Способ окускования флюоритовогоКОНцЕНТРАТА Советский патент 1981 года по МПК C22B1/244 

(54) СПОСОБ ОКУСКОВАНИЯ ФЛЮОРИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА

Изобретение относится к черной металлургии; в частности к предварительной обработке руд, и может быт .использовано для окускования флюоритового концентрата. Известны способы окускования мелкодисперсного флюоритового концентрата, где наряду с обжиговыми методами находят применение и безобжиговые, в которых в качестве связующего материала используются кремнийсодержащие вещества (цемент, бентонит, жидкое стекло и др.) 1, Флюоритовый концентрат, применяемый в черной металлургии и для производства электроплавленных флюсов, получают преимущественно мелкодиспер ной фракции (менее 1 мм), что значительно снижает эффективность его при менения вследствие больших потерь . при подаче материала в металлургический агрегат. Так, при производстве сварочных флюсов и электрошлакового переплава (ЭШП) коэффициент использования мелкодисперсного флюоритового концентрата в 1,2-2,4 раза выше необходимого, что значительно снижает технико-экономические показа тели производства флюсов с применением такого материала. Учитывая дефи цитность и высокую стоимость флюорита, необходимость- его окускования перед плавкой не вызывает сомнения. Однако указанные методы обладают рядом недостатков, главным из которых является высокое содержание в связующих материалах кремнезема (SiO.; 3%), чтЪ крайне нежелательно при производстве ряда флюсов и, в частности, флюсов ЭШП, где кремнезем является вредной примесью (ниже 3%) . Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ окускования флюоритового концентрата с применением в качестве связки 0,1-0,3% сульфониррванной целлюлозы и .последующим обжигом до 900 С при скорости нагрева 4,5 град/мин 12. Недостатками известного способа являются относительно низкая механическая прочность,что приводит к рассыпанию части окатышей (до 15%),а также наличие в связке iсерусодержащего материала, что нежелательно при производстве флюоритовых окатышей для флюсов ЭШП, где сера является вредной примесью. Температурный режим обусловлен характером связующего материала, обладающего способностью

воспламеняться при большой скорости нагрева окатышей. Это снижает производительность процесса.

Цель изобретения - получение высокрпрочных окатышей с содержанием кремнезема не более 3%,

Поставленная цель достигается тем что в качестве связки используют полиакриламид и шлам производства злектроплавленных флюсов в количестве 0,02-1,0% и 0,5-5,0% соответственно от веса флюоритового. концентрата, а упрочняющий обжиг осуществляют со скоростью 70-80 град/мин до температуры lOOO-llOO c. Кроме того, полиакриламид используют в виде 0,81,2%-ного водного раствора в количестве 0,05-0,8% от веса флюоритового концентрата.

Используемый в качестве связки полиакриламид.предаставляет гидролизованный продукт, получаемый при полимеризации акриловой или метакриловой кислоты. ,Шлам, образующийся при производстве электроплавленных флюсов, имеет состав, %: CaFj 25-60/

сао AijO e-ie; мпо 5-9;

SiOz. 2-3.

В состав флюоритового концентрата марки ФФ-92 входят, %:CaF2 91,0, .SiOu2,2;FeO 0,26; Р 0,038; S 0,050

Концентрация водного раствора полиакриламида (ПАА) может изменяться в пределах 0,8-1,2%. Нижний.предел концентрации обусловлен получением шихты для окускования концентрции, позволяющей ее окатывать. Более низкая концентрация водного раствора не желательна по причине получения жидкой смеси, затрудняющей ее окатывание, а также потребуетудаление дополнительной влаги при термонагреве, что увеличивает время нагрева. Более высокие концентра.ции не позволяют получить достаточно смачиваему{р шихту, что также затрудняет процесс окатывания.

Приведенный в табл. 3 интервал температур от обусловлен необходимостью испытания физико-механических : арактеристик окатышей при

Число сбрасываний с высога 0,3 м до разрушения

пониженных температурах, которая наблюдается при транспортировке или подаче окатышей в плавильных агрегатах. При наличии определенных прочностных свойств даже некондиционных (так как не прошли термоупрочняющий обжиг) окатышей (число сбрасываний 3, раздавливающее усилие до 30 кг/окатыш) сохраняются высокие прочностные свойства готовых окатыQ шей, изготовленных по предложенной технологииJпри низких положительных и даже отрицательных температурах, что имеет место при промышленном использовании окатышей в зимнее время.

