СПОСОБ ОКУСКОВАНИЯ ИЗМЕЛЬЧЕННЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2013 года по МПК C22B1/242 

Описание патента на изобретение RU2490339C1

Изобретение относится к области металлургии и строительного материаловедения, в частности окускованию измельченных продуктов и может быть использовано при получении гранул и брикетов из смеси концентратов черных и цветных металлов и флюсов перед плавкой.

Для уменьшения пылевыноса при плавке порошкообразного металлургического сырья, особенно в печах шахтного типа, проводят его укрупнение - грануляцию и брикетирование. Полученные гранулы и брикеты должны быть достаточно прочными, не разрушаться при дальнейшей переработке, а слой такого материала обладать необходимой газопроницаемостью. Шихта для скатывания должна быть определенной влажности (6-12%), а для получения более прочных окатышей в шихту вводят связующие (сульфит-целлюлозный щелок, известь, жидкое стекло, лигносульфонат, патоку и пр.). При брикетировании рудных материалов, например сульфидных медных концентратов в шихту вводят известь - пушонку, трепел, лигносульфонат. Для упрочнения брикеты пропаривают в автоклавах при температуре 175 С в течение 5-6 часов. (Процессы и аппараты цветной металлургии. С.С. Набойченко и др., Екатеринбург 1997). Наиболее прочные брикеты получают при использовании в качестве связующего лигносульфонатов. Основным недостатком известных способов является недостаточная прочность брикетов и повышенные затраты на брикетирование, в частности на весьма дорогой лигносульфонат, на пропарку и сушку.

Наиболее близким по технической сути является способ брикетирования флотационных концентратов, включающий перемешивание концентратов с комбинированным связующим, включающим патоку, негашеную известь и воду, которые предварительно смешивают в течение 1-5 минут при весовом соотношении 0,8-1,2:1:0,2. Влажность исходного концентрата должна быть до 12%, а количество связующего 2-6% от массы концентрата (патент РФ №2268314, 20.01.2006).

Комбинированное связующее на основе патоки и извести позволяет получить брикеты высокой влагостойкости и прочности. Вместе с тем, относительно высокая стоимость патоки ограничивает ее применение, а восстановительный характер этого связующего нежелателен для плавки сульфидных концентратов. Технология брикетирования, включающая несколько стадий, весьма длительна, также может быть упрощена.

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков и на обеспечение технического результата - повышение прочности брикетов, а также упрощение и удешевление технологии.

Указанный технический результат достигается при использовании способа окускования флотационных концентратов черных и цветных металлов перед плавкой, в котором на перемешивание подают сухое комбинированное связующее и концентрат с влажностью до 20%, при этом комбинированное связующее содержит негашеную известь и лигносульфонат в соотношении 1÷5:1, а сушку брикетов производят с использованием СВЧ-энергии в течение 1-5 минут.

Изобретение имеет три отличительные особенности.

1. Неизбежными стадиями получения сульфидных концентратов являются собственно флотация, сгущение, фильтрование и сушка. Влажность кеков фильтрования определяется способом фильтрования, составляет 15-30% при использовании вакуум-фильтров и 8-15% при использовании фильтр-прессов. Сушкой влажность концентратов доводят до 5-7%.

Известь в случае приготовления брикетов для плавки концентратов выполняет двоякую роль - способствует получению легкоплавкого шлака и является связующим для получения брикетов. В известном способе прототипа используют негашеную известь, которую смешивают с патокой и водой. При этом происходит гидратация (гашение):

СаО+H2O=Са(ОН)2.

Полученную суспензию смешивают с концентратом указанной влажности (5-7%), брикетируют, сушат и после этого плавят.

В предлагаемом способе предложено проводить смешение сухого связующего на основе негашеной извести с концентратом повышенной влажности, тем самым сократить затраты на стадии фильтрования и сушки. Расчеты и практическая проверка показали, что влаги, содержащейся в кеке фильтрования (до 20%) более чем достаточно для полной гидратации того количества извести, которое требуется при получении качественных брикетов. При гашении извести, сопровождающей смешение влажного кека и сухого связующего, выделяется известное количество тепла (~14 кКал/моль), температура смеси поднимается и последующее формирование брикетов протекает на качественно ином уровне. Прочность брикетов в результате улучшается. Таким образом при меньших затратах на фильтрование, исключении сушки исходного концентрата получают более качественные брикеты.

