СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЗАМАСЛЕННОЙ ОКАЛИНЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА К БРИКЕТИРОВАНИЮ Российский патент 2012 года по МПК C22B1/248 C22B1/243 

Изобретение относится к металлургии, а именно к подготовке железосодержащих отходов металлургического производства для последующего их брикетирования, изготовления окатышей и т.п. к плавке.

Известен способ брикетировапия шихтовых материалов, включающий предварительную подготовку замасленных материалов, в частности окалины, путем обработки ее силикатно-известковым раствором в виде извести, разведенной в водном растворе жидкого стекла, с последующим гранулированием и сушкой (патент РФ №2321647) (1).

Этот способ недостаточно эффективен для обработки шихты с большим содержанием масла, кроме того, использование извести в жидком стекле приводит при обжиге к образованию тугоплавких соединений в виде метаортосиликатов кальция.

Наиболее близким к предлагаемому является способ предварительной подготовки замасленных шихтовых материалов к последующему брикетированию, в котором замасленные железосодержащие отходы в измельченном состоянии обрабатывают 10-20%-ным раствором каустической соды NaOH в водном растворе жидкого стекла Na₂O.n.SiO₂, затем сушат и гранулируют (патент РФ №2217511) (2).

Недостатком этого способа является недостаточная эффективность предварительной обработки, как следствие недостаточная прочность получаемых брикетов, а также большой расход и высокая концентрация NaOH, что удорожает процесс и делает его небезопасным для людей, оборудования и экологии.

Технологической задачей изобретения является повышение качества обработки за счет улучшения моющих свойств используемых реагентов, при одновременном удешевлении процесса и повышении его экологической безопасности.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе подготовки замасленной железосодержащей окалины для последующего брикетирования, включающем смешивание измельченной окалины с каустической содой и водным pacтвором жидкого стекла, сушку и гранулирование, новым является то, что замасленную окалину последовательно смешивают с сухой каустической содой, 2-3 кг на 1% масла на 1 т замасленной окалины, затем дополнительно с сухой кальцинированной содой, 7-8 кг на 1% масла на 1 т окалины и керамзитовой пудрой, 8-12 кг соответственно, а затем с водным раствором жидкого стекла плотностью 1350-1400 кг/м³ в объеме 8-10 л на 1% масла на 1 т окалины с предварительно растворенным в нем кремнефтористым натрием, в количестве 50-60 г на 1 л раствора жидкого стекла.

Технический результат достигается следующим:

а) Использование каустической, а затем кальцинированной соды в сухом виде повышает эффективность разрушения водомасляной эмульсин за счет их геграскопичности и высоких моющих свойств, причем при поглощении воды содой из водомасляной эмульсии происходит выделение тепла (экзотермический процесс), что снижает адгезию масла с частицами оксида железа. При этом вначале обработку ведут сухой каустической содой, которая обладает большим экзотермическим и моющим эффектом, однако она очень агрессивна и экологически опасна, а потому для уменьшения ее количества и концентрации добавляют сухую кальцинированную соду в большем количестве, в результате чего обеспечивается низкая степень адгезии масла к частицам окалины при уменьшении агрессивности и экологической опасности реагентов. Каустическая и кальцинированная сода в количестве 2-3 и 7-8 кг соответственно на 1% масла на 1 т замасленной окалины согласно практическим испытаниям являются оптимальными, что позволяет получить максимальную моющую эффективность.

б) При добавлении керамзитовой нудры, являющейся адсорбентом масла, происходит поглощение ею масла, что облегчает и ускоряет процесс перемешивания, сушки и гранулирования окалины, чем достигается удешевление процесса при дополнительном повышении качества продукта, а, кроме того, вспученная глина с поглощенным маслом является дополнительным источником углерода при плавке, необходимого для восстановления железа из оксидов. Для максимальной адсорбции 1% масла в 1 т окалины требуется 8-12 кг керамзитовой пудры.

в) Добавление в жидкое стекло соли кремнефтористого натрия в качестве отвердителя ускоряет процесс затвердевания и гранулирования при более низких температурах, что в свою очередь удешевляет процесс. Наличие кремнефтористого натрия в количестве 50-60 г/л жидкого стекла является оптимальным, что обеспечивает получение сыпучих и достаточно твердых гранул окалины. Водный раствор жидкого стекла с предварительно растворенным в нем кремнефтористым натрием используется с плотностью 1350-1400 кг/м³ в объеме 8-10 л на 1% масла на 1 т окалины.

г) Для повышения эффективности восстановления железооксидной окалины исходную замасленную окалину измельчают до фракции менее 0,4 мм (чем меньше размер, тем лучше происходит процесс металлизации и ниже энергозатраты при проведении плавки), что повышает эффективность и сокращает время плавления металла.

