1(ентральный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт черной металлургии им. И. П. Бардина и Московский ордена Трудового Красного Знамени институт тонкой химической технологии им. N. В. Ломоносова (7! ) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ

ЖЕЛЕЗОРУДНЫ Х МАТЕРИА ЛОВ ре (1).

Изобретение относится к черной металлургии.

Одним из направлений интенсификации доменного производства является применение в шахте материалов, представляюших собой конгломерат из железосодержащих материалов и углеродного топлива, например железококс.

Известен способ получения железорудного углеродистого материала (агломера- 1, та), по которому.в шихту вводят углерод в виде коксовой мелочи, а процесс спекания ведут в восстановительной атмосфе15

Недостатками этого способа являются загрязнение рудного материала зольными продуктами, содержащимися в коксовой мелочи, и низкая степень использования теплотворной способности топлива, применяемого для спекания и создания восстановительной атмосферы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности являешься способ науглероживания аглоспека, отличаюшийся тем, что готовый агломерат орошают нагретыми углеводородами f2).

Недостатком указанного способа является неполное использование углерода жидких углеводородов, так как углерод их испаряющейся части (35-60 вес.%) не подвергается пиролитическому осаждению на поверхности науглероживаемого железорудного материала и поэтому безвозвратно теряется. цель изобретения вЂ” более полное использование углерода

Указанная цель достигается за счет того, что нагретые до 250-400 С жидкие о высокомолекулярные углеводороды подают в слой железорудного материала, обеспечивая продолжительность пребывания в слое парогазовой фазы, образующейся при испарении и коксовании жидких углеводородов, равной 0,25-2 мин, а железорудный материал после обработки выдерживают при 470-530 С в течение 10-30 мин.

753916

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

В слой нагретых до 600-1200 С желеэорудных материалов (агломерат, кусковая руда), ниже его верхней поверхности, подаются нагретые до 250-400 С (но не

0 выше температуры начала кипения) жидкие высокомолекулярные углеводороды, например, мазут, гудрон и т.п.

При этом углеводороды, смачивая поверхность частиц железорудного материала, превращаются в твердый углерод, подобный нефтяному коксу. Кроме того, в результате протекания физико-химических процессов образуется парогазовая фаза, состоящая в основном,из легких углеводородов и водорода. Образующиеся пары легких углеводородов, соприкасаясь с поQ верхностью нагретых до 600-1200 С железорудных материалов и расположенных выше места ввода жидких углеводородов, разлагаются (пиролизуются) в основном на углерод и водород. При этом углерод отлагается на поверхности обрабатываемого железорудного материала, а водород с при-25 месью метана выделяется из слоя и может в дальнейшем использоваться для процессов восстановления, получения тепла. и т.п.

Как показали проведенные ответы, объемной скорости парогазового потока

60 нм /час на 1 м слоя железорудных материалов (что соответствует времени пребывания газовой фазы в слое в течео 35 ние 1 мин) достаточно, чтобы при 600 С выходившие из слоя железорудного материала газообразные продукты пиролиза состояли из водорода с примесью в основном метана в количестве не более 25% (рав40 новесное содержание вЂ” 21%). При более высокой температуре науглероживаемых материалов (1200 С) скорость и глубина пиролиэа углеводородов парогазовой фазы увеличивается, концентрация остаточного метана составляет 2-3 вес.% (равновесное вЂ” 1%), а время пребывания парогазовой фазы в зоне пиролиза уменьшается до

0,25 мин.

После обработки жидкими углеводородами железорудный материал выдерживают при 470-530 С в течение 10-30 мин в изолированном от внешней среды объеме.

Это необходимо для того, чтобы процессы

55 конденсации прошли достаточно глубоко, образовался твердый углеродистый материал, не раэмягчаюшийся при,нагреве выше

530 С,и чтобы при этом куски науглероженного железорудного, материала не слипались.

Указанные продолжительность выдержки и температура экспериментально установлены и зависят от вида используемых высокомолекулярных жидких углеводородов. Так, чем больше они содержат непредельных углеводородов, смол и асфальтенов, тем меньше продолжительность выдержки.

Использование нагретых до 6001200 С железорудных материалов определяется из условий принятых в металлургии способов подготовки железорудного сырья, например агломерация, обжиг. о

Предварительный нагрев до 250-400 С высокомоЛекулярных жидких углеводородов (или могут быть также виды тяжелых остатков нефтепереработки, как гудроны, крекинг-с>статки) осуществляется до темо пературы, меньшей на 10-30 температуры их кипения, и производится с .целью уменьшения расхода высокопотенциального физического тепла нагретых железорудных материалов на нагрев жидких высокомолекулярных углеводородов до 470-530 С, при которой интенсивно протекают процессы конденсации молекул углеводородов с образованием твердого углерода на поверхности железорудного материала. Количество вводимых жидких углеводородов определяется видом применяемого углеводорода и температурой железорудного материала, Пример осуществления способа.

