Спосіб відновлення залізної руди

Реферат: Спосіб відновлення залізної руди включає безперервне завантаження руди на верхню перегородку радіореактора, уведення через бічну стінку відновного газу і виведення відпрацьованого газу, підведення до радіореактора тепла, вивантаження отриманого матеріалу з нижньої перегородки і виділення заліза з вивантаженого матеріалу. На верхню перегородку реактора додатково вводять дрібнодисперсний сіркопоглинач, тепло підводять під верхню перегородку реактора. Відновний газ уводять з температурою 400-570 °С і підтримують температуру в реакторі в зазначеному інтервалі. Залізну руду і сіркопоглинач перед подачею їх у реактор подрібнюють до розміру часток менше 50 мкм, шихтову суміш перед завантаженням у радіореактор попередньо підігрівають і активують іонізуючим випромінюванням. UA 87708 U (54) СПОСІБ ВІДНОВЛЕННЯ ЗАЛІЗНОЇ РУДИ UA 87708 U UA 87708 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі металургії заліза і може бути використана в порошковій металургії. Найближчим технічним рішенням до способу, що заявляється, по істотних ознаках і розв'язуваній задачі є спосіб прямого одержання заліза в багатоподовій печі (процес Primus) [1, 2], що включає операції безперервного завантаження руди на самий верхній під, безперервного завантаження на верхні поди твердого або рідкого відновлювача, подачі через нижню половину бічної стінки печі кисневмісного і, через окремі фурми, - відновного газу з забезпеченням на нижніх подах температури більш 1000 °C, вивантаження заліза з золою і надлишком відновлювача в зоні самого нижнього пода, відділення заліза від невитраченого відновлювача, спалювання невитраченого відновлювача в розташованих зовні камерах згоряння, підведення отриманого тепла до багатоподової печі [1]. Принципові недоліки способу: - проведення реакцій не в псевдозрідженому шарі дрібнодисперсних часток, де тепломасообмін найбільш інтенсивний, а в товстих малорухомих шарах на поверхні газонепроникних подів, різко негативно позначається на продуктивності процесу, оскільки реакція відновлення металів вуглецем ендотермічна, а теплопідвід від смолоскипа над шаром у середні і нижній обрії практично теплоізоляційного пилового шару здійснюється теплопровідністю в протитокові з оксидами вуглецю, що утворюються в процесі реакції; - тверді і рідкі відновлювачі, як правило, містять кілька відсотків сірки; при їхньому згорянні в окисному газі в зоні утворення металевого заліза велика частина сірки поглинається залізом з утворенням сульфідів; - при температурі вище 800 °C з фосфатів, що утримуються в руді, відновлюється фосфор і утворює зі свіжовідновленим залізом фосфіди; - при магнітній сепарації ні сульфіди, ні фосфіди заліза не відокремлюються від чистого заліза; - ведення процесу при температурі 800-1100 °C, по-перше, вимагає виготовлення реактора з вогнетривкої кераміки, термін служби якої досить обмежений, по-друге, зв'язаний з істотними тепловтратами в навколишнє середовище при водному охолодженні елементів реактора. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення чистоти виробленого заліза і рентабельності його виробництва шляхом нової сукупності дій над об'єктом. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб відновлення залізної руди, що включає безперервне завантаження руди на верхню перегородку радіореактора, уведення через бічну стінку відновного газу і виведення відпрацьованого газу, підведення до радіореактора тепла, вивантаження отриманого матеріалу з нижньої перегородки і виділення заліза з вивантаженого матеріалу, відповідно до корисної моделі, на верхню перегородку радіореактора додатково вводять дрібнодисперсний сіркопоглинач, тепло підводять під верхню перегородку радіореактора, відновний газ, що складається переважно з СО+Н 2, уводять з температурою 400-570 °C і підтримують температуру в радіореакторі в зазначеному інтервалі, процес ведуть у зоні дії іонізуючого випромінювання, залізну руду і сіркопоглинач, перед подачею їх у радіореактор, подрібнюють до розміру часток менш ніж 50 мкм високоінтенсивним ударним впливом (дезінтеграцією), шихтову суміш (залізну руду і сіркопоглинач) перед завантаженням у радіореактор