Способ осуществляют следующим образом. Замасленную окалину сначала измельчают, после этого интенсивно перемешивают сначала с сухой каустической содой (гидроокись натрия NaOH), в количестве 2-3 кг на 1% масла на 1 т окалины, а затем с сухой кальцинированной содой (карбонат натрия Nа₂СО₃), в количестве 7-8 кг на 1% масла на 1 т окалины. В результате реакции щелочи с водомасляной эмульсией углеводородные молекулы масла разрушаются, утрачивая обволакивающие свойства, т.е. имеет место «моющий эффект», но без удаления продуктов реакции, при этом абсорбция воды сухой щелочью сопровождается выделением тепла, что интенсифицирует процесс.

В эту горячую защелаченную массу добавляют при перемешивании керамзитовую пудру, в количестве 8-12 кг па 1% масла на 1 т окалины в качестве поглотителя масла, а затем добавляют водный раствор жидкого стекла (водный раствор силиката натрия Na₂O.n.SiO₂) в объеме 8-10 л на 1% масла на 1 т окалины с предварительно растворенной в нем солью кремнефтористого натрия (в качестве отвердителя), в количестве 50-60 г на 1 л раствора жидкого стекла.

Полученную массу сушат и одновременно гранулируют при температуре не ниже 100°С. Строгое соблюдение последовательности и количества применяемых реагентов в оптимальных пределах позволяет получить рассыпчатый полуфабрикат для изготовления брикетов, окатышей и т.п. для плавки любым известным способом.

В таблице 1 приведены варианты осуществления способа в расчете на 1% масла на 1 т окалины

Таблица 1 Компонентный состав, масс.% Варианты А Б В 1. Каустическая сода, кг 2 2,5 3 2. Кальцинированная сода, кг 8 7,5 7 2. Керамзитовая пудра, кг 8 10 12 3. Жидкое стекло (плотностью 1350-1400 кг/м³), л 10 9 8 4. Кремнефтористый натрий, кг 0,6 0,55 0,50

В таблице 2 приведены технические характеристики образующегося порошка предлагаемого состава (варианты в соответствии с таблицей 1).

Таблица 2 Показатели Исходная замасленная окалина Варианты предлагаемого состава А Б В 1. Насыпная плотность, кг/м³ 1240-1250 1020-1025 1030-1035 1040-1050 2. Влажность, % 2,47-2,52 0,17-0,18 0,18-0,20 0,21-0,23

Применение заявленного способа способствует снижению энергозатрат и улучшению процесса сушки и грануляции замасленной окалины без обжига масла и выброса в атмосферу вредных кислых газов, при этом время сушки по сравнению с аналогом снижается более чем на 30-40%, одновременно масло используется в качестве дополнительного источника углерода для восстановления железа.

Заявленный способ подготовки замасленной окалины является наиболее технологичным, экологически чистым и экономным способом.

Изобретение относится к металлургии, а именно к подготовке железосодержащих отходов металлургического производства в виде окалины для последующего брикетирования. Измельченную замасленную окалину смешивают с сухой каустической содой в количестве 2-3 кг на 1% масла на 1 т окалины, затем дополнительно с сухой кальцинированной содой, 7-8 кг на 1% масла на 1 т окалины, и керамзитовой пудрой, 8-12 кг соответственно. Затем заливают водным раствором жидкого стекла плотностью 1350-1400 кг/м³ в объеме 8-10 л на 1% масла на 1 т окалины с предварительно растворенной в нем солью кремнефтористого натрия, в количестве 50-60 г на 1 л раствора жидкого стекла. Изобретение способствует снижению энергозатрат, улучшению процесса сушки и снижению времени сушки более чем на 30-40%, улучшению грануляции замасленной окалины без обжига масла и выброса в атмосферу вредных кислых газов. 2 табл.

Способ подготовки замасленной окалины металлургического производства к брикетированию для плавки, включающий смешивание измельченной окалины с каустической содой и вводным раствором жидкого стекла, сушку и гранулирование, отличающийся тем, что замасленную окалину последовательно смешивают с сухой каустической содой 2-3 кг на 1% масла на 1 т окалины, а затем дополнительно с сухой кальцинированной содой 7-8 кг на 1% масла на 1 т окалины и керамзитовой пудрой 8-12 кг соответственно, после чего заливают водным раствором жидкого стекла плотностью 1350-1400 кг/м³ в объеме 8-10 л на 1% масла на 1 т окалины с предварительно растворенным в нем соли кремнефтористого натрия 50-60 г на 1 л раствора жидкого стекла.