Способ подготовки шлама для агломерации Советский патент 1986 года по МПК C22B1/00 

Изобретение относится к подготовке шихтовых материалов к агломерационному переделу и может быть использовано в черной металлургии при утилизации продуктов улавлива- ния газоочисток металлургических производств.

Цель изобретения - повьшение эффективности процесса подготовки смеси при использовании отходов произ- водства извести.

На чертеже приведена схема организации 17одготовки ншама к агломерации.

Способ осуществляется следующим образом. .

Известковую пьшь после пылеочист- ки обжигового производства из дозировочного бункера 1 питателем 2 с помощью вибрируемого листа 3 подают на укрытый, вьшолненньй с разрывами ложа, вибролоток 4. Во время падения известковой пыли с листа 3 на вибролоток 4 поток ее орошается шламом из механической форсунки 5. Соотношение шлама к известковой пыли в смеси поддерживается (0,25- 1,6):1,

В образованной шламоизвестковой смеси за счет вибрации лотка и на- ходящейся на нем смеси, перегрузок смеси с одного его отрезка лотка, на другой доусредняется, смачивается пылящая часть. За счет воздействия абразивных частиц шлама на известковую пыль во время вибрации смеси и перегрузок нарушается неактивная обо лочка пылинок, содержащая в своем составе карбонизированную, частично гидратированную известь, гипс.

Смесь обрабатывают с ускорением вибрациц 4-25 g в течение 1-5 с на вибролотке, приводимом в движение вибратором 6 общего назначения с круговыми колебаниями. Обработанный шла с активизированной известковой пылью поступает в бункер 7, где вьщержива- ется в зависимости от вида пыли в течение не менее 0,2-1,5 ч. Соприка- сакмциеся со смесью части оборУдова- ния гумированы во избежание образова ния на них гарниссажа. Подготовленный усредненный шлам после выдержки в смеси подают в поток усредняемых шихтовых материалов аглофабрики.

Соотношение шлама к известковой пыли в смеси (О,25-1,6):1 обеспечивает использование при получении смеси жидкотекучего легко усредняе

5

0 5

о

5

5

0

5

0

мого в потоке извести шлама. Максимальный расход шлама в указанном интервале соответствует хорошо отстаиваемым грубодисперсным и тяжелым шла- мам (например, агломерациб нным и прЪ- катным), сохраняющим свою текучесть при влажности около 35%. Минимальный расход шламов в смеси соответствует случаю подготовки тонкодисперсного плохо отстаиваемого влагоемкого шлама (например, красного, сталеплавильного) без предварительного его отстоя, т.е. практически технической водой. При расходе шлама менее 0,25 т на 1 т известковой пьти после гидратации пыли среднее содержание свободной влаги в смеси не превьш1ает 7-8% и подготовленная смесь при перегрузках пылит. Пьшь по содержанию (СаО + MgO) неоднородна в своем объеме и пылит та часть ее, которая имеет повьш1енное содержание (СаО MgO).

Шлам в потоке извести может быть достаточно равномерно распределен распылом. Распыленные в потоке известковой пьти капли шлама обволакиваются частицами извести и в виде двухслойных гранул доусредняются в среде пыли вибрированием. Вибрация смеси позволяет на два-три порядка ускорить процесс смачивания пыли. Наибольшая скорость процесса смачивания и доус- реднения соответствует вибрации с - частотой 25 и 50 Гц.

Процесс смачивания пьти и доусред- нения полученной смеси обеспечивается вибрированием компонентов с ускорением 4-25 g в течение 1-5 с. Минимальное время виброобработки смеси (1 с) соответствует случаю использования в смеси грубодисперсных шламов, а максимальное время (5 с) - случаю использования в смеси тонкодисперс- ных шламов.

Грубодисперсные шламы обеспечивают большую поверхность контакта с известковой пьшью за счет распада шламов при механическом распьше на мелкие капли размером 1,5-2,5 мм. Грубодисперсные шламы при прочих равных условиях обладают меньшей когезией, шламоизвест- ковая смесь более сыпуча в момент обработки, быстрее усредняется.

