Шихта для производства железорудных окатышей Советский патент 1992 года по МПК C22B1/24 

Изобретение относится к подготовке сырья к металлургическому переделу

Известна шихта для производства оку- скованного материала, включающая железорудный концентрат, связующее, флюс и фторсодержащее соединение.

Недостатком способа является высокая степень удаления фтора в процессе обжига окатышей.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является шихта для получения железорудных окатышей, включающая железорудный концентрат, флюс, связующее вещество и фторсодержащее соединение в следующем соотношении, вес.%:

Флюс0,3-15

Связующее вещество 0,5-1,0

Фторсодержащее соединение 0.2-1.0 Железорудный концентрат Остальное В качестве фторсодержащего соединения используют флюорит или флюоритовый концентрат.

Недостатком прототипа является выделение фтора в виде газообразных соединений (HF. SiF4 и др.) в процессе окислительнбго обжига окатышей на конвейерной машине, что неприемлемо с экологической точки зрения, стойкость оборудования при этом также резко снижается.

Целью изобретения является улучшение экологических условий производства

V|

W

00

о

путем снижения степени удаления фтора в процессе окислительного обжига окатышей.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для производства железорудных окатышей, включающая железорудный концентрат, связующее вещество и фторсодержащий материал, дополнительно содержит глиноземсодержащий материал при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Связующее0,5-1,5

Флюс0,1-15

Фторсодержащий материал 0,1-10 Глиноземсодержащий материал 0,1-12 Железорудный концентрат Остальное причем соотношение AI/F изменяют в пределах 0,2-0,5.

Кроме того, в шихте глиноземсодержа- щий материал содержит в виде алюмо- геля, а в качестве флюса и фторсодержащего материала может содержать оплавикованный известняк.

В качестве фторсодержащего материала можно акже использовать флюоритовый концентрат и т.п., но в этом случае надо добавлять флюс. В случае использования в шихте оплавикованного известняка необходимость в дополнительном вводе флюса отпадает. Таким образом, оплавикованный известняк, который не используют в широких масштабах из-за загрязненности его фтором, может играть роль одновременно и флюса, и фторсодержащего материала.

Конкретные количества вводимых в шихту компонентов зависят в каждом конкретном случае от состава глиноземистой руды, оплавикованного известняка, железорудного концентрата необходимой основности и т.д.

Известен способ приготовления шихты, в котором при смешивании компонентов шихты вводят глиноземистую руду в количестве 2-15 вес.%, которая играет роль связующего на стадии окомкования и является упрочняющей добавкой на стадии обжига. Однако, качество окатышей изменяется по высоте слоя, вследствие чего нижние слои обладают низкой прочностью на сжатие по сравнению со средним слоем, что понижает выход кондиционных окатышей (снижается выход годного). Кроме того, добавка глиноземистой руды в количестве более 10 вес.% разубоживает шихту по содержанию в ней железа.

В предлагаемом техническом решении совместное введение в шихту глинозем- и фторсодержащих материалов позволяет получить новое техническое свойство.

Известно, что физико-химические свойства силикатной связки, образующейся в окатышах при окислительном обжиге, во многом определяют качество обожженных окатышей. Добавка фтора положительно

сказывается на жидкоподвижности и смачивающей способности расплава, глинозем повышает прочность застывшей связки. Однако, в процессе нагрева окатышей имеют место следующие реакции:

0 CaF2T+{H20} CaOT+2{HF}(1)

2CaF2T+Sl02T {SiF4}+2CaOT(2)

12CaF2r+2FeS2T+7r5{02} 12CaOT+4{SF6}+Fe203T(3)

Из анализа приведенных уравнений ре5 акций видно, что фтор в процессе нагрева окатышей удаляется в виде газообразных соединений в атмосферу и таким образом в расплаве остается лишь 40-60% от первоначального количества фтора.

0

Эффективность воздействия его на свойства расплава снижается, а предельно допустимые концентрации его в окружающей атмосфере превышаются, как показано

5 на практике. Добавка глинозема в шихту окатышей позволяет снизить степень удаления фтора в процессе окислительного обжига путем связывания его в комплексы согласно следующим реакциям:

0 ЗСаР2т+А12Озт 2А1Рзг+ЗСаОт(4)

6CaF2r+Al203T+3Na20T

6СаОт+2№зА1бт(5)

Как показывает термодинамический

расчет, реакция (5) получает заметное раз5 витие уже при температурах 200-300°С: значение IgKp при 300°С составляет 15,4. Необходимо отметить, что незначительные количества щелочей всегда присутствуют в шихте окатышей и, в частности, вносятся с

0 бентонитом.

Глинозем может вводиться в шихту окатышей, например, в виде глиноземистой же- лезной руды, которая широкого практического применения в металлургиче5 ском переделе не имеет из-за высокого содержания глинозема, ухудшающего свойства доменных шлаков. Глиноземистая руда, как показали исследования, должна иметь оптимальный грансостав, влияющий

0 на структуру окатышей и, следовательно, на кинетику процессов, протекающих при их окислительном обжиге. При этом, если глинозем в руде присутствует в виде алюмоге- ля, то действие его более эффективно за

5 счет образования при разложении алюмо- геля более активной поверхности реагирования. Поэтому добавка в шихту глиноземистой руды бопее эффективна по сравнению с добавкой глиноземистого концентрата, полученного при обогащении руды.

