Шихта для производства агломерата или окатышей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

CCHO3 COIOTClloIX

Сецнвлнстнчееннх

Республик

""662021

О Г Т Б

К ПАТЕНТУ (6I ) Дополнительный и патенту ! (22) Заявлено 1Я1 1.76 (21) 2420508/22-,02 (5f) М. Кл.

С 22 В 1/244 (23) Приоритет - (32) 20.11.75

Государственный комитет

СССР оо делам изобретении и открытий (31) 7513554 . (33) Нидерланды (5З) УДК 6691з622. . 782 (088.8) Опубликовано 050579.Бюллетень,% 17

Лата опубликования описания 05.05.7.9

Инос тра нццы

Герм Ян Рурда, (США) и Макс Ян Ииппинг (Нидерланды) (73) Авторы изобретений (7Ц Заявитель

Иностранная Фирма э!Акцо Н. В,ФУ (Нидерланды) (54) ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АГЛОМЕРАТА ИЛИ ОКАТЦШЕй

Изобретение относится к подготовке материалов к доменному процессу, а более конкретно к переделу окомкованию железосодержащих рудных материалов металлической соли карбокси6 метилцеллюлоэы в качестве связки.

Агломерация рудного материала является широко известным процессом, применяемнь| в рудообрабатывающей промышленности. При агломерации мелко дробленный гранулированный исходный материал превращается в частицы большего размера.

Наиболее близкой;к предлагаемому изобретению пО технической сущности и достигаемому результату является шихта для производства агломерата или окатьажй, включающая мелкодис» пер и"й * лезорудн и материал и щ - Ю лочнометаллическую соль карбоксиме» тилцеллвлозы (1) .

Недостатком известной шихты.является невысокая прочность получаемых гранул.

Целью изобретения является повышение прочности желеэорудных гранул.

Для этого предлагаемая шихта до-полнительно содержит соль щелочного металла низкомолекулярной слабой кислоты, имекщей величину рК выше а

3 и молекулярный вес меньше 500, прн следующем соотношении ингредиентов:

Щелоч номе таллическ а я соль карбоксиметилцеллюлозы I

Соль щелочного металла низкомолекулярной слабой кислоты О, 001-1 О, 0

Железорудный материал Ос таль ное

В качестве соли щелочного металла используют соль угольной кислоты.

8 качестве щелочнометаллической соли карбоксиметилцеллюлоэы используют натрий карбоксиметилцеллюлоэу со степенью замещения 0,4-1,0 и степенью полимериэации 300-1700, а в качестве соли щелочного. металла слабой низкомолекулярной кислоты - карбонат натрияв

Соли, которые используются cosместно с щелочнометаллическими солями карбоксиметилцеллюлозы, получают из слабых неорганическйх или органических кислот, чья степень кислотности такова, что их.рК выше 3. рК определяется здесь как рК =-ELK где К есть постоянная диссоциация соответствующей кислоты при 25 С.

662021

Примерами таких кислот, молекулярный вес которых меньше 500, кроме угольной, могут служить следующие кислоты: уксусная, бенэойная, молочная, пропионовая, винная, янтарная, лимонная, азотистая, борная.

Соли получают из таких щелоч„ х ме 5 таллов, как литий, натрий, а также поташа. Соли могут использоваться по одной или совместно с одной или нес колькими такими же солями. Используемые соли слабой низкомолекулярной )0 кислоты предпочтительно являются солями, полученными от щелочного металла и лимонной или угольной кислоты, например карбоната или бикарбоната поташа и натрия., Обычио хорошие результаты получаются при использоваI нии карбоната натрия. Карбонат нат- рия может быть использован в виде ангидрида.

Щелочнометаллические соли карб- оксиметилцеллюлоэы,а более конкретно натриевая карбоксиметилцеллюлоза.,— обычно приготовляются из щелочной— целлюлозы и соответствующей щелочнометаллической соли монохлоруксус- . ной кислоты. Применяются различные типы натриевой карбоксиметилцеллюлозы.

Они обычно характеризуются такими качествами, как степень замещения, т.е. среднее число карбоксиметилэФирных групп не повторяющуюся еди- 30 ницу пепи молекулы целлюлозы и средняя степень поляризации, которая мо-. жет быть определена способом! Со тенй саdoкeti, В принципе, могут быть ис-... пользованы все типы щелочной карбок- 35 с име тилцеллюловы. Ус танов лено, однако, что наиболее благоприятный результат достигается, если степень замещения составляет 0,4-1,0, а средняя степень полимеризаций - 300-1700. 40

Количество щелочнометаллической соли карбоксиметилцеллюлоэы и приме- няемых с ней солей зависит от применяемого способа окомкования, от особенностей рудного матернала, подвергаемого агломерации, и от заданных свойств получаемого агломерата.

