Способ получения углеродсодержащих железорудных материалов Советский патент 1980 года по МПК C22B1/10 

375 Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. В слой нагретых до 600-12ОО°С железорудных материалов (агломерат, кусковая руда), ниже его верхней поверхности, подаются нагретые до 250-400°С (но не выше температуры начала кипения) жидкие высокомолекулярные углеводороды, например, мазут, гудрон и т.п. При этом углеводороды, смачивая поверхность частиц железорудного материала, превращаются в твердый углерод, подобный нефтяному коксу. Кроме того, в ре.зультате протекания физико-химических процессов образуется парогазовая фаза, состоящая в основном .из легких углеводородов и водорода. Образующиеся пары легких углеводородов, соприкасаясь с посоприкасаясь с в,ерхностью нагретых до 6ОО-120О С железорудных материалов и расположенных выше места ввода жидких углеводородов, разлагаются (пиролизуются) в основном на углерод и водород. При этом углерод отлагается на поверхности обрабатываемого железорудного материала, а водород с при месью метана выделяется из слоя и может в дальнейшем использоваться для про цессов восстановления, получения тепла. и т.п. Как показали проведенные ответы, объемной скорости парогазового потока 60 на 1 м слоя железорудных материалов (что соответствует времени . пребывания газовой фазы в слое в тече. ние 1 мин) достаточно, чтобы при 6ОО С выходящие из слоя железорудного матери ала газообразные продукты пиролиза состояли из водорода с примесью в основном метана в количестве не более 25% (равновесное содержание - 21%). При более высокой температуре науглероживаемых материалов (12ООС) скорость и глубина пиролиза углеводородов парогазовой фазы увеличивается, концентрация остаточного метана составляет 2-3 вес.% (равновесное - 1%), а время пребывания парогазовой фазы в зоне пиролиза уменьшается до 0,25 мин. После обработки жидкими углеводородами железорудный материал выдерживают при 470-530С в течение 1О-ЗО ми в изолированном от внешней среды объем Это необходимо для того, чтобы процессы конденсации прошли достаточно глубоко, образовался твердый углеродистый матери ал, не размягчающийся при .нагреве выше ,и чтобы при этом куски науглеро6енного железорудного.материала не слиались. Указанные продолжительность выдержки и температура экспериментально установлены и зависят от вида используемых высокомолекулярных жидких углеводородов. Так, чем больше они содержат непредельных углеводородов, смол и асфальтенов, тем меньше продолжительность выдержки. Использование нагретых до 6ОО - железорудных материалов определяется из условий принятых в металлургии способов подготовки железорудного сырья, например агломерация, обжиг. Предварительный нагрев до 25О-4ОО°С высокомол:екулярных жидких углеводородов (или могут быть также виды тяжелых остатков нефтепереработки, как гудроны, крекинг-остатки) осуществляется до температуры, меньшей на 10-30° температуры их кипения, и производится с .целью уменьшения расхода высокопотенциального физического тепла нагретых железорудных материалов на нагрев жидких высокомолекулярных углеводородов до 470-530с, при которой интенсивно протекают процессы конденсации молекул углеводородов с образованием твердого углерода на поверхности железорудного материала. Количество вводимых жидких углеводородов определяется видом применяемого углеводорода и температурой железорудного материала. Пример осуществления способа. Железорудный агломерат с температурой 85О С обрабатывается малосернистым крекинг-остатком, нагретым до 400 С. Ввод крекинг-остатка в количестве 11% по весу от веса агломерата производится в слой на отметке, обстоящей от верхнего уровня загружаемого горячего агломерата на 0,33 всего рабочего объема агломерата, обрабатываемого с целью науглероживания. Этим обеспечивалось время пиролиза парогазовой фазы на поверхности горячего агломерата, равным 40 с (при среднем молекулярном весе парогазовой фазы 120), а время выдержки агломерата, обработанного на переходящей в парогазовую фазу частью крекинг-остатка, равным 20. В результате проведения процесса были получены науглероженный алгомерат с температурой 45О-5ОО С общим весом 1,1 от исходного веса с содержанием у глерода 9,1%; газы пиролиза с температурой в количестве около 8% от веса использованного крекинга-остатка, состоящие в ос новном из водорода (более 60%) и метана (около 1О% по объему) и небольших количеств водяных паров и углекислоты, образовавшихся в результате взаимодействия углеводородов и водорода с окислами агломерата. Необходимый реакционный объем для проведения процесса составляет 0,20,25 м /т-ч науглероженного агломерата Фврмула изобретения Способ получения углеродсодержащих железорудных материалов, включаиший об работку нагретых до 6ОО-120Ос железорудных материалов нагретыми до 25О- жидкими углеводородами, отличающийся тем, что, с целью более полного использования углерода, жидкие высокомолекулярные углеводороды подают в слой железорудного материала, поддерживая пребывание в слое парогазовой фазы, образующейся при испарении и коксовании жидких углеводородов равной 0,25-2 мин, при этом железорудный материал после обработки выдерживают при 47О-53О С в течение 10-30 мин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 82440, кл. С 22 В 1/1О, 1941. 2.Авторское свидетельство СССР № 362875, кл. С 22 В 1/16, 1973 (прототип).