Три этапа нагрева обусловлены

выбранной скоростью нагрева окатышей 70-80 град/мин и временем термоуправляющего обжига 30-40 мин,так как эти параметры обеспечивают, прохождение окатышей через следующие необходимые технологические операции температурного нагрева: удаление влаги, отвердение пластичной массы флюорита, образование углеродсодер5 жащего каркаса, упрочняющий обжиг, что, в конечном итоге, позволяет получать высокопрочностные .характеристики окатышей. Если -нагрев осуществлять по другим параметрам, то

Q указанные этапы нагрева не будут происходить, с требуемой технологической целесообразностью, что., в конечном итоге, скажется на физикомеханических свойствах окатышей.

с Пример. Флюоритовый концентрат подвергается окатыванию на окомкователе совместно со связующими материалами. Скорость вращения- окомкователя составляет 24 об/мин. Полиакрил амид хорошо- растворяется в воде,

0 поэтому возможно определить оптимальную концентрацию ПАА, а следовательно, и его расход, используя водные растворы различной концентрации. Расход ПАА влияет на механические

5 свойства окатышей. Влиян1-Ре расхода ПАА на прочность сырых окатышей диаметром 10-20 мм представлено данными табл. 1.

Таблица

Из табл. 1 следует, что оптимальная концентрация водного раствора ПАА должна составлять 0,2-10% или в пересчете ПАА на сухую массу окатыша (флюори.товый концентрат) 0,021,0% от веса флюорита. Ниже и выше этих пределов механические свойства

Число срабатываний с высоты 0,3 м до разрушения

Упрочнение окатышей при естественной сушке- незначительно. Поэтому с целью получения высокопрочных окатышей осуществляют упрочняющий обжиг.сьгрых окатышей. При этом, можно выделить три этапа нагрева: сушка (300°С) - удаляется влага, подогрев (300-900 0 - происходит отвердение пластичной массы флюорита с частичным образованием угле12

50

30

Преложенный способ получения высокопрочных окатьлшей обеспечивает высокий выход годных окатышей, не ниже 92-96,%, в известном способе эта величина составляет 85-90%.

Химический состав окатышей, получаемых по предложенному способу, следующий, %:

CaF:a 91,5-92,3; SiOg 1,8-2,2; FeO 0,24-0,26,- S 0,050; P 0,038;C 0,020,05.

Изобретение может быть реализовано без использования шлама произволокатышей ухудшаются. Аналогично исследуется влияние расхода шлама производства электроплавленных флюсов на механические свойства. Как видно из табл.. 2, оптимальный расход составляет 0,5-5% от веса флюоритового концентрата.

Таблица 2

родеодержащего каркаса, управляющего окатыш, и обжиг (1000-1100 С) для упрочнения окатышей. Скорость нагрева 70-80 град/мин, время обжига и охлаждения окатышей 30-40 мин. Выбранный режим нагрева обеспечивает высокие механические свойства окатышей с оптимальным содержанием -связки, что видно из табл. 3.

Таблица 3

13

15

12

10

10

65

70

60

60 й 50

ства электроплавленных флюсов, что позволяет получать, окатыши, с содержанием кремнезема до 2,5%. Для этого используют 1,0%-ный водный раствор полиакрилс1мида в количестве 0,05-0,8% от веса флюоритового концентрата. Такая концентрация и расход ПАА являются, как видно из табл. 1, оптимальными, обеспечивают получение высокопрочных окатышей, хотя потеря производства окатышей в таком варианте составляет до 10%. Техническими преимуществами,изобретения являются получение окатышей с низким содержанием вредных примесей и высокой механической прочностью использование имеющегося на предприятйях оборудования, недифицитность связующих материалов. Формула изобретения 1..Способ окускования флюоритово- го концентрата, включающий окатыва- ние со связующим материалом и последующий упрочняющий обжиг, о т л и ч ах щ и и с я тем, что, с целью получения высокопрочных окатышей с содер-15 жанием кремнезема не более 3%, в качестве связки используют полиакрилс1мид и шлам производства электроплавленных флюсов в количестве 0,02-1,0% .и 0,5-5,0% соответственно от веса флюоритового концентрата, а нагрев До температуры обжига 1000-1100 с осуществляют со скоростью 70 - 80 град/мин. 2. Способ по п. 1, о .т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения содержания кремнезема в окатышах до 2,5%, полиакриламид используют в виде О,8-1,2%-ного водного раствора в количестве 0,05-0,8% от веса флюоритового концентрата, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Коротич В.И. и др. . Разработка и исследование технологии полу.чения окатышей из флотационных флюоритовых концентратов. Подготовка и восстановление руд , вып. 1, 1970, 2. Патент ФРГ 1153393, (кл, 18 а, 1/26, 1970,