Тонкодисперсные шламы не обеспечивают такую же поверхность контакта с известковой пылью, как в случае с грубодисперсными шламами, так как распадаются при механическом распы- Jлe на более крупные капли размером

31

2-4 мм из-за повышенного поверхностного натяжения шлама. Кроме того, тонкодисперсные ишамы обладают большей влагоемкостью, что затрудняет перераспределение влаги в объеме смеси. Время контакта виброобрабатывае- мых компонентов возрастает до 5 с. Дальнейшее увеличение времени обработки не улучшает качество смеси, а рост габаритов устройства, обеспечивающего подготовку шлама в более длительный промежуток времени, осложняет реализацию способа.

Ускорение вибрации 4-25 g выбрано из условия обеспечения разрушения образующихся комков, усреднения смеси, смачивания известковой пыли и повышения ее активности. При ускорении вибрации менее 4 g образующаяся смесь слабо перемешивается, не отрывается при перемешивании от вибрирующей поверхности, образующиеся комки практически не разрушаются. Поверхность частиц пыли не испытывает достаточных механических воздействий и не активизируется. Неактивизированная известковая пыпь в несколько раз дольше гасится в сравнении с активизированной при затворении ее шламом.

У активизированной известковой пыли во время виброобработки нарушается оболочка, состоящая из пережженной, ошлакованной материалом футеровки, карбонизированной, частично гидратированной извести, гипса Оболочка пылинок извести нарушается в основном за счет абразивного воздействия частиц шлама из монолитных твердых зерен с острыми краями на пылинки извести во время вибрации. При нарушении оболочки обеспечивается контакт влаги шлама с активной частью извести, расположенной в центральной части пьшинок. Резко возрастает температура смеси, ускоряется гашение малоактивной части извести, разрыхляется полученная смесь.

Ускорение вибрации свьше 25 g применять нецелесообразно из-за повьш1ения энергозатрат на виброобработку, снижения надежности работы оборудова- .ния без дополнительного эффекта улуч Ьения качества смеси.

Наиболее предпочтительна амплитуда колебаний 2-4 Iм. При этом больше значение амплитуды колебаний соответствует меньшему- значению ускорения вибрации. Колебания круговые. В

784

этом снучае упрощается конструктивное офорнпение способа, улучшается усреднение смеси.

Последующая выдержка виброобработанной смеси в течение не менее 0,2- 1,5ч позволяет получать сыпучую легкоусредняемую смесь за счет гидрата- ции известковой пыли в объеме гомогенной смеси.

В известных способах вяжущие материалы активизируются в сухом состоянии в мельцах вибрационного измельчения с присутствием в ней мелющих тел. Разрушение материала при вибрационном измельчении происходит на поверхности мелющих тел в результате удара, раздавливания или среза. При этом в случае обработки увлажненного тонкодисперсного комкующегося вяжуще-

го материала без использования специальных добавок происходит самопроизвольная агрегация, влияние которой противоположно активизации по своему воздействию на материал.

Меньшее значение минимально необходимого времени выдержки смеси соответствует случаю использования уловленной пыли доломитизированной извести. Максимальное значение соответствует случаю использования уловленной пыли обжига обычного флюсового известняка с содержанием MgO до 2 %.

Обжиг обычного флюсового известняка и обжиг доломитизированного из- вестняка отличаются между собой температурным уровнем ведения процесса. Если обычный известняк во вращающейся печи обжигают при 1200-1300°С (температура в центре кусков известняка около 1000°С), то доломитизирован- ный известняк обжигается при температурах 200-300°С ниже.

Пыль известняка, проходя зоны высоких температур,и пыль от истира- :- ния обжигаемого материала в зависимости от температурного режима обжига известняка, определяемого содержанием в нем MgO,обжигается при различных температурах. Имея и в том и другом случае практически равное.количество СаО + MgO в пыли, она из-за различной степени переобжига без учета влияния оболочки имеет различную реакционную способность.

