Способ получения извести дляОКуСКОВАНия МЕлКОзЕРНиСТыХМАТЕРиАлОВ Советский патент 1981 года по МПК C22B1/00 

Изобретение относится к подготовке рьфья для преимущественного испопьзова- ftua в черной металлургии. Известен способ получения активированной извести, в котором используется многооперационная схема: термическая обработка известняка с целью его декарбонизации, гидратация обожженной СаО водс и последующая сушка гидроксида кальция с получением вторичной . Первичная , образованная из исходного CaCOj обладает более низкЫ) реакционной способностью, чем вторичная |Ь г: €аО, полученная из Са(ОН). Увеличение реакционной способности fir СаО обусловлено значительным ростом удельной поверхности оксида кальция, вследствие протекания реакции гнЧ}атадии,; сопро вождаюшейся измельчением извести до 1-10 мкм. Однако при осуществлении известного способа необходима двукратная термичеекая обработка продукта, при этом на разложение карбоната и гидроксида с полу чением 1 кг СаО требуется 42,5 и 34,8 ккал тепла или около 6О и 50 г условного топлива соответственно; установка гасильного агрегата, кроме того, себестоимость вторичной окиси кальция в 1,7-1,8 раза превышает себестоимость ai -СаО, Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому; результату является способ получения извести с низким содержанием воды н карбонатов, заключающийся в том, что известь с низким до 2% содержанием СаСО и влаги получают в обжиговых агрегатах путем ее обработки в процессе обжига при углекислым газом, охлаждают до в атмосфере, содержащей 20% CQ., Получаемая при этом известь покрыта слоем CaCOj, предотвращающим поглощение влаги 2j. Недостатками известного технического решения являются чрезмерные низкие скорости протекания карбонизации , низкая водостойкость .и реакцнсжная crioсобность извести и высокая себестоа , мость готового Продукта, обусловленнаяi высоким расходом углекислоты. Цель изобретения - повышение водо-. стойкости и реакционной способности извести в процессе окускования зернистых материалов. Поставленная цель достигается тем, что обожженный продукт обрабатывагог газообразным окислителем, содержащим 40-9О% кислорода, взятым в количестве 10-20% от веса обож 1 енного продукта.. Сущность способа заключается в следующем . Обожженный продукт обрабатывают кислородом или воздухом, обогащенным кислородом на заключительной стадии обжига или в процессе охлаждения, поддерживая температуру 2О-300 С. При 2О-300с кислород вступает, во взаимодействие с СаО по реакции 2 СаО+ ,+39 ккал.с образованием перекиси кальция (CaOj-j) с вьщёлением большого количества тепла. Кроме обожженной извести Для получения перекиси кальция может быть использована гашеная известь, причем реак ция 2 Са(ОН)/;,+0, Са0.2+ 2H,f протекает достаточно интенсивно при температуре, равной или превышающей температуру начала диссоциации гидроксида. Однако в обоих случаях скорость указанных реакций резко снижается при температуре, превышающей . Ограничение верхнего предела температуры обусловлено тем, что разложение перекиси кальция начинается при и завершается при . Увеличение температуры выше ЗОО°С сопровождается реа КИМ снижением скорости прямой реакции, поэтому температурные условия образования перекиси кальция поддерживают в пределах 20-300 0. Наряду с температурно-тепловым режимом кинетика образования перекиси,во многом определяется содержанием кислорода в газовой фазе. Как показали исследования, резкий скачок скорости реакции наблюдается при содержании кислорода в воздухе около 4О% с постепенным нием процесса по мере увеличения концен рации кислорода. Использование технического кислорода экономически оправдано п обработке оксида или гидроксида кальция, охлажденных до комнатной температуры. В этих условиях расход окислителя моЖет быть снижен в два раза без ухудшения качества продукта, поскольку кислород 464 используется только на образование Са(Х, а не на охлаждение обожженного продукта. , При более высоких температурах обожженного продукта возрастает потребность в количестве охлаждающего агента, взаимодействие кислорода которого с оксидом или гидроксидом кальция сопровождается экзотермическим эффектом, превышающим, критические значения температуры начала диссоциации перекиси кальция. Расход окислителя в зависимости от содержания в нем кислорода и температуры обожженного продукта необходимо поддерживать 1О-2О%. При этом содержание перекиси кальция в готовом продукте, в зависимости от его степени обжига, составляет 6О-85%. Нижний предел расхода окислителя, содержащего 9О-95% кислорода относится к охлажденному продукту, верхний - с содержанием 0 в газовой фазе около 5О% - к