Способ обезвоживания измельченных ферромагнитных материалов Советский патент 1985 года по МПК C22B1/00 

со

4

Од

Изобретение относится к черной .металлурхии и может быть использовано для сушки или окусования железорудных концентратов, а также утилизации шламов металлургического производства, обладаняцих ферромагнитными свойствами (конвертерные, мартеновские, прокатные).

Известен способ обезвоживания измельченных ферромагнитных материалов под воздействием постоянного магнитного поля, осуществляемый в магнитных барабанных фильтрах,Способ заключается во флокулировании частиц железорудног концентрата в воде путем наложения постоянного, магнитного поля. Под действием магнитного поля и вакуума флокулы прижимаются к -поверхности барабана, что позволяет резко повысить производительность фильтра. При вра1цении барабана материал транспортируется его поверхностью и при выходе из зоны действия магнитного поля флокулы разрушаются. В дальнейшем обезвоживание осуществляется путем фильтрации воздуха и влаги .через плотный слой кека в барабан, внутри которого поддерживается вакуум 40 мм рт;ст, QJ ,

Недостаток данного способа заключается в том, что основное и единственное назначение флокулирования состоит э повьшении эффективности сгущения пульпы притяжением ферро- магнитных частиц к фильтроткани барабана. Собственно же процесс обезвоживания осуществляется через плотный слой кека, что ухудшает условия тепло- и массообмена.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ обезвоживания измельченных ферромагнитных материалов, в котором сфпокулированный в постоянном.магнитном поле концентрат перемещают перпендикулярно силовым магнитным линиям с одновременной обработкой нагретым газом. При этом газ движется перпендикулярно силовым линиям магнитного поля (т,е, в противотоке с материалом) 2 ,

Однако флокулированный в магнитном поле материал содержит до 25% влаги, т,е,, является более влагоемким, чем любой другой вид слоя. За счет флокулирования получаются пористые образования, в которых поры расположены в основном вдоль силовых

линий ПОЛЯ и в каждой единице объема имеют различный диаметр от нескольких микрон до нескольких сотен МИКРОН. Противоток материала и газатеплоносителя приводит к тому, что обезвоживание ocyp ecтEляeтcя только за счет испарения влаги из флокулированного слоя. Испарение в этом случае очень энергоемко, так как пористый флокулированный слой менее теплопроводен, чем любой другой слой и для его нагрева требуются большие затраты тепла.

Кпрме того, флокулированный слой не может занимать весь объем между магнитами. В верхней части слой более разреженный, а в нижней части его имеется плотная подушка из материала, толщина которой определяется напряженностью магнитного поля и степенью его неоднородности. Распределение влаги в слое также неравномерно: в нижней части слоя ее больше, чем в верхней. Поэтому, в случае противотока материала и газа, газ-теплоноситель, двигаясь по пути наименьшего сопротивления, подвергает обработке в основном верхнюю часть слоя, а прогрев и вьтаривание воды из нижней части осуществляется преимущественно за счет теплопроводности материала Следовательно, процесс обезвоживг ния недостаточно эффективен и требует больших затрат тепла.

Расположение транспортирующей поверхности под наклоном 2-10 к горизонту не обеспечивает полного удаления капельной влаги, которая задерживается слоем.

Все это способствует снижению эффективности процесса обезвоживания . измельченных материалов и, соответственно, повьш1ению энергетических затрат,

Целью изобретения является интенсификация процесса обезвоживания.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу обезвоживания измельченных ферромагнитных материалов, включающему их перемещение перпендикулярно силовым линиям магнитного поля при одновременной обработке нагретым газом, обработку нагретым газом осу111ествляют путем еГо принудительного просасывания через слой материала параллельно магнитным силовым линиям.

3

Суп;ность изобретения заклкиается

в следукнцем.

Измельченные ферромагнитные материалы флокулируют в магнитном поле с вертикальным расположением магнитных силовых линий и перемещают пер-г пендикулярно. последним на влагопроницаемой транспортирующей поверхности. При этом нагретый газ .принудительно просасывают через флокули- рованный слой в зоне действия магнитного поля параллельно его силовым линиям. Указанное направление движения газа способствует интенсификации процесса обезвоживания материалов, так как позволяет осугдествлять удаление капельной влаги из крупных пор флокулированного слоя. При этом снижается сопротивление движению газа, что приводит соответственно к снижению его количества, необходимого для достижения требуемого уровня влажности. Просос через слой параллельно силовым линиям магнитного поля осу1чествляется принудительно за счет отсоса его из зоны обработки. Это позволяет увеличить скорость движения Нагретого газа и соответственно скорость процесса обезвоживания .

Пример, Железорудньй концентрат после магнитной сепарации с содержанием твердого вещества около 50% дополнительно разбавляют водой до содержания твердого 15-20% и в виде пульпы через щелевое сопло подают в область действия постоянного магнитного,поля, которое образуется электромагнитами постоянного тока или постоянными магнитами с вертикальным расположением силовых линий Между полюсами магнита движется влагопроницаемая металлическая сетка, под которой на длине 10% области действия магнитного поля находится сборник для воды.

