Способ окомкования железорудного материала для агломерации Советский патент 1990 года по МПК C22B1/244 

Изобретение относится к области окускования железорудных материалов и может быть использовано при производстве железорудных окатышей.

Цель изобретения -повышение качества сырых гранул.

В качестве связующего при получении сырых окатышей из железорудного материала используется двухкомпонент- ная смесь, состоящая из бентонита в количестве до Ь,$Ц кг на 1 т железорудного материала, и водорастворимых полимеров на основе полнакриламида и

полисахарида в количестве 0,001 - 0,3 мас.% от материала. Полимеры, пригодные для использования по предлагаемому изобретению, могут включать в себя водорастворимые гомополимеры, сополимеры,тройные и четверные сополимеры.Подходящие полимеры могут быть анионными, амфотерными или неионными.В i изобретении могут использоваться синтетические и природные полимеры высокого или низкого молекулярных весов,характеризуемые своей характеристической вязкостью.Другие пригодные полимеры,подходящие для связывания частиц железной руды,

СП СП О СП

U4

включают в себя полисахариды из группы, включающей карбоксиметилцеллюлозу гуаровую смолу, оксиэтилцеллюлозу и их смеси.

Полимеры, пригодные для использования в предлагаемом изобретении, должны обладать связующей активностью по отношению к частицам материала и быть способными использоваться в по крайней мере одной из систем нанесения. Системы нанесения представляют собой либо систему эмульсии типа вода в масле, либо систему сухого порошка. Связующие полимеры, пригодные для использования в изобретении, особенно пригодны в том случае, если они имеют высокий молекулярный вес.

,

. 75 т

Водорастворимые полимеры включают в себя, наряду с другими, полимеры на основе полиакриламида и те полимеры, которые полимеризуют при добавлении виниловых или акриловых мономеров в раствор со свободным радикалом. Обычно такие полимеры имеют ионогенные функциональные группы, такие как кар- бокси-группа, сульфамидная группа, или четвертичная аниониевая группа. Подходящие полимеры могут быть получены из этиленненасыщенных иономеров, включающих в себя акриламид, акриловую кислоту и метакриламид. Могут быть также пригодны соли с щелочным металлом или-аммониевые соли.

Полимеры, предпочтительно используемые в данном изобретении, имеют следующую общую формулу:

10

0

Изобретение относится к окускованию железорудных материалов и может быть использовано при производстве железорудных окатышей. Целью изобретения является повышение качества сырых гранул. В качестве связующего при получении сырых окатышей из железорудного материала используется смесь, состоящая из бентонита и водорастворимых полимеров на основе полиакриламида и полисахарида, причем расход составляющих этой смеси составляет 4,54 кг/т и 0,001 - 0,3 мас.% соответственно. Водорастворимые полимеры используются при окомковании в виде сухого порошка или в виде эмульсии типа "вода в масле". Полимеры включают гомополимеры, сополимеры тройные и четвертные, могут быть анионными, амфотерными или неионными. Использование водорастворимых полимеров по изобретению для активации бентонита приводит к повышению содержания железа и снижению содержания двуокиси кремния в окатышах, а также к улучшению однородности гранулометрического состава сырых окатышей. 7 з.п. ф-лы.

где R, R и К} независимо друг от друга представляют собой водррод или метил, Rg является ионом щелочного металла, таким как Na или К, а R4 представляет собой один из следующих радикалов:

(О - OR5,

где Re является алкильной группой, содержащей от k до 5 атомов углерода;

(2)

О

II

-С-О-Иб

где R6 является алкильной группой, содержащей до 8 атомов углерода;

(з) 9

-0-C-R7

где R7 является либо метилом, либо этилом;

(k) фенил;

(5) замещенный фенил;

(6)-CN или

(7)

Л N

где а равно 5 90, предпочтительно 30-60%, Ь равно предпочтительно 30- 60%, с равно 0,1-20% при условии, что а + Ь + с равно 100%, a d равно целому положительному числу 1000 - 500000.

В некоторых случаях алкокси- или ацилокси-группы в полимере могут быть частично гидролизованы до соответствующей спиртовой группы с получением четверного сополимера следующей общей формулы:

Ъ

-OVG- R

где К, R, Kg, a, b и d

выше, a d представляет собой -OR

или

определены

5

О

II

-O-C-RV

где Kg и RT определены выше, с равно 0,2-20%, а е равно от 0,1-20%.

Предпочтительные сополимеры имеют следующую формулу:

где Ra+ представляет собой ион щелочного металла, такой как Na или К, f равно 5 - 90, предпочтительно 30-60%, g равно 5-90, предпочтительно 30-60% при условии, что f + g

где R, R, R.,, R7, f, g, h, d и е определены выше.

