспензию смешивают с концентратом указанной влажности (5-7%), брикетируют, сушат и после этого плавят.

В предлагаемом способе предложено проводить смешение сухого связующего на основе негашеной извести с концентратом повышенной влажности, тем самым сократить затраты на стадии фильтрования и сушки. Расчеты и практическая проверка показали, что влаги, содержащейся в кеке фильтрования (до 20%) более чем достаточно для полной гидратации того количества извести, которое требуется при получении качественных брикетов. При гашении извести, сопровождающей смешение влажного кека и сухого связующего, выделяется известное количество тепла (~14 кКал/моль), температура смеси поднимается и последующее формирование брикетов протекает на качественно ином уровне. Прочность брикетов в результате улучшается. Таким образом при меньших затратах на фильтрование, исключении сушки исходного концентрата получают более качественные брикеты.

2. Известно, что при использовании в качестве связующего только лигносульфоната качество получаемых брикетов высокое, но сам по себе лигносульфонат для последующей плавки является балластным компонентом. С этой точки зрения его частичная замена на известь, являющейся полезным флюсом, целесообразна. Исследованиями установлено, что известь в связке с лигносульфонатом образует длинномолекулярные относительно пластичные структуры, включающие дигидрат сульфата кальция CaSO2·2H2O, которые армируют брикет и также повышают их качество. При этом до определенных пропорций замена лигносульфоната известью не снижает прочности брикетов. Лучшие результаты достигаются при соотношении извести и лигносульфоната от 1:1 до 5:1.

3. Обработка брикетов на стадии сушки в СВЧ-электромагнитном поле способствует снижению диффузионных затруднений во влажной массе, формированию развитой армирующей структуры связки в объеме брикета и ускоряет их окончательную сушку. Продолжительность обработки СВЧ-энергией составляет 1 -5 минут.

Реализация предложенного способа рассмотрена в следующих примерах:

Брикетированию подвергали медный сульфидный концентрат, содержащий 18,5% Cu; 35,5% Fe; 4,3% Zn; 40,7% S; 4,0% SiO2. С учетом исходной влажности 5,5% тщательным перемешиванием с водой влажность концентрата доводили до заданного значения, в т.ч. до состояния кека, не подвершегося сушке. В заданной пропорции смешивали сухую негашеную техническую известь (активность 92%) и сухой лигносульфонат (ЛСТ). Навески влажного концентрата и связующего в пропорции, обеспечивающей содержание СаО в шихте 5%, смешивали в шнековом смесителе, смесь брикетировали при давлении 40 МПа, брикеты обрабатывали с использованием СВЧ-энергии в лабораторной установке. При необходимости до полной готовности брикеты досушивали естественным путем и испытывали на прочность по известной методике - давили под прессом и фиксировали давление, при котором брикет разрушался. Для сравнения проведен опыт по способу прототипа, в котором концентрат с влажностью 10% смешивали со связующим на основе патоки и негашеной извести.

Результаты приведены в таблице.

№ опыта Влажность концентрата, % Соотношение СаО:ЛСТ в связующем Продолжительность обработки в СВЧ-установке, мин Давление разрушения, МПа
1 5 0,5:1 0,5 2,3
2 7 1:1 1 6,9
3 10 2:1 1,5 8,3
4 15 4:1 2 9,0
5 20 5:1 5 9,3
6 25 6:1 10 5,4
7 прототип 7,2

Сопоставительный анализ известных технических решений, в т.ч. способа, выбранного в качестве прототипа, и предлагаемого изобретения позволяет сделать вывод, что именно совокупность заявленных признаков обеспечивает достижение усматриваемого технического результата. Реализация предложенного технического решения дает возможность повысить прочность брикетов, сократить затраты и упростить технологию исключением операции сушки концентратов перед брикетированием.

Способ окускования флотационных концентратов черных и цветных металлов перед плавкой, включающий перемешивание концентрата с комбинированным связующим, содержащим негашеную известь, брикетирование и сушку брикетов, отличающийся тем, что на перемешивание подают сухое комбинированное связующее и концентрат с влажностью до 20%, причем комбинированное связующее содержит негашеную известь и лигносульфонат в соотношении 1÷5:1, а сушку брикетов производят с использованием СВЧ-энергии в течение 1-5 мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству железорудных окатышей. .

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству железорудных окатышей. .

Изобретение относится к области безобжигового окускования металлосодержащих пылей и шламов металлургического производства с применением связующих для последующего использования окатышей в различных металлургических процессах.
Изобретение относится к подготовке металлосодержащего сырья к металлургической переработке, в частности к окускованию руд и концентратов руд черных металлов. .

Изобретение относится к окускованию полезных ископаемых и служит для подготовки железной руды к металлургической переработке. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к подготовке железорудного материала в виде брикетов для процесса прямого восстановления железа. .
Изобретение относится к металлургии, а именно к подготовке шихтового материала в виде брикетов, используемых в качестве сырья для доменного и сталеплавильного производств.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в агрегатах комплексной обработки стали (АКОС). .
Изобретение относится к области металлургии, а именно к электротермическим металлургическим процессам при производстве ферросплавов с использованием углетермического восстановления.

Изобретение относится к способу получения агломератов из мелкозернистых носителей железа и по меньшей мере одного связующего в качестве сырья для металлургического процесса. Носитель железа смешивают со связующим и при необходимости добавками и агломерируют, при этом предусмотрен по меньшей мере один дополнительный этап, на котором агломераты покрывают слоем, состоящим из носителей железа и по меньшей мере одного связующего. Агломераты нагревают таким образом, чтобы связующее затвердело в приповерхностной зоне агломератов. Связующее в самом верхнем слое или внешних слоях имеет более низкую температуру отверждения, чем связующее внутри агломератов. Изобретение также относится к способу получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов из сырья, содержащего агломераты и при необходимости железную руду и добавки. В процессе получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов сырье, включающее агломераты, вводят в зону предварительного нагрева. Температуру в зоне предварительного нагрева и/или зоне восстановления выбирают таким образом, чтобы агломераты в зоне предварительного нагрева или в зоне восстановления полностью затвердели. Изобретение обеспечивает возможность обработки самой тонкой руды с очень малыми размерами частиц. 2 н. и 29 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к металлургии. Брикет содержит углеродосодержащее вещество и железосодержащий материал, включающий чугунную и стальную стружку, оксиды железа, известковую пыль и пыль системы вентиляции электродуговых печей в качестве источника оксидов железа. Соотношение компонентов в брикете следующее, мас.%: углеродосодержащее вещество - 10-15; известковая пыль - 5-10; железосодержащий материал - остальное, при этом содержание в нем пыли системы вентиляции электродуговых печей составляет 10-15%. В железосодержащем материале количество чугунной и стальной стружки взято в соотношении 1:1. Технический результат - снижение количества шлака при плавке и повышение качества корректировки состава выплавляемого чугуна. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.
Наверх