При попадании в зону действия магнитного поля с индукцией в зазоре 0,05-0,1 Тл ферромагнитные частицы выстраиваются пи магнитным силовым линиям, образуя высокопористьй слой флокул, который перемещается перпендикулярно силовым линиям поля между полюсами магнита. Основное количество влаги сливается в водосборник через влагопроницаемую поверхность в момент образования слоя. Сформированный слой удерживает 25-30% влаги, из них 15-18% - капельная (влага

346154

в крупных порах). Нагретый газ подают сверху в пространство между фло- кулированным слоем и верхним полюсным наконечником и отсасьшают с помощью дымососа с разрежением до 200 мм вод. столба через флокулированньй слой и влагопроницаемую транспортируемую поверхность параллельно силовым линиям магнитного поля. Отсос газа производят через коллектор, расположенный сразу за водосборником по ходу движения материала.

Температура газа над материалом 100-500 С, а в коллекторе он имеет температуру менее 100°С. После выхода из зоны прососа влажность материала составляет 6-9%.

Способ был реализован на опытной установке непрерывного действия. Для сравнения испытывали три варианта технологии: флокулирование железорудного концентрата и нагрев зоны флокулирования до 500 CJ флокулирование железорудного концентрата и .обработку его в противотоке газом-теплоносителем с температурой 500 С; флокулирование железорудного концентрата и обработку его в режиме прососа через слой газом-теплоносите tn & - - -.

лем с температурой до 500 С,

Второй вариант технологии соответствует способу обезвоживания, указанному в прототипе. Флокулирование Ингулецкого концентрата осуществляли между полюсными наконечниками .-электромагнита. Геометрические размеры зоны флокулиррвания, мм:.1 1ирина 130; высота 100; длина 400.

Магнитная индукция в центре рабочего зазора была равна 0,05 Тл и обеспечивала максимально возможные значения коэффициента однородности, слоя (л 0,89), Исходная концентрация твердого в пульпе составляла

5 16%о После флокулирования и слива излишней воды из слоя содержание влаги в последнем бьшо 24-26%. Производительность установки по.твердому продукту достигала 75 кг/ч, а содержание твердого в слитом остатке 0,9%.

Нагрев зоны флокулирования. Прогрев флокулированного слоя продуктами сжигания природного газа осу5.6 ществляли в интервале 100-500 с. При этом слой перемещали на влагопроницаемой транспортирующей сетке со : скоростью 1,75-8,5 м/ч. Опыты пока-.

зали, что влажность концентрата в значительной мере определяется временем пребывания флокул в зоне термической обработки,

Влажность 9% может быть достигнута при нагреве зоны Алокулирования до при скорости сетки 1,75м/ч Увеличение скорости требует существенного повышения температуры, т.е. процесс в данном случае имеет очень низкую производительность.

Противоток флокулированного слоя с газом-теплоносителем. В этом случае влажность слоя порядка 9% может быть получена.уже при скоростях более 6 м/ч, однако газ-теплоноситель должен иметь температуру не ниже 500°С.

Просос газа-теплоносителя через флокулированный слой. Наиболее перспективный с экономической точки зрения вариант сушки. Через флокулированный из пульпы слой с влажностью 24-26% просасывали нагретьй до различных температур воздух. Во всем исследованном диапазоне скоростей перемещения слоя (1-10 м/ч) его влажность на уровне 6-9% достигалась при температурах воздуха 150-200 С. Существенное ускорение процесса сушки достигалось я счет удаления капельной влаги из пор, параллельно которым просасывался воздух.

В таблице приведены данные, характеризующие процесс обезвоживания концентрата. Ингулецкого ГОКа предлагаемым способом по сравнению с прототипом

СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ИЗМЕЛЬЧЕННЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий ш{ перемещение перпендикулярно силовым линиям магнитного поля при одновременной обработке нагретым газом, отличающийс я тем, что, с целью интенсификации процесса обезвоживания, обработку нагретым газом осуществляют путем его принудительного просасывания через слой материала- параллельно магнитным силовым линиям.

Движение нагретого газа перпендикулярно силовым линиям магнитного поля (прототип)

Движение газа параллельно силовым линиям магнитного поля

Из таблицы видно, что применение предлагаемого способа обезвоживания позволяет снизить время обезвоживания в 2 раза, температуру нагрейа таза в 2,5 раза , повысить про-:, изводительность процесса в 2 ра-за , при этом получить готовьпй продукт с более низкой влаж ностью.

6,0

9,0

37

3,0

5,0

75

. Способ позволяет утилизировать пшамы металлургического производства, обладаю1чие ферромагнитными свойствами. Так, например, шламы, Содержащие 59% железа, подают описанным образом в область действия магнитного поля,где отделяется и обезвоживается твердая часть.При этом наблюдается по вьш1ение содержания железа до 61,8%.