Способ спекания сернистой шихты Советский патент 1992 года по МПК C22B1/16 

(Л

С

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к подготовке сырья методом агломерации. Цель - повышение степени десульфурации. При спекании сернистых шихт на агломерационной ленте с прососом воздуха сверху вниз в шихту вводят сульфатную или сульфидную добавки, обеспечива-я соотношение сульфатной серы к сульфидной в пределах 0,1-0,5. При спекании двухслойной шихты в нижнем слое это соотношение поддерживают в пределах- 0,5-1,0. Этим обеспечивается оптимальный окислительно-восстановительный потенциал как верхнего, так и нижнего слоя. Сера при разложении сульфатов взаимодействует с серой сульфидов и выступает в качестве окислителя и сера сульфидов - в качестве восстановителя, при этом переход серы в газовую фазу повышает степень десульфурации. 2 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к подготовке сырья методом агломерации.

Целью изобретения является повышение степени десульфурации.

Существующие агломерационные шихты как правило содержат сульфатную или сульфидную серу. Для обеспечения предложенного отношения необходимо вводить дополнительно в шихту сульфатную или сульфидную серу. Это достигается применением специальных добавок, имеющих в своем составе тот или иной вид серы.

Регламентирование отношения сульфатной серы к сульфидной в пределах 0,1- 0,5 обеспечивает оптимальный окислительно-восстановительный потенциал при спекании агломерата как верхнего, так и нижнего слоя. Сера при разложении сульфатов, например, щелочноземельных металлов, взаимодействует с серой сульфидов и выступает в качестве окислителя, а сера сульфидов в качестве восстановителя. Результатом этой реакции является полный переход серы в газовую фазу, что повышает степень десульфурации. Реакцию взаимодействия сульфатной и сульфидной серы можно представить в следующем виде:

MeS04 + FeS + 02 FeO + MeO + 2S02. (1) Температурный интервал реакции 800°С и выше. Половина -сульфидной серы удаляется до 800°С по реакциям: FeS2 FeS + 1/2 82; (2) 1/2 S2 + 02 S02. (3)

Верхний предел отношения сульфатной серы к сульфидной для верха слоя обусловлен стехиометрическим соотношением серы и

2 2

io

Fe no реакции (1). При превышении этого предела, т.е. увеличении отношения сульфатной серы к сульфидной более 0,5, непрореагировавшая сульфатная сера останется в агломерате, что приведет к снижению степени десульфурации. Нижний предел соотношения сульфатной и сульфидной серы обусловлен минимальным количеством сульфатной серы по отношению к сульфидной, т.е. 0,1, при котором сохраняется активирующее действие по реакции (1). При меньшем, чем 0,1, отношении сульфатной серы к сульфидной эффективность ее по повышению степени десульфурации резко снижается. Это обусловлено как меньшей полнотой протекания реакции (1), чем по стехиометрии, так и уменьшением непосредственного контакта реагирующих веществ.

В нижнем слое шихты при спекании прососом воздуха сверху вниз окислительный потенциал снижается, что обусловливает необходимость повышения количества окислителя в нижнем слое для повышения степени десульфурации. В связи с этим отношение сульфатной серы к сульфидной в нижнем слое необходимо увеличить и поддерживать в пределах 0,5-1,0. Верхний предел отношения, т.е. 1,0, обусловлен максимальным пределом повышения сульфатной серы в шихте, при котором не возрастает количество остаточной серы в агломерате. При отношении более 1,0 количество остаточной серы (в виде сульфатов) резко возрастает, что снижает степень десульфурации. При отношении менее 0,5 в нижнем слое также снижается степень десульфурации за счет уменьшения степени окисления сульфидной серы.

Пример. Шихту, содержащую железорудные материалы (концентрат и аглору- да), известняк смешивают с коксиком и возвратом, увлажняют, окомковывают и загружают в лабораторную аглочашу диаметром 250 мм двумя равными слоями. Количество сульфидной серы в шихте верхнего и нижнего слоя регулируется путем изменения соотношения концентратов и аглоруды. В опыте по прототипу состав шихты верхнего слоя: концентрат 12%, концентрат II 0%, аглоруда 39%. Состав шихты

нижнего слоя концентрат I 0%, концентрат II 28%, аглоруда 23%. В опытах по предлагаемому способу состав шихты верхнего и нижнего слоя одинаковый и составляет: концентрат I 50%, концентрат II 0%, аглоруда 1%. Количество сульфатной серы в шихте верхнего и нижнего слоя изменяется путем изменения количества вводимой сульфатной добавки.

В опыте по прототипу сульфатную добавку вводят в шихту только в нижний слой (сверх 100%). В опытах по предлагаемому способу сульфатную добавку вводят в одинаковом количестве в оба слоя (сверх 100%).

В части опытов изменяют количество сульфатной добавки путем ее увеличения в нижнем слое. Состав основных компонентов в шихтовых материалах приведен в табл.1. Содержание возврата, а также известняка и

коксика в шихте верхнего и нижнего слоя остается постоянным и составляет соответственно 30%, 15 и 4%. После спекания и охлаждения пирог разделяют по высоте на две равные части и анализируют на содержание серы. Результаты испытаний приведены в табл.2. Сульфатная добавка, использованная в опытах, представляет собой в основном сульфат бария. Также были испытаны добавки, содержащие в своей основе сульфаты кальция, стронция и магния. Анализ приведенных результатов показывает, что применение предлагаемого способа спекания сернистых шихт позволяет повысить степень десульфурации по сравнению с известным способом с 74,6 до 92,4- 94,9%, при этом содержание серы в агломерате снижается с 0,177% до 0,060- 0,105%.

Формула изобретения

Способ спекания сернистой шихты, включающий подготовку одно- или двухслойную загрузку на агломерационную ленту и спекание с прососом воздуха сверху

вниз шихты, содержащей сульфидную и сульфатную серу, отличающийся тем, что, с целью повышения степени десульфурации агломерата, в шихту вводят сульфатную или сульфидную добавку, обеспечивая

отношение сульфатной серы к сульфидной в пределах 0,1 - 1,0.

Таблица 1

Таблица2