попередньо підігрівають і активують іонізуючим випромінюванням, використовуючи її як захисний шар, що поглинає тепловий потік і випромінювання, які проходять крізь корпус радіореактора, причому виділення заліза з вивантаженого матеріалу здійснюють при температурі 400-570 °C, немагнітну фракцію прохолоджують до температури менше 50 °C і вдруге піддають магнітній сепарації. Для здійснення способу використовується відновний радіореактор, що включає корпус, до бічної стінки якого закріплені газопроникні перегородки з отворами для пересипання матеріалу, розташовані протилежно в суміжних перегородках, верхній торець корпуса з пристроєм для завантаження матеріалу на верхню перегородку і з трубопроводом, що відводить газ, нижній торець корпуса із пристроєм для виведення з радіореактора обробленого матеріалу, і пристрій, що підводить газ, відповідно до корисної моделі, корпус виконаний у виді прямокутного паралелепіпеда, перегородки виконані у вигляді аерожолобів жалюзійного типу, ширина яких дорівнює внутрішній ширині корпуса, при цьому один кінець кожного аерожолоба примикає до вузької бічної стінки камери, а другий кінець відстоїть від протилежної вузької бічної стінки і граничить з верхнім кінцем перегородки, що утворює зі стінками камери вертикальні канали, під нижнім торцем каналів установлені з можливістю повороту навколо горизонтальної осі підтиснуті до вертикальних перегородок клапани, над аерожолобами розташовані джерела іонізуючого випромінювання, у просторі під верхнім аерожолобом розташовані трубитеплообмінники, із зовнішньої сторони вузьких бічних стінок камери розташовані контейнери 1 UA 87708 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 радіоактивних елементів і лебідки для їхнього переміщення усередину радіореактора, корпус радіореактора з колекторами труб-теплообмінників, підведення і відводу відновного газу, з контейнерами радіоактивних елементів і лебідками, розташований усередині кожуха, виконаного у виді бункера для сипучих матеріалів, простір між кожухом і корпусом радіореактора заповнений шихтовою сумішшю, причому: - жалюзійні пластини аерожолобів установлені з можливістю зміни кута їхнього нахилу до площини аерожолобів, - джерела іонізуючого випромінювання виконані у вигляді дроту з радіоактивного матеріалу з β- і γ- активністю, періодом напіврозпаду більш 1 року і теплостійкістю більш 600 °C, положення осей радіоактивного дроту збігається з напрямком руху аерованого шару відновлюваної руди, а відстань радіоактивного дроту від верхнього рівня аерожолобів - менше товщини аерованого шару шихтової суміші, - зовні кожух обкладений блоками із матеріалу з високою поглинаючою здатністю стосовно γ- випромінювання. Продуктивність металургійного процесу визначається швидкістю хімічних реакцій, математично описуваним виразом V=V0 exp(-E/RT), де V - швидкість реакції, Е, R і Τ - відповідно, енергія активації хімічної реакції, універсальна газова постійна й абсолютна температура. Металургія з древніх часів і дотепер розвивається в напрямку підвищення продуктивності шляхом гранично припустимого збільшення Т, при цьому збільшуються тепловтрати в навколишнє середовище, відновлюються і розчиняються в залізі шкідливі елементи - фосфор, сірка, миш'як, підвищуються вимоги до жаростійкості технологічних агрегатів. Але з приведеної формули випливає, що збільшувати швидкість реакцій можна зменшенням енергії, необхідної для активації процесу. У цьому напрямку використовуються, і то переважно в хімічних технологіях, практично тільки два прийоми - каталізатори і механоактивація матеріалу при високошвидкісному ударному впливі [3] у процесі його тонкого здрібнювання, наприклад, у дезінтеграторах. Ще раніш було відомо [4], що без підвищення температури хімічні реакції можна прискорити іонізацією і збудженням атомів у молекулах реагентів при впливі радіації, але через технічні і психологічні труднощі, зв'язані з використанням могутніх радіоактивних джерел, цей шлях знайшов застосування тільки в дуже обмеженому числі технологій. Межі заявленого температурного інтервалу ведення процесу і магнітної сепарації обумовлені наступними факторами: - по-перше, нижче 570 °C процес відновлення