Другие водорастворимые полимеры, пригодные для использования в данном изобретении, включают в себя полимеры, полученные гомополимеризацией и сополимеризацией с регулярным чередованием звеньев следующих водорастворимых мономеров: акриловой и метакри- ловой кислот; солей акриловой и мета- криловой кислот следующей формулы:

Re9

II

CH-fC-C-O-Rs

где Rg является атомом водорода или метилом, a R представляет собой атом водорода, атом щелочного метал,ла (например, натрия, калия), аммониевую группу, органоаммониевую группу формулы |RW| iRj lR,ttlNH+lf где Rw , R« , Riu независимо друг от друга представляют собой атом водорода или алкильную группу, имеющую 1-18 атомов углерода (при этом может оказаться не обходимым уменьшить длину и количест15565М

равно 100%, a d является целым положительным числом и равно 1000-500000.

Предпочтительные тройные сополимеры имеют следующую формулу:

10

где RЈ представляет собой Na или К , RT является метилом, этилом или бутилом и f равно 5-90, предпочтительно 30-60%, g равно 5-90, предпочтительно 30-60%, h равно 0,2-20%, при условии, что f + g + h равно 100%, a d определено выше.

Предпочтительные четверные сополимеры имеют следующую формулу:

во длинноцепочечных алкильных групп для достижения водорастворимости мономера, например, 1-3 атома углерода), арильную группу, такую как бензильная группа, или оксиалкильную группу,, имеющую 1-3 атома углерода, такую как триэтаноламин, или их смеси; акрил- амида и метакриламида и их производ-. ных, включая акриламидные и метакрил- амидные мономеры следующей формулы:

Ч

м/К Их,

Rtt

где RO представляет собой атом во- Дорода или метильную группу; где Ry$ является атомом водорода метильной группой или этильной группой; где представляет собой атом водорода, метильную группу, этильную группу или -K( где R/6 является двухвалентной алкиленовой, фениленовой или циклоалкиленовой углеводородной группой, имеющей 1-13 атомов углерода, предпочтительно алкиленовой группой,

715565W

имеющей 2-8 атомов углерода, циклоал- киленовой группой, имеющей 6-8 атомов углерода или фениленовой группой, наиболее предпочтительно:

5 гд

)g-CH(2, у i

-СН(СНЭ),

X является одновалентным катионом, таким как атом водорода, атом щелочного металла (например, натрия или калия), аммониевой группой органоаммониевой группой формулы (кi7/ R j|/Rj$/NH+, где RI, , Rfe независимо друг от друга представляют собой атом водорода, алкильную группу, имеющую 1-18 атомов углерода (может оказаться необходимым уменьшить число и дли- ну длинноцепочечных алкильных групп для достижения водорастворимости мономера, например, 1-3 атома углерода), арильную группу, такую как фенильная или бензильная группа, либо оксиаль- ную группу, имеющую 1-3 атома углеро- да, такую как триэтаноламин , или их смеси: и т.п. Конкретными примерами водорастворимых мономеров, которые могут быть гомополимеризованы или сопо- лимеризованы и пригодны для использо- вания в способе по предлагаемому изобретению являются акриламидные и ак- риламидные и метакриламидные сульфо- кислоты и сульфонаты, такие как 2-ак- риламидо-2-метилпропансульфокислота (обозначается как AMPS), натриевая соль AMPS, аммониевая соль AMPS, органоаммониевая соль AMPS. Эти полимеры могут служить как эффективные связующие агенты для концентратов минеральной руды при приблизительно таких же концентрациях или связывающих количествах, как полимерные связующие на основе полнакриламида.

Эти водорастворимые мономеры могут быть рополимеризованы с меньшим количеством (например, менее чем приблизительном 20 мол.%, предпочтительно менее чем приблизительно 10 мол.% от общего количества введенных в реакцию мономеров) одного или больше гидрофобного винилового мономера. Например, с виниловыми мономерами формулы

R)

5 где RgЈ является атомом водорода или

метильнои бой

группой, а представляет соО

атом галогена (например, хлор)

r;-o-RtfC

2V

или

- С - 0 - RZ$ , где О ,

R2b

является алкиль0

5 5 .,

0

кой группой, арильной группой или арилалкильной группой, имеющей 1-18 атомов углерода, где R представляет собой алкильную группу, имеющую 1-8 атомов углерода, R23 является алкильной группой, имеющей 1-6 атомов углерода, предпочтительно 2-4 атома углерода, представляет собой атом водорода, метильную группу, этильную группу или атом галогена (например, хлор), предпочтительно атом водорода или метильную группу, при условии, что RUO предпочтительно является атомом водорода, если представляет собой алкильную группу. Конкретными примерами подходящих сополимеризуе- мых гидрофобных виниловых мономеров являются алкиловые эфиры акриловой и метакриловой кислот, такие как метил- акрилат, метилметакрилат, этилкрилат, этилметакрилат, бутилакрилат, изобу- тилакрилат, додецилакрилат, 2-этил- гексилакрилат и т.д., виниловые эфиры, такие как винилацетата, винил- пропионат, винилбутират и т.д., ви- |нилбензолы, такие как стирол, альфа- метилстирол, винилтолуол, простые виниловые эфиры, такие как пропилвиниловый эфир, бутилвиниловый эфир, изо- бутилвиниловый эфир, метилвиниловый эфир, этилвиниловый эфир и пр.; винил- галоиды, такие как винилхлорид, ви- нилиденхлорид и пр. и т.п.