Железорудный агломерат с температуо рой 850 С обрабатывается малосернистым крекинг-остатком, нагретым до 400 С.

Ввод крекинг-остатка в количестве 11% по весу от веса агломерата производится в слой на отметке, отстояшей от верхнего уровня загружаемого горячего агломерата на 0,33 всего рабочего объема агломерата, обрабатываемого с целью науглероживания. Этим обеспечивалось время пиролиэа парогазовой фазы на поверхности горячего агломерата, равным 40 с (при среднем молекулярном весе парогазовой фазы 120), а время выдержки агломерата, обработанного на переходяшей в парогаэовую фазу частью крекинг-остатка, равным 20.

B результате проведения процесса были получены науглероженный алгомерат с о температурой 450-500 С обшим весом

1,1 от исходного веса с содержанием углевода 9, 1%;

5 7539 газы пиропиэа с температурой 850 С в количестве около 8% от веса использованного крекинга-остатка, состоящие в ос-. новном из водорода (более 60%) и метана (около 10% по объему) и небольших 5 количеств водяных паров и углекислоты, образовавшихся в результате взаимодействия углеводородов и водорода с окислами агломерата.

Необходимый реакционный объем для проведения процесса составляет 0,20,25 м /т ч нвуглероженного агломерата.

Формула иэобре тения

Способ получения углеродсодержащих желеэорудных материалов, включающий обработку нагретых до 600-1200 С желео

16 зорудных материалов нагретыми до 250400.С жидкими углеводородами, о т л ивЂ” о ч а ю шийся тем, что, с целью более полного использования углерода, жидкие высокомолекулярные углеводороды подают в слой железорудного материала, поддерживая пребывание в слое парогазовой фазы, образующейся при испарении и коксовании жидких углеводородов, равной

0,25-2 мин, при этом железорудный материал после обработки выдерживают при

470-530 С в течение 10-30 мин, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

hb 82440, кл. С 22 В 1/10, 1941.

2. Авторское свидетельство СССР

14 362875, кл. С 22 В 1/16, 1973 (прототип).

Составитель Л. Пвнниковв

Редактор С. Титова Техред H. Граб Корректор И. Мускв

Заказ 4852/23 Тираж 694 Подписное

ЦНИИГ1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал Г1ЛП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ получения углеродсодержащих железорудных материалов

Вихревой аппарат для термохимической обработки зернистых материалов // 700764

Способ управления процессом восстановления алунитовой руды // 689716

Способ получения крупнозернистого обожженного продукта // 680658

Печь кипящего слоя // 648814

Печь для обжига в кипящем слое сульфидных материалов на дутье обогащенном кислороде // 620095

Способ зажигания агломерационной шихты // 606885

Циклонно-электротермический агрегат для переработки полиметаллических концентратов // 582311

Циклонная плавильная камера // 582310

Способ получения пыли, кондиционной по содержанию серы // 559976

Способ обработки мелкоизмельченной руды и установка для его осуществления // 2121516

Изобретение относится к подготовке руды для дальнейшего ее прямого восстановления в псевдоожиженном слое

Аппарат для высокотемпературной обработки маслосодержащей прокатной окалины // 2122591

Способ подготовки цинковых концентратов к обжигу // 2171302

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при гидрометаллургическом получении цинка из высокожелезистых концентратов

Способ автоматического управления процессом обжига никелевого концентрата в печи кипящего слоя // 2204616

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и может быть использовано в производстве цветных металлов

Способ обжига сульфидных материалов в кипящем слое // 2224802

Изобретение относится к области цветной металлургии, конкретно к обжигу сульфидных концентратов в печи кипящего слоя

Способ и устройство для обработки материала в виде частиц // 2289633

Изобретение относится к обработке, преимущественно восстановления, материала в виде частиц, по меньшей мере, в одной зоне псевдоожижения при повышенной температуре, в частности восстановления мелкоизмельченной руды

Способ управления процессом обжига металлургического сырья в печи кипящего слоя и ее остановки // 2293936

Изобретение относится к цветной металлургии

Способ получения ванадиевых продуктов с использованием метода флюидизации // 2441083

Способ автоматического управления содержанием меди в штейне // 2456353

Изобретение относится к способу аналитического контроля состава штейна процесса плавки медно-никелевого сульфидного сырья в печи Ванюкова

Способ обработки содержащих вредные вещества отходов производства и устройство для его осуществления // 2062796