заліза йде за схемою Fе2О3 – Fе3O4-Fe і виключає нагромадження важковідновлюваного вюстита (FeO, що утворюється, нестійкий і розпадається на Fe і Fе3О4), по-друге, практично виключена імовірність злипання часток відновленого заліза з осадженням псевдозрідженого шару, у третіх, усі конструктивні елементи реактора можуть бути виготовлені з не дуже дорогих середньолегованих сталей, у четвертих, нижче цієї температури не відновлюються немагнітні при температурі вище 400 °C сульфати і фосфати заліза, а також феріти побіжних металів, що утримуються в руді, значить при сепарації в слабких (менш 1000Е) магнітних полях будуть відділені від відновленого заліза, а сірка із сірчистого газу, утвореного при окислюванні вугілля, активно поглинається дрібнодисперсним вапном. Таким чином, відновлене залізо практично не буде містити шкідливих домішок; при температурі вище 570 С і магнетит швидко втрачає магнітність, його точка Кюрі - 580 °C. - нижня межа температури ведення процесу і магнітної сепарації продукту обумовлена тим, що нижче 400 °C, по-перше, навіть активована руда відновлюється незадовільно повільно, подруге, деякі небажані з'єднання мають точку Кюрі поблизу цієї температури і можуть потрапити в концентрат при виділенні заліза на виході з реактора. У заявленому температурному інтервалі компенсація температурного зниження швидкості реакцій досягається особливо тонким здрібнюванням сировини, його механоактивацією і впливом іонізуючого випромінювання. Останні два фактори істотно знижують енергію активації реакцій. Зменшення величини Ε на 5 % еквівалентно зниженню температури процесу приблизно на 100 °C. Швидкість процесу дорівнює поверхні реакції, назад пропорційної розмірові часток, помноженій на швидкість просування до їхнього центра фронту хімічного перетворення, що істотно залежить від дифузійного переносу реагентів в обсязі часток, швидкість якого обернено пропорційна квадратові середнього радіуса часток. У зв'язку з цим, особливо тонке здрібнювання матеріалу більш ніж на порядок прискорює процес. 2 UA 87708 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Крім того, при високошвидкісному ударному здрібнюванні істотна частина енергії удару переходить в енергію утворення усередині обсягу часток матеріалу густої мережі мікротріщин, руйнування матеріалу відбувається не тільки по гранях мікрокристалів, але і, частково, з розривом внутрікристалічних зв'язків, на поверхні мікротріщин деформуються кристалічні ґратки матеріалу. Усі гетерогенні реакції включають початковий етап - абсорбцію газоподібного реагенту на поверхні роздподілу, і, як відомо [5], молекули газу, зокрема відновного, хемосорбуються саме на активних центрах, утворених силовими полями перекручених кристалічних ґраток. У цьому і полягає основний ефект механічної активації хімічних процесів. Як відзначалося вище, при температурі вище 400 °C сильну магнітність мають тільки залізо та магнетит (Fе3О4), а з підвищенням температури більш 570 °C і магнетит швидко втрачає магнітність, його точка Кюрі - приблизно 580 °C. На цих фактах заснований найбільш простий шлях одержання особливо чистого по домішках заліза, реалізований при заявленому температурному інтервалі магнітної сепарації, а найбільш повний витяг заліза досягається повторною магнітною сепарацією немагнітної при температурі більш 400 °C фракції, охолодженої до 50 °C й нижче. Повному витягові заліза значною мірою сприяє й особливо тонке здрібнювання руди. Таким чином, низькотемпературне відновлення залізної руди дозволяє одержувати первородне залізо високої якості - практично не утримуюче шкідливих домішок і побіжних металів, а вторинна магнітна сепарація при температурі навколишнього середовища дозволяє витягти ці метали і підвищити практично до межі ступінь витягу заліза з руди. До складу шихти припустимо вводити пилові відходи металургійного виробництва, що не дуже істотно впливає на режим роботи реактора. Викладена суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де зображено: Фіг. 1 - схема радіореактора; Фіг. 2 - схематичний фрагмент вертикального розрізу клапана й аерожолоба в закритому а) і відкритому б) стані; Фіг. 3 - схема розташування