СПОСОБ ПОДГОТОВКИ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТЫ К СПЕКАНИЮ Российский патент 1999 года по МПК C22B1/16 

Изобретение относится к области металлургии, а более конкретно к области подготовки сырья к доменному переделу с использованием в шихте пиритных огарков.

Пиритные огарки являются отходами производства серной кислоты и в настоящее время на большинстве предприятий складируются в отвалы, хотя они являются достаточно богатым железорудным сырьем, содержащим наряду с железом (40-63%) такие цветные металлы, как медь, цинк, свинец, мышьяк, кобальт, серебро и др. Однако из-за высокого содержания в них серы и цветных металлов, а также из-за неудовлетворительного гранулометрического состава пиритные огарки не могут быть непосредственно использованы в доменной плавке и требуют предварительной подготовки, от технологии которой зависит количество используемых в составе компонентов доменной шихты пиритных огарков.

Известно использование пиритных огарков в качестве добавок в агломерационную шихту (1). Однако неблагоприятный гранулометрический состав (крупность менее 1,5 - 2,0 мм при содержании фракций крупностью менее 0,07 мм 50 - 60%) и плохая комкуемость пиритных огарков приводит к снижению производительность агломерационных машин и прочности агломерата, что ограничивает долю неподготовленных огарков в агломерационной шихте.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки агломерационной шихты к спеканию, включающий предварительное смешение пиритных огарков со связующими веществами, их окомкование с получением гранул размером 3 - 6 мм, дозирование полученных гранул и других составляющих агломерационной шихты, включающей железорудные компоненты, флюс и топливо, последующее их смешение и окомкование (2).

Ввод пиритных огарков в агломерационную шихту в виде гранул позволяет повысить производительность агломашины и качество агломерата по сравнению с вводом пиритных огарков в неокомкованном виде. Однако и этот способ не решает проблему увеличения доли пиритных огарков в аглошихте из-за значительного содержания в них сульфатной серы, которая плохо удаляется при агломерации. Кроме того, плохая комкуемость пиритных огарков требует применения значительного количества связующих веществ, что удорожает процесс подготовки аглошихты и приводит ее к разубоживанию.

Технической задачей изобретения является устранение недостатков известных способов подготовки аглошихты к спеканию при использовании в ней пиритных огарков, повышение производительности агломашины и качества агломерата.

Решение технической задачи достигается тем, что в способе подготовки агломерационной шихты к спеканию, включающем предварительное смешение пиритных огарков со связующими веществами, их окомкование с получением гранул размером 3-6 мм, дозирование гранул и других компонентов агломерационной шихты, включающей железорудные компоненты, флюс и топливо, последующее их смешение и окомкование, дополнительно смешивают пиритные огарки с железорудным концентратом в соотношении (1,6-2,5):1 и топливом крупностью 0,5-2 мм, причем количество топлива в смеси задают в зависимости от содержания сульфатной серы в пиритных огарках в соотношении 3-4,5% топлива на каждый 1% сульфатной серы в пиритных огарках. Загрузку шихты можно осуществлять двумя равными слоями, причем нижний слой аглошихты содержит 55-60% всего флюса, а гранулы с пиритными огарками введены только в верхний слой.

При смешивании пиритных огарков с железорудным концентратом в указанном соотношении удельная поверхность частиц смеси приближается к оптимальному значению 1300-1500 см²/г, при котором обеспечивается минимальная пористость получаемых гранул и, следовательно, максимальная их прочность, что позволяет уменьшить расход связующих без уменьшения прочности получаемых гранул, что позволяет в свою очередь повысить содержание железа в гранулах. Доля железорудного концентрата в смеси варьируется в пределах 1,6-2,5 в зависимости от гранулометрического состава пиритных огарков и концентрата, нижний предел относится к повышенному содержанию тонких фракций (более 60% класса -0,074 мм), а верхний - к пониженному содержанию указанного класса (менее 50%). Добавка топлива крупностью 0,5-2 мм в смеси пиритных огарков с концентратом и связующими веществами приводит к появлению дополнительных зародышей, облегчающих процесс грануляции. Наличие в гранулах дополнительного топлива по отношению к топливу аглошихты в указанном количестве обеспечивает приход необходимого тепла и способствует повышению температуры горения в микрообъемах аглошихты, содержащих гранулы с пиритными огарками, что благоприятствует разложению сульфатов и удалению сульфатной серы без снижения окислительного потенциала газа в остальном объеме спекаемой шихты. Нижний предел расхода топлива (3%) относится к верхнему пределу доли концентрата в смеси (2,5), а верхний (4,5%) - к нижнему пределу доли концентрата в смеси (1,6).