2. Известно, что при использовании в качестве связующего только лигносульфоната качество получаемых брикетов высокое, но сам по себе лигносульфонат для последующей плавки является балластным компонентом. С этой точки зрения его частичная замена на известь, являющейся полезным флюсом, целесообразна. Исследованиями установлено, что известь в связке с лигносульфонатом образует длинномолекулярные относительно пластичные структуры, включающие дигидрат сульфата кальция CaSO2·2H2O, которые армируют брикет и также повышают их качество. При этом до определенных пропорций замена лигносульфоната известью не снижает прочности брикетов. Лучшие результаты достигаются при соотношении извести и лигносульфоната от 1:1 до 5:1.

3. Обработка брикетов на стадии сушки в СВЧ-электромагнитном поле способствует снижению диффузионных затруднений во влажной массе, формированию развитой армирующей структуры связки в объеме брикета и ускоряет их окончательную сушку. Продолжительность обработки СВЧ-энергией составляет 1 -5 минут.

Реализация предложенного способа рассмотрена в следующих примерах:

Брикетированию подвергали медный сульфидный концентрат, содержащий 18,5% Cu; 35,5% Fe; 4,3% Zn; 40,7% S; 4,0% SiO2. С учетом исходной влажности 5,5% тщательным перемешиванием с водой влажность концентрата доводили до заданного значения, в т.ч. до состояния кека, не подвершегося сушке. В заданной пропорции смешивали сухую негашеную техническую известь (активность 92%) и сухой лигносульфонат (ЛСТ). Навески влажного концентрата и связующего в пропорции, обеспечивающей содержание СаО в шихте 5%, смешивали в шнековом смесителе, смесь брикетировали при давлении 40 МПа, брикеты обрабатывали с использованием СВЧ-энергии в лабораторной установке. При необходимости до полной готовности брикеты досушивали естественным путем и испытывали на прочность по известной методике - давили под прессом и фиксировали давление, при котором брикет разрушался. Для сравнения проведен опыт по способу прототипа, в котором концентрат с влажностью 10% смешивали со связующим на основе патоки и негашеной извести.

Результаты приведены в таблице.

№ опыта Влажность концентрата, % Соотношение СаО:ЛСТ в связующем Продолжительность обработки в СВЧ-установке, мин Давление разрушения, МПа 1 5 0,5:1 0,5 2,3 2 7 1:1 1 6,9 3 10 2:1 1,5 8,3 4 15 4:1 2 9,0 5 20 5:1 5 9,3 6 25 6:1 10 5,4 7 прототип 7,2

Сопоставительный анализ известных технических решений, в т.ч. способа, выбранного в качестве прототипа, и предлагаемого изобретения позволяет сделать вывод, что именно совокупность заявленных признаков обеспечивает достижение усматриваемого технического результата. Реализация предложенного технического решения дает возможность повысить прочность брикетов, сократить затраты и упростить технологию исключением операции сушки концентратов перед брикетированием.