Добавление .сВязки может быть осуществлено обычным способом. Например, составные части связки могут быть смешаны в твердом виде с рудным ма- 50 териалом или могут быть растворены в воде. Они могут быть добавлены последовательно или одновременйо к рудному материалу до операции окатывания.или во время нее. Установлено, М что особенно благоприятные результаты достигаются,.если используются предварительно приготовленная смесь, содержащая щелочнаметаллическую соль карбоксиметилцеллюлозы, и одна или 60 более других вышеуказанных солей. целочнеметаллические соли карбок симетилцеллюлозы и карбонат натрия в смеси могут содержать и другие . вещества, например образующиеся в качестве побочных продуктов при получении щелочной карбоксиметилцеллюлозы, такие, как хлористый натрий и глюконат натрия. Хотя согласно изобретению, может быть использована щелочная карбоксиметилцеллюлоэа,.> полученная от любого из щелочных металлов, предпочтительно, чтобы использовалась натриевая карбоксиметилцеллюлоза.

Композиция связки может быть использована совместно с другими известными связками, например с бентонитом. Благоприятные свойства во влажцом состоянии могут быть получены путем соединения композиции связки с .очень недорогими сортами бентонита до сих пор считающимися непригодными.

Свяэующее пригодно для scex cop-! тов железосодержащих руд и концентратов, таких, как мегиетитовые и гематитовые концентраты, природные руды и. пиритные огарки, а также и для неферритных рудных материалов, таких, как руды или рудные концентраты цинка, свинца, олова, никеля и хрома. Связующее пригодно для окисленных материалов, для силикатов и кварцев, а также для сульФидных материалов. качество рудных окатьвжй обычно определяется такими критериями, как число падений, прочность на сжатие влажного и прочность на сжатие сухого. Кроме того, качество окатна определяется его сопротивляемостью действию на его поверхность конденсированного пара.

Другим важным показателем являетс я с Опротив ляемос ть Ок & тьери ре экому подъему температуры.

Число падений показывает, сколько раз влажный окатыш может сохраниться неповрежденным и без какихлибо wpetimtt при сбрасывании его с высоты 45 см на твердую гладкую поверхнос ть. -.

Прочность на сжатие влажного материала представляет собой максимальную нагрузку, которую может выдер-" жать влажный окатыш. Она определяется нагружением окатыша для его разру-. шения с помощью нлунжера, перемещающегося с постоянной скоростью

0,8 мм/аек.

Время конденсации пара представ-, ляет собой количество секунд, в течение которых влажный окатыа, на котором кон енсируется пар в 1000С Ф может выдержать постоянную нагрузку

190 г.

Влажные окатыши помещают в газовой трубопровод с потоком горячего воздуха определенной температуры.

Через 5 мин определяется процент окатышей, разрушенных в результате внезапного образования пара внутри окатыша. Это испытание производится в несколько этапов, в каждом из кото662021 рых температура повышается на по сравнению с предыцущим.

Влажные окатыши высушиваются в течение 1 2 час при 60 С. Затем определяется прочность сухого материала тем же способом, что и влажного, за исключением того, что скорость 5 перемещения плунжера 0,1 мм/сек.

Il р И м е р 1. 8 кг руды с влаж-, .ностью 7, 5% смешивается с твердой связкой. Эта смесь окатывается в барабане, диаметр которого 100 см, вра- lp щающемся со скоростью 25 об/мин, а ось его наклонена на 60о горизонтали. Окатывание осуществляется следукщим образом.

Малые количества рудной смеси загружаются вручную во вращающийся барабан через. равные интервалы и вспрыскиваются водой, так что образуются комки. Через 5 мин зти комки извлекаются и просеиваются до крупности +3 " 4 ыч.

50 r этих комков снова прокручиваются во вращающемся барабане i течение 4 мин.

Затем окатыши получают возмож" ность расти в течение 13 мин путем 25 регулярного спрыскивания их водой; руда при этом непрерывно подается вручную в барабан. Затем полученные окатыши извлекаются и просеиваются до крупности +8, - 9 мм. ЗО

1000 г оставшихся после просеивания окатйшей вновь загружаются во вращакщийся барабан . В течение 7 мин эти окатыши вырастают до + 12 мм путем попераменной по» дачи руды и воды. Затем окатщэ извлекаются и просеиваются до icpyaности +12, - 13 мм.

200 г йолученнык окатышей вновь прокручиваются во вращающемся бара- бане в течение 10 мин.

