Шихта для переработки комплексных железосодержащих руд и материалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОе СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<щ 747903 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) 3аявлено 06,0178 (21) 2566216/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

С}публиковаио 150780. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 150780 (51)Щ. Кл.

С 22 В 1/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 669. 162. .1(088.8) (72) Авторы изобретения

A.È.Oêóíåâ, М.Д.Галимов, В.П.Воробьев и A.Е.Щитов (71) Заявитель

Институт металлургии Уральского научного ценrpa АН СССР (54) ШИХТА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ КОМПЛЕКСНЫХ

ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ РУД И МАТЕРИАЛОВ, Изобретение относится к переработке комплексных железосодержащих руд и материалов, например окисленных железо-никелевых, железо-цинковых железо-хромо-никелевых руд и материа- лов путем восстановления в трубчатой или шахтной печи.

Известна шихта для переработки тп комплексных железосодержащих руд и материалов, содержащая железо-" никелевую руду, твердый углеродистый восстановитель и окись кальция f1J . . Недостатками известной шихты яв!

5 ляются относительно низкая скорость восстановления окислов металлов и высокая стоимость технологии. Цель изобретения — интенсификация процесса и снижение себестоимости.

Цель достигается тем, что.шихта дополнительно содержит торф и зернистое металлическое железо при следую- 25 щем соотношении компонентов, вес.%: . Твердый углеродис. тый восстановитель 5-25

Окись кальция 5-15

Торф 3-60

Эернистое металлическое железо 0,5-10

Железо-никелевая руда Остальное

Сущность изобретения заключается в следующем.

При восстановлении комплексных железосодержащих руд и материалов в твердом виде скорость процесса ограничена транспортом газов (СО, СО ) в объеме шихты. Добавка торфа обеспечивает созданче пористой макроструктуры шихты и понижение температуры начала восстановления окислов металлов благодаря высокому выходу летучих

Форфа (до 70% на органическую массу).

Это позволяет уменьшить диффузионное сопротивление в объеме шихты и ускорить процесс восстановления даже при " пониженных температурах. Торф является также связующим в случае переработки шихты в окомкованном виде.

Частицы металлического железа, введенного в шихту, служат активными центрами для образования новой металлической фазы, благодаря чему сокращается продолжительность начального периода восстановления окислов металлов и облегчается появление новой

747903

Результаты испытанияй шихт для восстановления железо-никелевой руды

Выход огарка, Ъ веса шихты

Содержание в огарке железа %

Степень восстановления железа,Ъ о сухому весу руда магнитная фракция общего металлического

13,7

12,4

68,5

84,9

20,0

17,2

86,4

81,2

72,3

5

13,6

18,3

18,1

14,1

20,2

74,4

78,9

81,2

74,6

4 25

14,3

11,4

78,5

45,1

84,8

60

15,1

15 металлической фазы. Кроме того, зернистое металлическое железо упрочняет окомкованную щихту и уменьшает ее истираемость. Крупность частиц металлического железа должна быть не более 2/3 мм, лучше минус 0,1-0,5 мм.

В качестве добавки могут быть использованы магнитная фракция огарка (от восстановления шихты), а также измельченные металлоотходы, например чугунная стружка.

В качестве твердого углеродистого 1О восстановителя предложено использовать тощий уголь, а также другие виды (углеродистых восстановителей, обладающие более высокой реакционной способностью и повышенным выходом летучих, f5 чем коксовая мелочь. Это позволяет .также повысить степень восстановления железа и сопутствующих металлов и ускорить процесс. Расход твердого углеродистого топлива — восстанови- >О теля определяется необходимой степенью восстановления окислов металлов, тепловым режимом и использованием избытка твердого топлива в,качестве наполнителя для предотвращения слипания шихты. Оптимальный расход твердого углеродистого восстановителя 525%. Несгоревший избыток топливанаполнителя может быть извлечен из. огарка методами обогащения (отсадкой или флотацией) и возвращен в шихту восстановительного обжига.

Окись кальция повышает активность окислов металлов в шихте, способствует разложению соединений окислов (силикатов,,ферритов и др.), благо- 35 даря чему может быть достигнуто повышение скорости и степени восстановления окислов железа, никеля и др. Вместе с тем, окись кальция и ее соединения могут выполнять дополнительно роль связующего в процессе окомкования шихты.

В качестве комплексных железосодержащих руд и материалов для переработки путем восстановления могут быть использованы железо-никелевые, железо-хромо-никелевые и железоцинковые руды и другие материалы.

Шихта может быть переработана в обычном (насыпном) и в окомкованном виде в шахтных печах, а также в трубчатых вращающихся печах и т.д.

