Способ подготовки дисперсных материалов к спеканию Советский патент 1982 года по МПК C22B1/244 

1

Изобретение относится к подготовке железорудного сырья к доменной .плавке и предназначено преимущественно для использования в черной металлургии.

Известен способ подготовки шихты для производства агломерата и окатышей, где в качестве связуемого используется активный ил LIJ.

Сущность известного решения заключается в том, что, с целью интенсификации агломерационного процесса в качестве органического связующего в шихту вводят активный ил в количестве 0,3-0,61 от веса шихты. Активный ил представляет собой композицию микроорганизмов, вводимых в надсмольные воды коксохимического производства для их обесфёноливания. Водный раствор активного ила подается на стадию вторичного смешивания, где за счет коллоидов значительно улучшается качество окомкования шихты.

Недостатками известного способа шихты являются: недостаточно высокая эффективность гидрофилизации комкующей части шихты (зародышей окомкования) ; трудность в организации управления процессом окомкования, особенно промежуточных классов, не участвующих в окомковании.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является

10 способ подготовки шихты с использованием а качестве увлажняющей и связующей добавки сточной воды коксохимического производства, заключающегося в том, что сточные воды (надISсмольные воды после биохимической очистки) коксохимического производства утилизируются в процессе подготовки шихты в качестве увлажнпю-д щей и связующей добавки на стадии вторичного смешивания и окомкования шихты. Расход этой воды в зависимости от исходной влажности составляет 5-10%.

Связующая способность биохимически очищенной воды обусловлена тем, что в ее состав входит определенное количество солей аммиака, хлоридов, роданидов, фенолога и т.д. Кроме того, надсмольная вода имеет более высокую температуру, чем техническая или оборотная вода f .

К недостаткам известного технического решения следует отнести: переувлажнение тонкодисперсной комкуемой составляющей шихты, поскольку ее исходная влажность, как правило, выше оптимальной и недоувлажнение комкующей части шихты (зародышей чОкомкования) из-за слаборазвитой удельной поверхности последней; нерациональная подача всей надсмольной воды на вторичное смешивание и окомкование шихты; не учтена возможность повышения эффективности использовани связующих свойств надсмольной воды путем раздельной гидрофилизации компонентов шихты.

Цель изобретения - улучшение качества окомкования шихты за счет повышения эффективности использования связующей способности надсмольной воды.

Подставленная цель достигае|5гся тем что в способе,включающем дозирование компонентов, их смешивание, увлажнение надсмольной водой до содержания влаги в шихте и последующее ее окомкование, увлажнение ведут сначала комкующей части шихты раствором воды и активного ила, взятых в соотношении 1:(0,,1), а затем последовательно в конце первичного смешивания с добавкой комкуемой част шихты и в начале вторичного смешивания с расходом воды на каждой стадии в пределах 30-АО, 10-20 и 0-60% от ее общего расхода соответственно.

Сущность способа заключается в раздельном увлажнении комкующей и комкуемой части шихты на стадиях складирования или дозирования ших-товых материалов, первичного и вто-м ричного смешивания с использованием на первой стадии концентрированного водного раствора активного ила,, а на последующих стадиях - биохимически очищенной воды.

Необходимость раздельной обработки комкующих и комкуемых составляющих шихты обусловлены рядом причин, главными из которых являются: повышение гидрофильной способности наиболе грубодисперсной и балластной части шихты при складировании или дозировании в шихтовом отделении за счет увлажнения, нанесения на поверхность раствора воды и активного ила, обладающего наиболее высокими связующими и смачивающими свойствами.

Концентрация активного ила в растворе надсмольной воды получена экспериментальным путем: ее верхний предел ограничен только пропускной способностью трубопроводов и форсунок. Увеличение концентрации активного ила сверх оптимальных значений приводит к его осаждению на стенках трубопроводов и забиванию форсунок. Нижний предел концентрации обусловлен, как показали опыты, низкой степенью гидрофилизации поверхности комкующей части шихты, служащей центрами окомкования. Малая величина удельной поверхности последних (возврат, твердое топливо, известняк и аглоруда) вызывают необходимость улучшения физико-химических свойств поверхности сточки зрения повышения ее способности к адгезии с комкуемой (тонкодисперсной) составляющей шихты. В зависимости от вида и физико-химических свойств зародышей степень гидрофилизации (количество нанесенного гидрофильного вещества) различна. Исследованиями установлено, что резкое улучшение комкующей способности для коксика аплор.уды, возврата и известняка достигается при наличии раствора надсмольной воды и активного ила (от общего расхода воды) в количестве, %: , 10-15 8-9 и , т.е. расход активированного раствора воды на увлажнение комкующей части шихты необходимо поддерживать б пределах .