Наименьшую реакционную способность имеет пыль обжига обычного флюсового . известняка. Время гашения ее в смеси после виброобработки около 1,5 ч. На

иболъшую реакционную способность имеет пыль доломитизированной извести Iс содержанием MgO в ней 17-19%. Содержащаяся в пыли активная СаО во время гашения повьшает температуру смеси и ускоряет гашение переобожженной MgO. Время гашения пыли в смеси после виброобработки О,2 - 0,25 ч.

Виброобработанная смесь, выдержанная в течение минимально необходимых ,0,2-1,5 ч, подогревается до 40-70 С. Ввод ее в аглошихту сразу же после минимально необходимого времени выдержки наиболее эффективно. Однако организация обработки шлама известковой пылью на аглофабрике требует дополнительного бункера соответствующей емкости для выдержки усредненной смеси. Организация обработки шлама известковой пьтью у мест его образования приводит к нерациональному использованию тепла, вьзделяющегося при гашении извести. При этом сохраняются другие преимущества смеси как интенсификатора аглопроцесса.

Пример . К агломерации подготавливают черный конв-ертерный шлам влажностью 48% после двухстадийного сгущения (содержание твердого в пульпе 900 г/л). Шлам обрабатьшают известковой пылью того же завода, уловленной за вращающимися печами обжига известняка с содержанием СаО + MgO в пыли 77,44%. Содержание MgO в пыли 17,04%. Массовое соотношение шлама и известковой пыли в смеси 1:1.

Пыль шюзовым питателем подают на наклонный- лист шириной 500 мм, откуда она ссыпается непрерьгоной завесой на вибролоток с общей площадью ложа 0,75 м. Ширина лотка 0,5 м, длина каждого из четьфех отрезков лотка 0,375 м. Пьшевая завеса орошается пшамом из механической форсунки. Полученная смесь вибриру- ется лотком, совершающим круговые колебания в вертикальной плоскости за счет работы вибратора ИВ24, с ускорением вибрации 174 м/с или 17,7 g.

Время схода смеси с лотка, т.е. время ее обработки, составляет 3 с. За это время смесь усредняется. В качестве ключевого, компонента, по которому определяется степень усред - нения, выбрана свободная влага в. смеси после вьщержки.Количество отбираемых проб 25, вес каждой пробы 4-5 г.

Коэффициент неоднородности определяется по формуле

0

5

0

5

5

0

К

б

100

5

Wo , где 6 среднеквадратичное откло- . нение значения влажности пробы от расчетного; Wo - расчетная влажность смеси.

Коэффициент неоднородности для данного случая составляет 7%. Коэффициент неоднородности подготовленного шлама, предварительно обезвоженного на пресс-фильтрах и обработанного известковой пылью согласно известному .способу, на порядок выше.

Виброобработанная смесь гасится в течение 21-23 мин. Искусственно приготовленная смесь без активизации извести вибрацией гасится в течение 60-100 мин. Влажность готовой смеси, подготовленной на установке производительностью 20 т/ч составляет- 14-14,5%.

Аналогичную смесь получают при подготовке аглопыпи, увлажненной до 35% влажности, смешением ее с известковой пылью. Содержание СаО + MgO в пыли 77%, MgO в пьши 0,7%. Соотношение шлама к пыли 1,6:1. Смесь батьгоается в течение 1,5 с последующей вьщержкой после виброобработки в течение 1,5ч. Коэффициент неоднородности смеси составляет 9%. Искусственно приготовленная смесь без активизации извести гасится в течении 2 сут.

Шламоизвестковая смесь, получаемая по предлагаемому способу подготовки, не уступает по интенсифицирующему воздействию на агропроцесс смеси, получаемой по известному способу с использованием для подготовки шлама высококачественной извести.

Редактор Н. Яцола

Составитель Л. Шашенков

Техред Т.Дубинчак Корректор Т, Колб

Заказ 753/38 Тираж 567Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, А

(Н

в агломилту