радіоактивного дроту; Фіг. 4 - схема з'єднання радіоактивного дроту з пристроєм уведення його в реактор. Корпус 1 (фіг.1) радіореактора являє собою прямокутний у плані короб, до бічних широких граней якого жорстко закріплені аерожолоби 2 і перегородки 3, що утворюють з бічними стінками корпуса 1 канали 4, під якими встановлені з можливістю підтиску до перегородок 3 пластинчасті клапани 5 (фіг. 1, 2). Підтиск клапанів 5 до перегородок 3 відрегульовано контрважелями 6 (фіг.2) так, що при масі матеріалу, висота стовпа якого в каналах 4 (фіг.1) створює аеродинамічний опір потокові газу в кілька разів більше, ніж опір аерожолоба 2 із шаром матеріалу на ньому, який межує з каналом, клапани 5 повертаються і пропускають матеріал униз, підтримуючи в каналах 4 необхідну висоту стовпа матеріалу. Для прийому і рівномірної подачі на верхній аерожолоб 2 шихтової суміші радіореактор обладнаний приймальним бункером 7, що з'єднується з бункером 8 пневмопідйомника 9 рядом труб 10. З нижнього аерожолоба 2 відновлена шихтова суміш надходить у розвантажувальний бункер 11, що з'єднується рядом труб 12 з магнітним сепаратором 13 зі слабким (порядку 1000 Е) магнітним полем. Кожна труба 12 обладнана клапаном 14, аналогічним клапанам 5. З метою підтримки в реагуючому із шихтовою сумішшю відновному газі гранично високої концентрації CO і Н2, радіореактор розділений горизонтальними перегородками 15 на кілька модулів, що містять по два аерожолоби. Під нижній аерожолоб кожного модуля свіжий відновний газ подається з колектора 16 по трубах 17, відпрацьований газ із кожного модуля виходить через отвори 18 у бічній стінці камери 1 у труби 19, з'єднані колектором 20. При цьому поділ радіореактора на однакові модулі, у кожнім з яких проводять один етап відновлення, додатково дозволяє уніфікувати, а значить спростити й здешевити виготовлення і монтаж устаткування. Під верхнім аерожолобом 2 у верхньому модулі розташований ряд труб-теплообмінників 21, виконаних зі стандартних ребристих чавунних труб. Вони з'єднані з колекторами (не показані) підвода і відводу гарячого диму від спалювання малоцінного палива. Зовні корпуса 1 у його коротких бічних сторін розміщені контейнери 22 (фіг. 1, 2) радіоактивного дроту 23 і лебідки 24 для її натягу. Троси 25 (фіг.3, 4) лебідок 24 (фіг.3) проходять через відповідні отвори в бічних стінках корпуса 1 (фіг.1) і перегородок 3 і жорстко з'єднані зі штангами 26 (фіг. 1,3,4). Корпус 1 (фіг.1), колектори 16 і 20, контейнери 22 і лебідки 24 розміщені усередині рознімного кожуха 27, виконаного у виді бункера для сипучих матеріалів зі шнековим живильником 28 для подачі сипучого матеріалу в пневмопідйомник 9. Кожух 27 зовні обкладений блоками бетону на основі бариту (не показані), товщина блоків достатня для зниження інтенсивності γ-випромінювання до припустимого рівня. 3 UA 87708 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Кожен аерожолоб 2 (фіг.1) включає прямокутну несущу раму 29 (фіг.2), пластини 30, встановлені в рамі 29 з можливістю повороту навколо осей 31, і керуючу рамку 32, шарнірно з'єднану по осях 33 із пластинами 30. Рамка 32 розташована під рамою 29 і через ущільнення з'єднана з керуючим механізмом, закріпленим до кожуха 27 (фіг.1) із зовнішньої сторони. Крок пластин 30 (фіг.2), їхній профіль і ширина вибираються такими, щоб кут між площиною А-А (фіг.2б) і горизонталлю був меншим кута природного укосу відновлюваного матеріалу. При цьому у випадку аварійного припинення подачі газу аерожолоби 2 (фіг.1) виявляються непроникними для осілих на них шарів матеріалу. При умовно закритому аерожолобі (фіг.2а) між пластинами 30 залишається зазор порядку 2 мм. Усередині рознімних циліндричних свинцевих корпусів контейнерів 22 (фіг.3,4) на 60 загальному валові закріплені котушки 34 із дротом 23 однакової довжини з радіоактивного Co , що має β- і γ-активність, період напіврозпаду 5,3 року. Кінець кожного дроту з'єднаний з гачком 35 (фіг.4) так, що в транспортному положенні гачки 35 вставлені у відповідні пази в корпусі контейнера 22. Усередині кожуха 27 контейнери 22 лежать з можливістю повороту навколо своєї осі на жорстко закріплених до кожуха 27 балках 36. У робочому