Способ приготовления брикетов Советский патент 1982 года по МПК C22B1/24 

( СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БРИКЕТОВ

; 1 : . . Изобретение относится к металлургии редких металлов, а именно к технике брикетирования концентратов и руд, содержащих цирконий. Известны различные способы гранулирований и брикетирования минерального сырья с использованием органических и минеральных связующих веществ. Известен- способ производства брикетов, согласно которому исходное рудное сырье увлажняют, смец ивают с раствором омыленного талового пека, брикетируют прессованием и бушат при 160°С 1. Однако таловый шнек дефицитен и дорог. Известен способ приготовления бри кетов из концентрата, согласно кото.рому приготавливают смесь, содержащу по мас.%: концентрата б5,2, кокса 18,5 и пека 16,3. В эту смесь залива ют водный раствор сульфатного щелока, перемешивают и брикетируют.на ячейковом брикет-прессе под давлением 250-300 кг/см. Брикеты загружают в реторты из нержавеющей стали и коксуют при 850-900 С в течение 15-20 ч в ямных или шахтных печах, затем брикеты извлекают из печи, охлаждают и направляют на хлорирование. Летучие продукты коксования охлаждают в газоходах, где образуется густая, вязкая масса углеводородных продуктов, , которые периодически удаляют из га- згоходов. Коксование при этом прекращают. Коксованный материал содержит 10-15 .% кусковой мелочи, образующейся при разрушении брикетов в процессе брикетфования и коксования. Прочность коксованных брикетов на сжатие от 15,0 до 30,0 кг/см1. После 10-15-кратного коксования реторты заменяют новыми вследствие их разрушения (прогарания) и полной непригодности для дальнейшей эксплуатации Г.2. Недостатки этого способа приготовления брикетов - низкая прочность. брикетов, сложность процесса тепловой обработки,-большие затраты труда на дополнительных операциях при коксовании. Как следствие периодичности тепловой обработки - низкая производительность процесса по коксованным брикетам. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является способ приготовления брикетов из цирконового кон центрата, кокса и связующего вещества путем смешения компонентов, прессования шихты и тепловой обработки брикетов Гз. Недостаток известного способа невысокие производительность процесса и прочность брикетов. Цель изобретения - повышение производительности процесса и прочности брикетов. Поставленная цель достигается тем что в способе приготовления брикетов из цирконового концентрата, кокса и связующего вещества путем смешения компонентов, прессования шихты и теп ловой обработки брикетов, в качестве связующего вещества используют смесь из 3,-10,2% жидкого стекла плотностью 1,2-1,25 г/см, 1,2-3,5 аморфной двуокиси кремния и 0, бен тонита, взятыхот массы концентрата и кокса, а тепловую обработку осуществляют при 180-900 0 в течение 1, k,0 ч. Сущность способа заключается в следующем. При тепловой обработке смеси циркона и жидкого стекла образуются силикаты металлов, цементирующие сырье в пррчный монолит. Кроме этого, добавление аморфной формы двуокиси кремния, растворяющейся s жидком стекле, увеличивает связующую способность жидкого стекла с частицами бентонита и щиркона. В результате этого уже при естественной сушке бри кетов на воздухе они резко упрочняются. Дальнейший нагрев компонентов шихты сопровождается еще большим упрочнением брикетов и увеличивает их пористость, необходимую для процесса хлорирования. Нагревание брикетов до температуры выше нецелесообразно, так как необходимое окисление органического материала в бентоните заканчивается при ЗЗО- ОО С. Снижение темпе ратуры тепловой обработки ниже 180 С .9 приводит к необоснованному увеличению продолжительности тепловой обработки брикетов. Кроме того,необходимая усадка бентонита происходит до 150200°С. Продолжительность тепловой обработки менее 1,5 ч не дает возможности полностью удалить влагу из брикетов даже при 400°С. Сушка более 4 ч нецелесообразна, так как необосновано увеличивает продолжительность тепловой обработки, а температурная выдержка не требуется. Важную роль в производстве брикетов играет количество жидкого стекла, бентонита и двуокиси кремния, поступающее на смешение с концентратом и коксом. Применение жидкого стекла в количестве более 10,2 не позволяет получить шихту необходимой вязкости; при брикетировании происг ходит выдавливание влаги из брикета, чТо затрудняет удаление брикета из ячеек брикет-пресса. При добавлении жидкого стекла менее 3,% образуется шихта недостаточной влажности, брикеты рассыпаются при незначительных нагрузках и истираются. Использование двуокиси кремния более 3,5%, а бентонита более ,k% не приводит к увеличению прочности сухих брикетов и экономически не оправдано. Уменьшение содержания двуокиси кремния менее 1,2 сопровождается снижением прочности брикетов. Снижение содержание бентонита менее 0,5% приводит к аналогичному результату. Пример 1. Цирконовый концентрат и нефтяной кокс измельчают до крупности частиц 0 мкм, взвешивают и перемешивают с 1 ,Z (от массы концентрата и кокса) бентонитом и с 3,5% аморфной двуокиси кремния. После перемешивания в шихту заливают жидкое стекло,взятое в количестве 10,2% (,2 г/см ). Шихту брикетируют на ячейковом брикет-прессе. Брикеты сушат при 180°С в течение ч. Прочность сухих брикетов на сжатиеtO кг/ /см, пористость - . Пример 2. Цирконовый концентрат и кокс измельчают, взвешивают, смешивают с 1,2% двуокиси кремния, 0,5 бентонита; 3, жидкого стекла jpy 1,25 г/см. Шихту брикетируют при давлении 200 кг/см. Брикеты сушат при в течение 1,5 ч. Прочность сухих брикетов 30-35 кг/смЯ пористость - . 5.9 Пример 3. Измельченные концентрат и кокс взвешивают, перемешивают с 2,S% аморфной двуокиси крем-, ния, с 1,0% бентонита, с 8% раствора «идкого стекла 7; 1,2 г/см. Шихту перемешивают в течение.20-30 мин, брикетируют при давлении 200 кг/см. Брикеты сушат при 250Р С в течение 2ч Сухие брикеты обладают прочностью на сжатие до 35 кг/см, пористость ijO. Продукт не содержит кусковой мелочи и полностью пригоден для дальнейшей обработки хлором. Способ дает возможность упростить операцию тепловой обработки, снизить ее температуру на 00-600°С, сократить лродолжительность на 10-15 ч, полностью устранить операцию чистки газоходов, заменить дорогостоящие реторты из нержавеющей стали на реторты из более дешевой стали 3, позволяет экономить топливо, сжигаемое при сушке брикетов. Ожидаемый эконрмический эффект - 100 тыс.руб. Формула изобретения Способ приготовления б|эикетов из цирконового концентрата,KOKca и связующего вещества путем смешения компонентов, прессования шихты и тепловой обработки брикетов, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и прочности брикетов, в качестве связующего вещества используют смесь из ,2 жидкого стекла плотностью 1,2-1,25 г/см, 1,2-3,5 аморфной двуокиси кремния и 0,5-1, бентонита, взятых от массы концентрата и кокса, а тепловую обработку осуществляют при 180- 00 С в течение 1,5-,0 ч. Источники информации, пpиняtыe во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 63862t, кл. С 22 В 1/2Ц, 1977. 2.Сергеев В.В. и др. Металлургия титана. М., Металлургия, 1979, с.76-78. 3. Цветные металлы.- , № k, с.72-75.