Похожие патенты RU2490339C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ БРИКЕТИРОВАНИЯ ФЛОТАЦИОННЫХ ФЛЮОРИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ 2004
  • Руднев Борис Петрович
  • Синдаровский Андрей Николаевич
  • Птицын Алексей Михайлович
  • Дюдин Юрий Константинович
  • Шилин Виктор Васильевич
  • Шестовец Владимир Захарович
RU2268314C1
СПОСОБ ОКУСКОВАНИЯ МЕЛКОИЗМЕЛЬЧЕННЫХ ПЛАВИКОШПАТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ 2003
  • Руднев Б.П.
  • Синдаровский А.Н.
  • Птицын А.М.
  • Дюдин Ю.К.
  • Коршунов В.В.
  • Шестовец В.З.
RU2245929C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРИКЕТОВ ПЛАВИКОВОГО ШПАТА 2002
  • Коршунов В.В.
  • Шестовец В.З.
  • Черных С.И.
RU2205235C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГЕРМАНИЯ 2008
  • Свиридова Марина Николаевна
  • Танутров Игорь Николаевич
  • Бажов Павел Сергеевич
RU2375481C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ГРАВИТАЦИОННЫХ СИЛИКАТНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ, СОДЕРЖАЩИХ ЗОЛОТО И СЕРЕБРО 2002
  • Танутров И.Н.
  • Свиридова М.Н.
  • Макарова Н.М.
RU2221062C1
СПОСОБ БРИКЕТИРОВАНИЯ УГЛЕРОДНЫХ ВОССТАНОВИТЕЛЕЙ 2017
  • Прошкин Александр Владимирович
  • Жучков Сергей Станиславович
RU2669940C1
Способ подготовки сульфидизатора для шахтной плавки окисленных никелевых руд 1991
  • Фельман Рина Иоелевна
  • Харлакова Тамара Александровна
  • Резник Иосиф Давидович
  • Люмкис Семен Ефимович
  • Муфтахов Асгат Сабахович
  • Окунев Аркадий Иванович
  • Селиванов Евгений Николаевич
  • Сорокин Александр Алексеевич
SU1794101A3
УГЛЕРОДНЫЙ ВОССТАНОВИТЕЛЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕХНИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2020
  • Жучков Сергей Станиславович
RU2740994C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА 2011
  • Кусков Вадим Борисович
  • Утков Владимир Афанасьевич
  • Кускова Яна Вадимовна
  • Корнев Антон Владимирович
RU2466196C1
СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛИСТОГО СЫРЬЯ, СОДЕРЖАЩЕГО ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ 2020
  • Александрова Татьяна Николаевна
  • Кусков Вадим Борисович
  • Николаева Надежда Валерьевна
RU2739044C1

Реферат патента 2013 года СПОСОБ ОКУСКОВАНИЯ ИЗМЕЛЬЧЕННЫХ ПРОДУКТОВ

Изобретение относится к металлургии, к брикетированию концентратов перед плавкой. Для увеличения прочности брикетов, сокращения затрат и упрощения технологии концентрат с влажностью до 20% смешивают с комбинированным связующим, содержащим негашеную известь и лигносульфонат в соотношении 1÷5:1, а сушку брикетов производят с использованием СВЧ-энергии в течение 1-5 минут. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 490 339 C1

Способ окускования флотационных концентратов черных и цветных металлов перед плавкой, включающий перемешивание концентрата с комбинированным связующим, содержащим негашеную известь, брикетирование и сушку брикетов, отличающийся тем, что на перемешивание подают сухое комбинированное связующее и концентрат с влажностью до 20%, причем комбинированное связующее содержит негашеную известь и лигносульфонат в соотношении 1÷5:1, а сушку брикетов производят с использованием СВЧ-энергии в течение 1-5 мин.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2490339C1

СПОСОБ БРИКЕТИРОВАНИЯ ФЛОТАЦИОННЫХ ФЛЮОРИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ 2004
  • Руднев Борис Петрович
  • Синдаровский Андрей Николаевич
  • Птицын Алексей Михайлович
  • Дюдин Юрий Константинович
  • Шилин Виктор Васильевич
  • Шестовец Владимир Захарович
RU2268314C1
RU 2000117869 A, 20.05.2002
Брикет для плавки чугуна 1987
  • Баронин Борис Иванович
  • Пелих Владимир Федотович
  • Головня Анатолий Борисович
  • Максименко Григорий Устинович
  • Ефременко Александр Иванович
  • Янкелевич Владимир Моисеевич
  • Близно Александр Иванович
  • Меламед Борис Дмитриевич
SU1477755A1
БРИКЕТ - КОМПОНЕНТ ДОМЕННОЙ ШИХТЫ 2003
  • Скороходов В.Н.
  • Лисин В.С.
  • Курунов И.Ф.
  • Настич В.П.
  • Самсиков Е.А.
  • Подлесных А.В.
  • Сперкач И.Е.
  • Чижикова В.М.
RU2237722C1
US 0006451084 B1, 17.09.2002.

RU 2 490 339 C1

Авторы

Лобанов Владимир Геннадьевич

Агеев Никифор Георгиевич

Сергеев Василий Анатольевич

Хафизов Азат Тагирович

Хафизов Тагир Миниханович

Ориничев Виктор Анатольевич

Даты

2013-08-20Публикация

2012-03-05Подача