Пример ы. В опытах использовали следующие материалы (составы в вес.Ъ): железо-никелевую руду

,1,10 Ni; 29,4 Fe>F> i 21,3 Fe p., 7,3

АР О, 45,9 S10с, 9,1 М90) техническую окись кальция (96 СаО); краснобродский тощий уголь (4 — 8 А

7 — 11 1 ; 7 У 0 2 — 0,3 5 ; 78 Сть); кокс доменный {10,7 А ; 3,1 М ; 0,46

S ); торф фрезерный 11,0 А ;

70 V ; ; 50,0 1> ); магнитную фракцию огарка от восстановления шихты (72-75 Fe eT).

Испытания шихты проводили в лабораторно=укрупненной вращающейся трубчатой печи размером 100х х1200 мм, футерованной высокоглиноземистым кирпичом. Печь обогревается с помощью силитовых нагревателей.

Восстановительный обжиг вели при о

900-1200 С . Максимальная температура достигалась в средней зоне печи. Шихту составляли из подсушенной железо-никелевой руды (влажность

11-13%), твердого углеродистого восстановителя {тощего угля, коксика), окиси кальция, подсушенного торфа (15-2V), а также магнитной фракции огарка от восстановления шихты.

Компоненты шихты после сушки измельчали,цо минус 0,1-0,2 мм и перемешивали. Навеску шихты в количестве

2 кг загружали во вращающуюся (2 об/мин) печь при 550-600 С и вели разогрев ее до 1200 С в течение

25-30 мин. Затем шихту выдерживали в печи в течение 30 мин при 1200 С.

После окончания эксперимента огарок выгружали в металлический противень, охлаждали., взвешивали и после измельчения подвергали химическому анализу на железо общее и металлическое.

Степень восстановления рассчитывали как отношение (в Ъ) количества металлического железа к общему в огарке.

Составы испытанных шихт и результаты испытаний приведены в таблице.

747903

Продолжение таблицы

25 5

15,0

80,6

18,6

80,7

85,0

25 3

78,1

18,2

15,5

15 20 10

15 30 10

5 60 5

55

14,4

69,8

62,3

16,8

86,0

87,4

85,3

87,2

88,0

13,4

15,.3

12,5

44,9

14,7

13,1

60 5 0,5

25 3 5 5

15 20 10 2

45,0

29,5

14,9

"8,4

21,6

19,5

11,6

1S,3

89,5

91,9

92,5

93,0

69,3

15 20 10 10

16

23,2

70,5

24,3

4о 1о

20 30 15 2

14,3

15,2

55,9

13,5

14,3

59 3

Формула изобретения

Шихта для переработки комплексных железосодержащих руд и материалов, например окисленных железо-никелевых руд путем восстановления, содержащая железо-никелевую руду, твердый углеродистый восстановитель и окись кальция, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса и снижения себестоимости, она дополнительно содержит торф и зернистое металлическое железо при следующем соотношении компонентов, .Вес ° %

Твердый углеродистый восстановитель 5-25

Окись. кальция 5-15

Торф 3-60

Зернистое металлическое железо 0,5-10

Железо-никелевая руда Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Основы металлургии, М., Метал,лургиздат, 1962, т. 2, с. 676-679. ль Г. Кричевский

Легеза Корректор С. Шекмар

Заказ 4186/17 Тираж 694 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам .изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент"i г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Результаты испытаний показывают, что: 25 при использовании коксика в качест.ве твердого углеродистого восстановителя введение торфа в количестве

3-6Ъ от веса шихты позволяет повысить степень восстановления железа с ЭО

68,5-74,4Ъ (шихта Р 1-3) до 78,9—

81,2Ъ (шихта Р 4, 5), т.е. на 6,810,4 абс.Ъ; при использовании в качестве твердого углеродистого восстановителя то- Я щего угля добавка торфа в количестве

3,20,30 и 60Ъ от веса шихты позволяет повысить степень восстановления железа с 74,6-80,7Ъ (шихта Р 6-8) до 85,0 ; 86,0; 87,4 и 85,3Ъ соответ- щ() ственно ",øèõòà Р 9-12); добавка магнитной фракции огарка (от восстановления шихты) с содержанием 72-75Ъ металлического железа крупностью менее 0,5 мм в количест-. . ве 0,5-10Ъ от веса шихты позволяет повысить степень восстановления железа за время эксперимента с 85,087,4 (шихта Р 9-12) до 87,2-93,0Ъ (шихта Р 13-18).

Таким образом, испытания показали, что предложенная шихта обеспечивает следующий положительный эф.фект г повышение степени восстановления окислов металлов за время опыта, что равнозначно ускорению процесса;

Составите

Редактор Н. Корченко Техред О. удешевление технологии благодаря замене коксика и других твердых восстановителей на более дешевые — торф и тощий уголь; снижение тепловых затрат благодаря сокращению продолжительности процесса.