Дополнительное улучшение качества агломерата достигается при двухслойной загрузке шихты на ленту. При этом загрузка в верхний слой аглошихты, содержащей гранулы с пиритными огарками и 40-45% всего флюса, а в нижний - аглошихты, содержащей 55-60% флюса и не содержащей гранул с пиритными огарками, способствует дополнительному удалению серы. Известно, что известняк в аглошихте поглощает оксиды серы из газа при температуре 900-1000^oC. Уменьшение доли известняка в верхнем слое аглошихты, из которого при спекании выделяется максимальное количество серы в связи с наличием в нем гранул из пиритных огарков, уменьшает площадь реакционной поверхности и количество поглощаемых из газа оксидов серы. Кроме того, уменьшение доли известняка в верхнем слое снижает расход тепла на разложение известняка и повышает температуру в зоне горения, что также повышает прочность спека из верхнего слоя. Повышенная концентрация флюса в нижнем слое аглошихты и повышенный расход тепла на его разложение компенсируется дополнительным приходом тепла с воздухом, поступающим в зону горения. Дополнительное улучшение качества агломерата при указанной двухслойной загрузке аглошихты достигается за счет повышения прочности спеков верхнего и нижнего слоев в связи с улучшением их минералогического состава. В спеке верхнего слоя увеличивается доля железокальциевых оливинов, а в нижнем - ферритов кальция за счет уменьшения доли двухкальциевого силиката, уменьшающего прочность агломерата. Минимальная прочность агломерата наблюдается при его основности 1,3-1,4, которую обычно должна иметь доменная шихта для получения шлака основности 1,1-1,2.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Пиритные огарки Кировоградского завода (содержание Fe - 45,5%; S - 3,29%; S в виде SO₃ - 1,27%; фракция менее 0,074 мм - 53%) использовались в составе аглошихты, включающей: Богословскую руду - 15%, Михайловскую аглоруду - 22%, железорудный концентрат магнитного обогащения - 45%, известняк - 13%, пиритные огарки - 5%, возврат - 27% (от массы рудно-флюсовой части аглошихты), коксик - 5% (от массы руднофлюсовой части аглошихты). Подготовку шихты к спеканию вели по известному способу. Пиритные огарки окомковывали в тарельчатом грануляторе с добавкой к ним 6% цементно-шламовой смеси (30% агломерационного шлама), полученные гранулы смешивали с остальными компонентами шихты, которую окомковывали в барабанном окомкователе. Спекание шихты проводили в аглочаше. Усредненные результаты трех спеканий с использованием данного способа подготовки аглошихты характеризуется следующими показателями:
- удельная производительность по годному - 0,62 т/м²ч,
- показатель прочности (выход класса + 5 мм) - 57%,
- содержание серы в агломерате - 0,17%.

Пример 2. В качестве исходных компонентов использовались те же материалы, что и в примере 1. Пиритные огарки смешивали с железорудным концентратом, взятым в количестве, обеспечивающем его соотношение к количеству пиритных огарков равное 2, твердым топливом фракции 0,5-2 мм в количестве 5% от веса комкуемой шихты. В шихту добавляли 3% цементно-шламовой смеси в качестве связующего, окомковывали и спекали аналогично пример 1. Усредненные результаты спекания характеризуются следующими показателями:
- удельная производительность по годному - 0,65 т/м²ч,
- показатель прочности (выход класса + 5 мм) - 64%,
- содержание серы в агломерате - 0,11%.

Пример 3. В качестве исходных компонентов использовали те же материала, что и в примерах 1 и 2. Аналогично примеру 2 готовили гранулы из пиритных огарков. Шихту делили на два потока с различным содержанием в них флюса, в качестве которого использовали известняк, и загружали в аглочашу двумя слоями, при этом в шихту верхнего слоя подавали гранулы из пиритных огарков и часть известняка в количестве 40%. Остальной известняк в количестве 60% от необходимого для получения агломерата основностью 1,3 подавали в шихту нижнего слоя. Режимы спекания не отличались от режима спекания по примеру 2. Усредненные результаты спекания характеризуются следующими показателями:
- удельная производительность по годному - 0,66 т/м²ч,
- показатель прочности (выход годного + 5 мм) - 65%,
- содержание серы в агломерате - 0,09%.

Приведенные примеры осуществления способа показывают, что реакция предложенного способа подготовки агломерационной шихты с пиритными огарками позволит повысить производительность агломерационного процесса, повысить качество готовой продукции, снизить содержание серы в нем при одновременном удешевлении за счет использования отходов и снижения расходов связующего.

Источники информации.

1. Бюллетень ЦИИНЧМ. 1996. N 9 (533), с. 6-9.

2. Там же, с. 11-12о

Использование: изобретение относится к области металлургии, конкретно к области подготовки сырья к доменному переделу. Сущность: при вводе в агломерационную шихту пиритных огарков их предварительно смешивают с железорудным концентратом в соотношении 2,6-2,5 и дополнительным топливом фракции 0,5-2 мм в количестве 3,0-4,5% на каждый 1% сульфатной серы в пиритных огарках, после чего окомковывают с добавкой связующего и получением гранул размером 3-6 мм. Полученные гранулы вводят в агломерационную шихту и спекают с использованием в качестве флюса известняка. Загрузку шихты модно осуществлять двумя слоями, при этом пиритные огарки загружают только в верхний слой, а нижний слой содержит 55-60% всего известняка, содержащегося в агломерационной шихте. Реализация изобретения позволит использовать пиритные огарки, являющиеся отходом производства серной кислоты, большие запасы которых загрязняют окружающую среду, и одновременно позволит получить агломерат приемлемого качества с пониженным содержанием серы. 1 з.п.ф.

1. Способ подготовки агломерационной шихты к спеканию, включающей предварительное смешивание пиритных органов со связующими веществами, их окомкование с получением гранул размером 3 - 6 мм, дозирование гранул и других компонентов шихты, включающей железорудные материалы, флюс и топливо, последующее их смешивание и окомкование, отличающийся тем, что пиритные огарки дополнительно смешивают с железорудным концентратом в соотношении (1,6 - 2,5) и топливом крупностью 0,5 - 2 мм, причем количество топлива в смеси задают в зависимости от содержания сульфатной серы в пиритных органах в соотношении 3 - 4,5% топлива на каждый 1% содержания сульфатной серы в пиритных огарках. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют загрузку шихты двумя слоями одинаковой высоты, причем нижний слой шихты содержит 55 - 60% всего флюса, а верхний слой содержит гранулы с пиритными огарками.