нагретому. Перекись кальция не разлагается и не реагирует с водой ни при каких условиях, кроме того, Даже в присутствии воды СаО-7. ® взаимодействует с углекислым газом. Таким образом, пассивация активной СаО осуществляется перекисью кальция, на разложение которой требуется в три раза меньще тепла, чем на разложение карбонатов. Данный способ может быть использован как для производства крупкокусковой сталеплавильной извести, пассивированной перекисной оболочкой, предотвращающей развитие процессов карбонизации и гидратации, так и для получения агломерационного мелкозернистого флюса с высоким содержанием перекиси. Перекись кальция не расстворяется в воде и сохраняет форму зерен, которые являются центрами (зародышами) окомкования компонентов шихты. При этом, располагаясь в центре гранул, перекись кальция в ходе спекания разлагается при 375-425 С с вьшелением значительнсяго (22,2% 0 ) количества активного кислорода (QI). Поскольку температурный градиент между поверхностью и центром гранул крупностью4-1О мм колеблется в пределах 2ОО-28О С, диссоциация CaQ переносится в зону горения и верхнюю сгупеиь теплообмена зоны интенсивного нагрева. В этих условиях, являясь дополнительным источником кислорода, перекись калшия обеспечивает горение частиц топлива, закатанных внутрь гранул с одновременным их послойным выгоранием н поверхности за счет кислорода просасыва емого воздуха и способствует повышению степени использования топлива, скорости процесса, а также снижению содержания СО в отходящих газах. С другой стороны, вследствие того, что заданная основность агломерата достигается в основном за счет СаО, вхо дящей в состав перекиси, процессы образования расплава преимущественно р.азв виваются в центральных частях гранул с последующей пропиткой поверхностных слоев жидкой фазой. Выход расплава на поверхность гранулы означает, что швх та во всем ее объеме прошла через жидкофазные превращения. В обычных услоВИ51Х процесса расплав образуется на поверхности гранулы и постепенно распросг раняется к центральным областям, чго вызывает гравитационный переток расплава в нижние слои, экранирование поверхности топливных частиц и их дсях рание в окружности жидкой фазы. В отличие от рассмотренного механизма закатывания перекиси кальций, центр гранул обеспечивает горение топлива по всему объему гранулы, исключает гравитационный переток жидкости и догорание топлива в расплавке в силу того, что аоо ледние порции жидкой фазы образуются на поверхности гранул и формирование манжет не оказывает вреднся о воздействия на прс«есс горения. 466 Организация двухслсАного окомкования с использованием в качестве зародышей перекиси кальция может найти широкое применение и для производства высокопрочных офлюсованных окатышей. Кроме тсго, введение перексидного флюса не требует увеличения расхода воды на (жомкование и повышает сопротивление разрушению гранул в зоне переувлажнения. Пример. Для исследований используют известняк с общим содержанием СаО 52,3. Обжиг известняка, охлажде-. ние и обработку продукта сжислителем с различным содержанием кислорода осу-, шествляют в шахтнс41 печати объемом О,012 м , в которую одновременно загружали 25 кг известняка крупностью О,5-3 мм. Температура обжига 10ОО С, время - ЗО мин. Охлажден ИОВ окиси кальция от ЗОО С до проводят азотом с последующей продувкой через СЛоЛ извести окислителя, концентрацию кислорода в котором поодерживают 2О, 4О и 9О%. Расход сжислителя в зависимости от температуры охлажденнсА окиси кальция измен11ют в интервале 5,15-ЗО% от веса извести. Время обработки окислителем Ю мин. Содержание СаО активнсто в извести составляет 9О%, Результаты исследований представлены в табл. 1. 980 Аналвз данных показываег, что скорость процесса и полнота реакции образования перекиси определяется температурой исходнс окиси кальция, содержан ием кислс ода в газовой фазе и расходом окислителя. При обработке СаО воздухом (21% Oj) скорость и степень превращения в 22,5 раза ниже, чем при использовании окислителя, содержащего 40-9О% кислороНа. ОптималыГые условия достигаются в диапазоне изменений температуры СаО-20-ЗОО С, содержании кислорода 4О-90% и раосоде окислителя в пределах 10-20%.

Таблица2 6 Шгя щенки промышленной полезности предлагаемого способа проводят спекание шихты, содержащей 8О% концентрата КМА; 15% CaQjt 5% .коксовсЛ мелочи и 25% (сверх 1ОО%} возврата. Смешиванве и окомкование шихты осуществляют в барабанном окомкователе диа метром SOO мм и длиной 12ОО мм. Время смешивания и сжси кования 1-2 мин соответственно. Влажность шихты 8%. & 1сота спекаемого слоя 4ОО мм. Результаты исследований приведены в табл. 2.