Во время окатывания комки, выросшие комки и окатыши приобретают блестящий увлажненный вид. Для обработки применяютс я деминералиэо. ванная вода. Испытываются окатьэаи диаметром 12-13 мм.

Обрабатываемая руда представляет собой магнетитОвый концентрат слЕдующего состава,%: 71,4 - Pe; 30 ° 2РеэО; 0g45 "Ь 0 1 0,20 - APgO g

Я)

0,05» СаО 0,15 - МРО; 0,02 " P>

0,02 - S; 0,06 - Нахб р 0,13 - KzO.

Руда имеетМаняе ыо 1910 си /r. Весовой процент частиц меньше 0,04 ьи составляет 72,1. Вышеописаиньв4 спо- 55 собом было приготовлено четыре образца, имекщих в качестве связки :

1) - 0,08% иатриевой карбоксиметилцеллюлоэы + 0,03% карбоната натрия (предварительно перемешанных);

2) 0,08% натриевой карбоксиметилцеллюлозы;

3) 0,03% Марбоната натрия;

4) без связки.

Карбоксиметилцеллюлоэат натрия, используемый в образцах 1 и 2 имеет

65 степень замещения около 0,85 н степень полиме риз ации около 1 30 О.

Свойства полученных окатышей, представлены в табл.1, В скобках указаны 95%-ные точные йнтервалы, верхние и нижние пределы (которые так*а даны в табл. 2 и 3) .

Пример 2. Указанным в примере 1 способом были приготовлены три образца, использующих связки:

5) 0,04 карбоксиметилцеллюлозата натрия + 0,01 5% карбоната натрия;

6) О, 04% карбоксиметилцеллюлозата натрия;

7) 0,015% карбоната натрия.

Свбйства полученных окатышей, приготовленных беэ связки, приведены в табл. 2.

Пример 3. В этом примере показано влияние различных" содержаний карбоната натрия (Ма Се на свойства окатышей, полученных согласно изобретению. Окатыши иэГотоэлены также как описано в прймере 1..

ВО ВСЕХ СЛУчаих добавлялся карбок-симетилцеллюлозат натрия (HaCMC).

Для сравнения была подготовлена се1>ия образцов (3P-35), не содержащих карбоксиметилцеллюлозата натрия. Результаты сведены в табл.3.

Одновременное присутствие карбоксиметилцеллюлоэата натрия и карбоната натрйя создает дополнительное влияние на величину числа падений, время конденсации пара и прочность на сжатие в сухом состоянии.

Пример 4. Этот пример показывает влияние совместного использования карбоксиметилцеллюлозата натрия и карбоиата натрия на влажные окатыаи из железкой руды s случае внезапного повышения температуры.

Окатыши были приготовлены так же, как s примере 1. В качестве связки было использовано 0,04% карбоксиметилцеллюлоэата натрии +0,01 5% карбоната натрия (образец 8). Образцы

9 и 10 (табл.4) являются контрольными и содержат 0,04 карбоксиметилцеллюлозата натрия и 0,01 5% карбоната натрия.Карбоксиметилцеллюлоэат натрия и карбоиат натрия, если они применены порознь, образуют окатыши, сопротивление которых внезапному подъему температуры значительно ниже этого сопротивления у окатышей, согласно изобретению.

Пример 5. Способом описанным в примере 1, в котором, однако, окатьиаи производятся не в барабане,а в аэродинамической трубе, окатыши изготовлялись иэ магнетитового концентрата. .

В качестве связки применялись карбоксиметилцеллюлозата Натрия и нитрат натрия. Прочность на сжатие в сухом и влажном состоянии показана в табл. 5.

662021

В табл. б предс тав лены свойс тва полученных окатышей.

Таблиц а 1

Свойства образцов

Р об зцов

Число па дений

22,1 (2{), 6-23,7) 10,1 (9, 6-10,7) 3,2(2,9-3, 6) 2,7(2,4-3,0)

Проч нос Tb на сжатие во влажном состоянии, кг .. 1,76(1,68-1,84) 1,50(1,44-1, 56) .1,20(1,10-1,30) 1,12(1, 05-1,19) время конденсации пара, сек 18.,7(18,1-19,3) 11,4(10,6-11,2) 6,7(5,6-7,9), 5,7(4,9-6 6) Прочность . в сухом состоянии, кг 7,14 (б р 54-7, 74) 4 g 2 (3 8-4 р 5)