В процессе увлажнения комкующей части шихты в шихтовом отделении при ее укладке на сборный конвейер, поверхность шихты гидроФилиаируется, мелкие частицы и балласт (промежуточный класс 0,2-1,6 мм) образуют сросшиеся агрегаты-зародыши, поступающие на стадию первичного смешивалия. В первичном смесителе происходит смешивание зародышей с комкуемой частью шихты, частичное их разрушение и окомкование. Для увеличения прочности сцепления комкующей и комкуемой составляющей шихты в конце первичного смешивания на поверхность частично окомкованного материала непосред ственно перед его выгрузкой подаетс 10-20% биохимически очищенной воды (соотношение получено опытным путем Увеличение расхода надсмольной воды сверх оптимальных значений приводит к переокомкованию шихты уже на стад первичного смешивания, а нижний пре дел соотношения ограничен прочностными характеристиками гранул шихты. При уменьшении расхода воды ниже 10 стойкость Гранул к разрушению при п регрузках резко уменьшается, что ухудшает процесс окомкования шихты во вторичном смесителе. На стадии вторичного смешивания частично окомкованную шихту доувлаж няют надсмольной водой до оптимальной влажности. При этом расход воды составляет +0-60% от ее общего расхода (соотношение получено экспери ментальным путем). Подача воды в начале окомкования способствует значительному упрочнению гранул и повышению однородности шихты по гра нулометрии за счет механического воздействия и уплотнения гранул а пересыпающемся слое. Подача биохимически очищенной во на стадии первичного и вторичного смешивания обусловлена природой и физико-химическими процессами, протекающими при окомковании. Если на предварительной стадии, заключаюо й ся в гидрофилизации .поверхности ком кующей части шихты, необходимо создать условия для значительного увеличения сил сцепления разрозненных частиц и организации агрегирования промежуточных классов, не участвующих в окомковании, за счет введения коллоидного высокоактивного рас твора, то на стадии первичного и вт ричного смешивания необходимо обеспечить условия для накатывания комк емой составляющей шихты .на центры, окомкования. Решение этой задачи достигается за счет использования водных растворов, обладающих малым краевым углом смачивания и низким поверхностным натяжением, .При этом скорость смачивания и, следовательно, скорость накатывания достигает наибольших значений.Указанным требо ваниям отвечает надсмольная вода, прошедшая биохимическую очистку. Пример. Для исследований используют биохимически очищенную надсмольную воду коксохимического производства (Орско-Халиловского металлургического комбината). Для приготовления водного раствора к биохимически очищенной воде доба вляют активный ил, накопленный в отсуойниках. Химический состав используемых увлажняющих добавок следующий: а) биохимически очищенная вода, мг/л: фенолы 0,7, роданиды 26,8, аммиак летучий З,0, аммиак общий смолистые вещества /407,8, окисляемость 991, рН 8,1. б) водный раствор активного ила. Технический анализ, %: WQ А28,3; V 52,8; ,5. Элементарный состав, % к абсолютно сухому беззольному вещестгу: А 4,0; С 56.7;.Н 5,6; N 5,6; О 32,1. Функциональный состав, мг-экв/г: СООН 1 ,84; ОН 3,2+; СО 3,02; ОСНэ 0,18. Расход надсмольной воды на стадиях предварительного увлажнения комкующей части шихты и на стадиях первичного и вторичного смешивания составляет 30, 10 и от общего расхода воды. Общий расход надсмольной воды составляет 8 от веса шихты. Увлажнение комкующей. части шихты осуществляют следующим образом. На поверхность комкуемой части шихты, уложенной в барабанный смеситель диаметром 500 и длиной 1000 мм, укладывают тонким слоем каждый компонент комкующей части шихты и обрабатывают его соответствующим коли.чеством раствора активного ила. Время выдержки после нанесения раствора на каждый слой составляет 30 с. После этого производят смешивание шихты в течение 1 мин; за 10 с до конца смешивания шихту увлажняют биохимически очищенной водой. Шихту рассеивают на классы 1 ,6 и± 1 ,6 мм. Эту же шихту вновь загружают в смеситель и окомковывают в течение 1,5 мин с ее доувлажнением надсмольной водой. Исследования выполнены в широком иапазоне изменения соотношения воды активного ила. В таблице приведены результаты сследований. Анализ приведенных в таблице даных показывает, что раздельное уважнение, комкующих компонентов шихть

с использованием раствора воды и активного ила, взятых в соотношении 1:(О,,1) и доувлажнение шихты на стадиях первичного и вторичного, смешивания биохимически очищенной водой позволяет существенно улучшить качество окомкования как после смешивания, так и ок мкования шихты; выход класса 1,6 мм уменьшается по

Соотношение вода

Показатели

1:0,025 I 1:0,035 | 1:0,2 | 1:0,3

Выход класса .1 ,6 м после смешивания и окомкования

Начальная скорюсть. фильтрации при разрежении 1010 мм, вод.ст., м/с

Скорость спекания

при разрежении

800 мм.вод.ст.

мм/мин

Выход годного

+5 мм, I

Удельная производительность.

сравнению с прототипом на 10,5 и 5-6,3% (.) соответственно. Значительно улучшаются газодинамические условия процесса, начальная скорость фильтрации воздуха возрастает на 5,7-10. Возрастает ско рость спекания, выход годного, удельная производительность и проч;ность агломерата.

активный ил

26

6,2

3,0

I,

1,58

0,89

А,5

27,8

50,2

41,2

46

76