положенні кінці гачків 35 з'єднані з кронштейнами 37 штанг 26, у свою чергу з'єднаних тросами 25 з лебідками 24 (фіг.3). Приводи обертання 38 котушок 34 і лебідок 24 виведені за межі кожуха 27. При монтажі радіореактора штанги 26 (фіг.4) установлюються так, щоб кінці кронштейнів 37 через відповідні отвори в корпусі 1 були висунуті за його межі. Перед пуском радіореактора в експлуатацію контейнери 22 через отвори, що закриваються люками, укладаються на балки 36, заштовхуються усередину кожуха 27 до відповідного упора, при цьому кінці гачків 35 виявляються строго над отворами в кронштейнах 37 і при повороті контейнерів гачки 35 з'єднуються зі штангами 26. Лебідками 24 штанги 26 переміщаються до протилежної стінки корпуса 1, при цьому радіоактивні дроти 23 втягуються усередину корпуса 1 і розташовуються над аерожолобами 2. Для того, щоб провисання радіоактивних дротів не перевищувало 0,03 м, на відстані 0,04 м від верхнього краю пластин 30 (фіг.2) аерожолобів паралельно їм між довгими бічними стінками корпуса 1 із кроком 1,5-2 м натягнуті сталеві дроти 39, що служать проміжними опорами радіоактивним дротам 23. У зв'язку з тим, що використовується відновний газ з концентрацією CO, яка значно перевищуюєє рівноважну, а залізо є каталізатором розпаду CO з виділенням сажистого вуглецю, усі поверхні сталевих елементів конструкції, що контактують зі свіжим або відпрацьованим відновним газом, повинні бути обміднені. У вихідному положенні радіореактор порожній, відновний газ не подається, клапани 5 (фіг.1) і 14, а також аерожолоби 2 закриті, радіоактивні дроти 23 знаходяться над аерожолобами. Пристрій працює в такий спосіб. У простір між кожухом 27 і корпусом 1 завантажують шихтову суміш до заповнення кожуха 27, потім включають з малою швидкістю шнековий живильник 28, подають у пневмопідйомник 9 стиснутий до 0,5 МПа гарячий дим (порядку 1000 °C) від спалювання малоцінного палива, - а в труби-теплообмінники 21 - гарячий дим з тиском 0,05 МПа. Застосування труб 10 і 12 дозволяє шихтової суміші вільно просипатися вниз до шнекового живильника 28. При надходженні шихтової суміші в приймальний бункер 7, у колектор 16 подають з малою витратою відновний газ, прогрівають установку 13 магнітної сепарації. Коли в бункері 7 скуплюється маса матеріалу, вага якої перевищує силу підтиску клапана 5 контрважелем 6 (фіг.2), він повертається, шихтова суміш рівномірним потоком надходить на верхній аерожолоб 2 (фіг.1) і під дією струменів відновного газу, що надходить через щілини закритого аерожолоба 2, переміщається до верхнього каналу 4. При його заповненні шихтою відкривається клапан 5 під ним, матеріал надходить на другий аерожолоб, відтіля - на аерожолоб другого модуля і так далі - до клапана 14. При надходженні в автоматичну систему керування пристроєм сигналу від клапана 14 подачу руди в пневмопідйомник 9 плавно збільшують до нормальної, відкривають аерожолоби, подають напругу на обмотки електромагнітів установки 13. Пристрій переходить у штатний режим роботи, але до досягнення розрахункового співвідношення магнітної і немагнітної фракції отриманий матеріал повертають на повторне відновлення, додаючи його до свіжої шихтової суміші. При роботі відновного радіореактора в штатному режимі система керування ступенем відкриття аерожолобів, подачею шихтової суміші, витратою і регенерацією відновного газу, роботою магнітного сепаратора й ін., по заданій програмі періодично визначає вертикальну швидкість відновного газу в модулях і підтримує її в заданому інтервалі регулюванням витрати подаваного газу, періодично відбирає проби матеріалу на виході з клапана 14 і визначає ступінь його відновлення, наприклад, по величині електропровідності, у випадку відхилення від заданої 4 UA 87708 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 величини коректує параметри роботи елементів комплексу, що дозволяє вести процес з максимальною продуктивністю при заданому ступені відновлення матеріалу. Приклад здійснення способу. Технологічний комплекс із продуктивністю 1 млн. т заліза в рік має 5 технологічних ліній. Технологічна лінія включає один відновний радіореактор, переробляє 62,3 т/годину залізної руди, видає 28,8 