Если отношение AI/F составляет менее 0,2, то количества глинозема недостаточно для протекания реакций (4) и (5). При отно- шении AI/F более 0,5 эффективность процесса снижается, а глиноземистая руда разубоживает шихту окатышей по содержанию в ней железа. Оптимальное отношение алюминия и фтора в шихте 0,2-0,5, получен- ное экспериментальным путем, согласуется с расчетными данными по реакциям (4) и (5).

Добавка глиноземистой железной руды класса 1-0,2 мм к железорудному концентрату фракции 0,074 мм разрыхляет структу- ру окатышей, что способствует более полному удалению влаги в процессе сушки и, следовательно, более эффективному последующему упрочнению окатышей при температуре обжига, Добавка руды крупно- стью +1 мм приводит к ухудшению спекания шихты.

Пример, Исследовали окатыши из концентрата Соколовско-Сарбайскою горно-обогатительного комбината с содержа- нием SI02 4%. В качестве связующего вещества использовался бентонит Сари- гюхского месторождения, в качестве фтор- содержащего материала - флюоритовый известняк (Л0.09% CaF2) крупностью 99% кл. - 0,074 мм, являющийся одновременно флюсом. В качестве глиноземсодержащего материала использовались лисаковская руда (4,67% А120з) и лисаковский концентрат (5,02% А120з).

Результаты эксперимента приведены в таблице.

Изобретение осуществляется следующим образом.

При получении железорудных окаты- шей в шихту вводится: в качестве связующего вещества - бентонит в количестве 0,5-1,5 вес.%; в качестве флюса и фторсодержаще- го вещества - оплавикованный известняк в количестве 0,1-15,0 вес.%, а в качестве тли- ноземсодержащего материала - лисаковская руда в количестве 0,1-12 вес.%; железорудный концентрат - остальное.

В случае раздельного ввода флюса и фторсодержащего материала: в качестве флюса - известняк, гашеная известь и т.д. в количестве 0,1-15,0 вес.%. в качестве фторсодержащего материала - плавиковый шпат, флюоритовый концентрат и т.д. в количестве - 0,1-10,0 вес.%.

Опыты показали, что степень удаления фтора в процессе обжига окатышей в большей степени зависит от вида глиноземсо- держащей добавки (руда или концентрат) и от ее крупности, чем от режима обжига окатышей. В связи с этим в таблице приведены данные для окатышей, обожженных по одному из исследованных режимов: температура обжига 1250°С; скорость нагрева и охлаждения 100°/мин; время изотермической выдержки 8 мин. Обжиг проводился в трубчатой силитовой печи в токе воздуха.

Как видно из таблицы, наименьшая степень удаления фтора (2-4%) получена при добавке дробленной лисаковской руды (для сравнения: степень удаления фтора в случае отсутствия в шихте глиноземсодержащих добавок составила 54,3%).

Использование изобретения позволит снизить степень удаления фтора в процессе окислительного обжига окатышей в 10-20 раз. Таким образом, снимаются экологические ограничения для использования фтор- содержзщего сырья при окусковании железорудных концентратов, что позволит значительно повысить качество окатышей и их металлургическую ценность.

Формула изобретения

1.Шихта для производства железорудных окатышей, включающая железорудный концентрат, связующее, флюс и фторсодер- жащий материал, отличающаяся тем, что, с целью улучшения экологических условий производства путем снижения степени удаления фтора в процессе окислительного обжига окатышей, шихта дополнительно содержит глиноземсодержащий материал при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Связующее0,5-1,5

Флюс0,1-15.0

Фторсодержащий материал 0,1-10,0

Глиноземсодержащий

материал0,1-12,0

Железорудный концентрат Остальное

причем отношение AI/F в шихте составляет

0,2-0,5.

2.Шихта по п. 1, отличающаяся тем, что глиноземсодержащий материал содержит А120з в виде алюмогеля. i

3.Шихта поп, 1, отличающаяся тем, что в качестве флюса и фторсодержащего материала она содержит оплавикованный известняк.

Содержание фтора в сырых и обожженных окатышах

Использование: относится к подготовке сырья к металлургическому переделу. Сущность: шихта включает железорудный концентрат, связующее вещество, флюс, фторсодержащий материал и дополнительно глиноземсодержащий материал преследующем соотношении компонентов, мае %: связующее 0,5-1,5; флюс 0,1-15, фторсодержащий материал 0,1-10, глиноземсодержащий материал 0,1-12, железорудный концентрат остальное, причем соотношение AI/F составляет 0.2-0.5. Глиноземсодержащий материал содержит AlaOa в виде алюмогеля. В качестве флюса и фторсодер- жащего материала можно вводить оплави- кованный известняк. Введение в шихту окатышей фторсодержзщих добавок способствует улучшению физико-химических свойств расплава, образующегося в окатышах при их обжиге, и. следовательно повышению их качества. Однако в процессе обжига значительная часть фтора удаляется в виде газообразных соединений, что снижает эффективность его действия. Введение в шихту глиноземсодержащего материала способствует снижению степени удаления фтора в процессе обжига с 40-50 до 2-4% за счет образования комплексных соединений AI и F. В результате качество окатышей повышается при одновременном улучшении экологических условий производства и повышении стойкости оборудования. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

еБез добавки

Лисаковский концентрат

-ЧЛисаковская

РУда

3,3

7,9

3,9 3,9

9,4 1,9

9,4-0,460,2154,3

99% кл. 9,00,20,440,30ЗЬ8 -0,074 мм

8,60,50,42 С,3223,8

10,00,20,4у0,4116,3

10,00,20,490,474,1

-ЧУ9 кл. 0,5- О, 2 NIM

и

99% кл. 1-0,2 мм