СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГРАНУЛИРОВАННОГО ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕГО КОНЦЕНТРАТА Российский патент 2023 года по МПК C22B1/14 

Изобретение относится к гранулированию концентрата железосодержащего, который может быть использован в качестве железосодержащей добавки при производстве цемента, изолирующего материала при рекультивации шламонакопителей и строительстве новых шламонакопителей, добавки при производстве строительных смесей и бетонов, а также в металлургической промышленности как один из компонентов при производстве металлургических и других брикетов в виде шихтовой добавки.

Известен способ гранулирования сыпучих материалов, включающий формирование их в виде отдельных струй и окомкование с возвратом некондиционной фракции. Благодаря формированию двух или нескольких потоков комкуемого материала, направленных навстречу, происходит интенсивный рост гранул. Кроме того, возможно получить кондиционные гранулы из материалов, влажность которых на 0,5-1,0% выше оптимальной влажности комкуемого материала (см. авторское свидетельство SU №777073, кл. С22В 1/14, опубл. 1978).

Однако известный способ не позволяет получить требуемый гранулометрический состав окатышей (гранул) ввиду того, что при сверхтонком измельчении сыпучих материалов образуется большое количество шламов, препятствующих глубокому обезвоживанию материалов в вакуум-фильтрах и снижающее производительность окомкователей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ производства гранулированного железосодержащего концентрата, заключающийся в том, что формируют прессованием цилиндрические гранулы из влажного мелкозернистого железосодержащего концентрата с максимальным размером частиц не более 1 мм и порошкообразных минеральных добавок (см. патент CN №103305690А, кл. С22В 1/16, 18.09.2013)/

Данный способ производства гранулированного железосодержащего концентрата позволяет формировать гранулы диаметром от 3 до 12 мм. Данный диаметр гранул железосодержащего концентрата позволяет формировать качественную шихту для интенсификации доменного процесса. Однако гранулы вышеуказанного размера и состава не позволяют производить гранулы, которые предотвратили бы опасность смерзания гранул между собой при их транспортировке в зимнее время года автомобильным, железнодорожным или иным неотапливаемым транспортом, что сужает возможности их транспортировки от места производства или хранения к месту использования, поскольку резко усложняет, а в ряде случаев делает невозможным разгрузку доставленного к месту назначения гранулированного железосодержащего концентрата.

Технической проблемой, решаемой в настоящем изобретении, является устранение выявленных в известных технических решениях недостатков.

Технический результат заключается в том, что достигается улучшение транспортабельности гранулированного железосодержащего концентрата путем предотвращения его смерзания за счет оптимизации размеров и состава гранулированного железосодержащего концентрата с оптимизацией его влажности.

Вышеуказанные техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что способ производства гранулированного железосодержащего концентрата заключается в том, что формируют прессованием цилиндрические гранулы из влажного мелкозернистого железосодержащего концентрата с максимальным размером частиц не более 1 мм и порошкообразных минеральных добавок, причем используют смесь, состоящую из 90% (в масс%) мелкозернистого влажного железосодержащего концентрата, содержащего SiO не более 18,0%, СаО не более 15,0%, TiO₂ не более 8,0%, MnO не более 7,0%, V₂O₅ не более 3,0%, остальное Fe₂O₃ и влажностью от 6 до 18% и 10% смеси минеральных добавок, которая содержит (в масс.%) негашеную известь сорт 1 от 3 до 5% и бентонит от 5 до 7%, причем вышеуказанные мелкозернистый концентрат и минеральные добавки перемешивают и прессуют под давлением от 1,2 до 1,6 МПа с получением цилиндрических гранул диаметром от 20 до 30 мм и длиной от 3 до 50 мм, после чего цилиндрические гранулы сушат при комнатной температуре в течение 24 часов.

В ходе проведенного исследования было установлено, что при использовании вышеописанного мелкозернистого железосодержащего концентрата введения в состав гранул негашеной извести 1 сорта фракции, предпочтительно с размером частиц не более 10 мм и в вышеуказанном количестве позволяет при взаимодействии с влажным железосодержащим концентратом связать часть влаги и, выделяя тепло от реакции гашения негашеной извести, сушить гранулу изнутри, а введение в состав гранулы бентонита в вышеуказанном количестве позволяет в ограниченном размерами гранул пространстве при свободном разбухании в присутствии влаги образовать плотный гель, препятствующий дальнейшему проникновению влаги в гранулу, а бентонит, при этом оказывает смазывающее свойство при экструзии в процессе производства гранул, что позволяет повысить плотность и прочность гранул в процессе производства этих гранул прессованием под давлением от 1,2 до 1,6 МПа с получением цилиндрических гранул диаметром от 20 до 30 мм и длиной от 3 до 50 мм и последующей естественной сушкой полученных прессованием цилиндрических гранул при комнатной температуре в течение суток.