2, 05 (1,84» 2, 26) О, 90 (О, 79«l, 01), Таблица 2

3,6(3,1-4,1) 3,2(2,8-3,6) Число 6, 5(4,8-6 3) падений

8p0÷íîñ ть на сжатие во влаж» ной- сос» тояиии,кг 1, 67 (1,54-1,8 О) 1,49 (1,40-1, 58) 1,15 (1, 03-1, 27) Иремя кон«. денсации, сек 140 (11,9-16,1) 7,1 (6,3-8,0) 8,7 (7,5-10, О) П роч нос тъ в сухом сос тоянии кг

2у 58 (2у 20-2 ф 96) l 34 (1 у 22-1 ю46) 1 р 60 (1, 36-1,74) Таблиц а3

0,08 0;000 10,1(9,6-10,7) 11,4 (10, 6-12,2) 4,18 (3,85-4,52) 0 08 0,006 13, 0(12,1-13,8) 16,9(15,6-18,2) 4,53 (4,12-4,94) !

Сочетание карбоксиметилцеллюлозата натрия и цитрата натрия приводит к значительно большей величине прочности на сжатие во влажном и сухом состоянии, чем когда эти два компонента связки применяются порознь.

Пример 6. Этот пример пока- 5 зывает влияние карбоната поташа,используемого совместно с карбоксиметилцеллюлоэатом натрия.

Способом, описанным в примере 1, были изготовлены два образца окатышей из руды сЭ1е пЕМО 1600 cM>/г.

Применялись связки:

16) 0,08% карбоксиметилцеллюлозата натрия + 0,03% карбоната поташаj

17) контрольный образец 0,08% t(aCMC.

662021

Продол. табл. 3

2.>25 20, 9 (19, 0-22,8) 6,86 (6,14-7, 58)

22,1 {20,6-23,7) 18,7 (18,1-19,3) . 7,14 (6, 54-7,74) 0,08 0,015

О, 08 Oi 030

О, 000 2,7 (2,4-3, 0) 5,7(4,9-6 6) 9,90(0,79-1, 01) О, 006 3, D(2,7-3,3) 7, 5 (6, 4-7, 6} 1, 1 5 (О, 99-1, 31) 0,О15 3 2(2,83,6) 8,8 (7,5-10,0) 1,55(1,36-1,74)

0t 030 3, 2 (2,9-3, 6)...: 6, 7 (5,6-7, 9) . 2, 05(1,84-2,26) Таблица 4

8 Ор 04%» МаСЙС

+0,015% Ма СО

1 3

О, 04% МаСИС (кон гроль) 16 О, 015% Ва2СО (контроль) Таблица 5

1,35

3,60

0,09

0f 01

0,03

0,07

3,80

1,25

0,05

3,50

0,05

1,20

0,10

2,10

1,10

О, 10

0,90

1ю20

Таб лица б

i6 0,08% яаОФС+

0 .ОЗФ КМСОЭ 9у5

4 ° 5

22 Ф О

3,3

l4,0 ..

17 0,083 МаСЙ4С Зф2 с я тем, что, с целью повьааения

60 прочности железорудных гранул, она дополнительно содержит соль щелочного металла низкомолекулярной слабой кислоты с рК более 3 и молекулярными весом. ниже 500 при следумцем соот65 ношении ингредиентов, вес.Вг

Формула изобретения

1Иихта для-производства агломерата или окатышей,включающая мелкодисперсный железорудный материал и щелочнометаллическую соль карбоксийетилцеллюлоэы, о т л и ч а ю щ а я0 О О .О 40

О 40 70 100 100

0 40 100 100 100

6620 21 щелочнометаллическая

Соль карбоксиметилцеллюлозы О, 01-1

Соль щелочного металла низкомолекулярной слабой кислоты О, 001-10, 0

Железнорудный, материал Остальное

2. Шихта по и. 1 отличающаяся . тем, что в качестве со-. ли щелочного металла слабой низкомолекулярной кислоты используют соль угольной кислоты;

12 .3. Шихта по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, в качестве щелочнометаллической соли карбоксиметилцеллюлозы испо;. ьзуют натрий карбоксиметилцеллюлозу со степенью замещения 0,4-1,0 и степенью полимериза5 ции 300-1700, а в качестве соли щелочного металла слабой низкомолекулярной кислоты-карбонат натрия.

Источники информации, принятые во внимайие при экспертизе

10 1. Акцептованная заявка Нидерландов Р 6710530, кл. С 21 В, 1967.,Редактор Е Врвтчикова

Заказ 2792/72

ЦЙ 1;

Составитель Л.Паннийова ехуед Л. АлФеуова, ощ ек тоо И. Вигула

Тирам 726 .. Подписное ..

ИИПИ. Государственного койитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва В-35 Рамаская наб п.4/5

Ф ЮЮ Л « ° еАА «е ° в » Июю

Филиал ППП Патент ., г.умгород, ул.Проектная,4