Предпочтительными водорастворимыми мономерами этих.водорастворимых полимеров являются акриламид, AMPS и натриевая соль AMPS, акрилат натрия 5 и акрилат аммония. Предпочтительные гидрофобные мономеры представляют собой с инилацетат, этилакрилат, стирол и метилметакрилат.

915565М

предлагаемом изоболучают любым удоб

пользования эмульсле при получении ом, что количество к концентрату жетельно снижается по ством воды, требуеполимеров из водто приводит к экообжиге гранул. Кро10

це ци ро

та с ды ан см гл ро на дв на ну и см ле ко но по вр ки зи Да пе ра те ко хо дл

ме того, гидрофобная жидкость или масло в инвертированной системе эмуль сии воды в масле расходуется при обжиге. Выгорание капель масла из внутренних зон гранул повышает пористость гранул. Считается, что это повышение пористости улучшает удаление водяного пара из гранул и снижает вероятность термоудара при обжиге гранул.

Другое преимущество, достигаемое при использовании системы эмульсии воды в масле для внесения полимерного связующего в концентрат железной руды при окомковании, заключается в снижении продолжительности контакта, требуемой для достаточного смешения полимерного связующего с концентратом железной руды. Требуется лишь такое время контакта после обрызгивания эмульсией полимера концентрата железной руды, которое достаточно для активации полимера на поверхности концентрата железной руды. Продолжительность может варьироваться в зависимости от используемой эмульсионной системы и концентрации полимерного связующего в эмульсионной системе, а также от общего количества полимерного связующего, разбрызганного на концентрат железной руды. В подходящих вариантах предлагаемого изобретения время, достаточное для проникновения полимер ной связующей системы в .концентрат железной руды, достигается при опрыскивании эмульсией воды в масле концентрата железной руды, где сразу после этого концентрат подают в гранулиро- вочный барабан.

} Нанесение эмульсии воды в масле на обрабатываемый концентрат железной руды может проводиться нанесением эмульсии на концентрат железной руды с помощью любой общепринятой разбрызгивающей аппаратуры. Бентонит рассыпают из вибрационного бункера или другого диспергирующего средства, на кон

1и

10

20

25

35

JQ .дс 0

5

центрат железной руды и эту композицию конвейером направляют в гранули- ровочный барабан.

Предлагаемое изобретение включает также нанесение систем полимерных связующих на концентрат железной руды в виде сухих порошков. В этих вариантах сухие порошкообразные полимеры смешиваются вместе с порошкообразной глиной или добавляются отдельно. Порошкообразная композиция рассыпается на концентрат железной руды по мере движения концентрата на конвейере по направлению к гранулировочному барабану. Вибрация конвейерных устройств и действие гранулировочного барабана смешивают порошки с концентратом же- лезной руды. После достаточного времени: контакта с влагой концентрата железной руды полимеры адсорбируются на поверхность концентрата. Пригодное время контакта может быть практически мгновенным, но часто равно приблизительно от 1 мин до 3 ч и более. Дальнейшее смешение происходит при перемешивании в гранулировочном барабане. Вариант предлагаемого изобретения с использованием сухого порошкообразного полимера исключает необходимость использования оборудования для разбрызгивания эмульсии.

Использование предлагаемого способа приводит к повышению качества получаемых окатышей: увеличению содержания железа и снижению содержания двуокиси кремния в окатышах, повышению прочности сырых окатышей и улучшению однородности их гранулометрического состава.

Формула изобретения

П15565М

составляет до k, кг на 1 т железорудного материала.

R, R| иК j- водород или метил;

К - ион щелочного метал- 15

ла (Na + или К); R4 бдин из следующих радикалов: -ORjj, где алкильная группа, имеющая до 5 это-20 мов углерода;

Я

-C-0-R,

R - алкильная группа, имеющая

л

где

R40

II

- OR 5. или -O-C-RV

с 0,2-20%, а е 0,1-20%.

о Способ по п. 2, отличающий с я тем, что полимеры состоят из мономерных звеньев акриламида, ак- рилата натрия, винилацетата и их смесей.

S

12

где К-, - метил либо бутил, фенил, замещенный фенил, -CN или

а 5-90, предпочтительно 30-60%;

b равно предпочтительно 30-60%, . с 0,1-20%, при условии, что а + Ь + с 100%, a d является целым числом, равным 1000-500000.

где ВОД°Р°Д или метильная группа; водород, метильная или этильная группа; водород, метильная, этильная

группа или -К(Ь-УО,Х,

где R№ .двухвалентная углеводородная группа, имеющая 1-13 атомов углерода, а X - одновалентный катион.

)315565 14

щ и и с я тем, что в качестве железо-21 О1; 85 о п 1рудного материала используют такони-09. о9. 85 по пп. 2-8.

товую руду.