При этом было установлено, что гранулы большего размера не улучшают свойства гранул к предотвращению смерзания в процессе транспортировки, но снижают плотность загрузки, что усложняет процесс их транспортировки.

Выполнение цилиндрических гранул меньшей длины и диаметра повышают плотность их загрузки, но приводит к их смерзанию в единый пласт, который не представляется возможным выгрузить без использования специального оборудования по размораживанию кузова или вагона в зависимости от средства транспортировки.

Заявленный способ осуществляют следующим образом.

Предварительно железосодержащий концентрат подвергают дроблению с получением на выходе мелкозернистого железосодержащего концентрата с преобладанием частиц максимального размера не более 1 мм и влажностью от 6 до 18%.

Далее влажный мелкозернистый железосодержащий концентрат тщательно перемешивают с порошкообразными негашеной известью 1 сорта и бентонитом.

Полученную смесь направляют в пресс, где под давлением от 1,2 до 1,6 МПа формируют цилиндрические гранулы диаметром от 20 до 30 мм и длиной от 3 до 50 мм, после чего цилиндрические гранулы подвергаются естественной сушке при комнатной температуре в течение 24 часов.

Как результат, загруженные засыпкой в транспортное средство цилиндрические гранулы не смерзаются и таким образом, достигается улучшение транспортабельности гранулированного железосодержащего концентрата путем предотвращения его смерзания за счет оптимизации размеров и состава гранулированного железосодержащего концентрата с оптимизацией его влажности.

Изготовленный по указанному способу гранулированный железосодержащий концентрат успешно прошел промышленные испытания на предприятии ООО «ХайдельбергЦемент Рус». По данным промышленных испытаний, применение вышеописанного гранулированного цилиндрического железосодержащего концентрата, кроме всего прочего снижает на 1-2% расход топлива на обжиг клинкера - что существенно для цементных заводов в промышленных масштабах. Полученный железосодержащий гранулированный концентрат можно транспортировать ж/д и автотранспортом круглогодично не опасаясь смерзания груза.

Изобретение относится к гранулированию концентрата железосодержащего, который может быть использован при производстве цемента, изолирующего материала при рекультивации шламонакопителей и строительстве новых шламонакопителей, при производстве строительных смесей и бетонов, а также в металлургической промышленности. Формируют прессованием цилиндрические гранулы из влажного мелкозернистого железосодержащего концентрата с максимальным размером частиц не более 1 мм и порошкообразных минеральных добавок. Причем используют смесь, состоящую из 90 мас.% мелкозернистого влажного железосодержащего концентрата, содержащего SiO не более 18,0%, СаО не более 15,0%, TiO₂ не более 8,0%, MnO не более 7,0%, V₂O₅ не более 3,0%, остальное Fe₂O₃, и влажностью от 6 до 18%, и 10 мас.% смеси минеральных добавок, которая содержит, мас.% негашеную известь сорт 1 от 3 до 5% и бентонит от 5 до 7%. Мелкозернистый концентрат и минеральные добавки перемешивают и прессуют под давлением от 1,2 до 1,6 МПа с получением цилиндрических гранул диаметром от 20 до 30 мм и длиной от 3 до 50 мм, после чего цилиндрические гранулы сушат при комнатной температуре в течение 24 часов. Обеспечивается улучшение транспортабельности гранулированного железосодержащего концентрата путем предотвращения его смерзания за счет оптимизации размеров и состава с оптимизацией его влажности.

Способ производства гранулированного железосодержащего концентрата, включающий формирование прессованием цилиндрических гранул из влажного мелкозернистого железосодержащего концентрата с преобладанием частиц максимального размера не более 1 мм и порошкообразных минеральных добавок, отличающийся тем, что используют смесь, состоящую из 90 мас.% мелкозернистого влажного железосодержащего концентрата, содержащего SiO не более 18,0%, СаО не более 15,0%, TiO₂ не более 8,0%, MnO не более 7,0%, V₂O₅ не более 3,0%, остальное Fe₂O₃, и влажностью от 6 до 18%, и 10 мас.% смеси минеральных добавок, которая содержит, мас.%, негашеную известь сорт 1 от 3 до 5% и бентонит от 5 до 7%, причем вышеуказанные мелкозернистый концентрат и минеральные добавки перемешивают и прессуют под давлением от 1,2 до 1,6 МПа с получением цилиндрических гранул диаметром от 20 до 30 мм и длиной от 3 до 50 мм, после чего цилиндрические гранулы сушат при комнатной температуре в течение 24 часов.