т/годину порошкового заліза зі ступенем металізації 95 %. Основу відновного радіореактора складають десять модулів, у кожнім з яких установлені два аерожолоби 2 з каналами для пересипання матеріалу. Аерожолоби мають ширину 2 і довжину 16 м. Залізна руда зернистої фракції містить 66 % Fе2О3, 2 % магнітних феритів, 0,05 %(P+S) в виді фосфористих сполучень і сульфатів заліза, інше - силікати. Руду і вапно зернистої фракції у ваговому співвідношенні відповідно 30:1 спільно подрібнюють у дезінтеграторах до середнього розміру часток 20 мкм і подають безперервним потоком 17,9 кг/с у приймальну частину кожуха 27. Заповнюючи простір між кожухом 27 і корпусом 1, шихтова суміш приблизно за 12 годин опускається до шнекового живильника 28, нагріваючись в середньому до 320 °C, попередньо активуючись частково минаючим крізь стінки корпуса 1 g-випромінюванням і заштовхується шнековим живильником у пневмопідйомник 9, у нижню частину якого під пористу керамічну плиту по теплоізольованому зсередини трубопроводу вдмухують гарячий (1000С) стисний дим. Аеруючись і піднімаючись в бункер 8, шихтова суміш додатково нагрівається і надходить на верхній аерожолоб з температурою 340360 °C. У кожен модуль радіореактора під нижній аерожолоб з колектора 16 надходить відновний 3 3 газ з температурою порядку 560 °C, з витратою 1,16 нм /с (3,4 м /с) і зі змістом 78 %СО, 12 %Н2. У верхньому модулі відновний газ, обдуваючи труби-теплообмінники 21, нагрівається до 800 °C и, проходячи через аерований шар шихтової суміші на верхньому аерожолобі 2, нагріває її до 550 °C. Відпрацьований газ виходить з реактора з температурою 568С и містить 42 %СО і 7 %Н2, від руди віднімається 3,43 кг/с кисню. Радіоактивний дрот постійно знаходиться в аерованому шарі шихтової суміші, тому bвипромінювання цілком поглинається, γ-випромінювання частково поглинається рудою на аерожолобах, удвічі послабляється корпусом 1, додатково поглинається рудою, що знаходиться між корпусом 1 і кожухом 23, ще раз удвічі послабляється стінкою кожуха 23, залишкове випромінювання практично цілком поглинається блоками на основі бариту, якими обкладений зовні кожух 23. Вертикальна швидкість відновного газу у вільному перерізі модулів - 0,11 м/с. Система автоматичного керування підтримує кількість газу в реакторі, при якому його швидкість під нижнім аерожолобом у модулях не перевищує 0,12 м/с. У вертикальних каналах 4 підтримується стовп матеріалу висотою 0,3 м, для його аерації необхідний перепад тиску в три рази більший, ніж для аерації шару матеріалу на аерожолобі, тому газ практично не проходить через канали 4. При вертикальній швидкості газового потоку через аерожолоб жалюзійного типу, рівної 0,11 м/с, утворюється горизонтальна складова потоку зі швидкістю порядку 0,04 м/с. Цим потоком псевдозріджений шар матеріалу переміщається уздовж аерожолоба зі швидкістю порядку 0,015 м/с, при цьому тривалість масообміну матеріалу з відновним газом складає 6 годин. Такої тривалості вистачає для завершення реакції відновлення. При цьому тривалість перебування газу в модулі - 0,5 хвилини, за цей час з нерівновагого газу сажистий вуглець практично не виділиться. Переміщаючи уздовж аерожолобів і пересипаючись з аерожолобу на аерожолоб, частки доходять до розвантажувального пристрою радіореактора - клапану 14. Як було відзначено вище, при температурі більш 450 С залишається магнітним тільки залізо і магнетит. Первинною магнітною сепарацією одержують 8 кг/с заліза і 6,46 кг/с іншого, у тому числі 0,346 кг/с феритів. Залізо пневмотранспортом з азотом у якості несущого газу транспортують у сталеплавильний цех і, частково, у герметично закритих контейнерах відправляють на нестатки порошкової металургії. Немагнітну фракцію транспортують на ділянку утилізації, прохолоджують до 40 °C, пропускають через вторинний магнітний сепаратор зі слабким полем і виділяють ферити, потім через сепаратор із сильним (порядку 15000 Е) полем і виділяють сульфати і фосфати заліза. З немагнітної фракції роблять в'язке. 15 % відпрацьованого відновного газу спалюють для подачі диму в труби-теплообмінники, а 85 % прохолоджують у рекуператорі, очищають від пилу, стискають до 200 кПа, нагрівають у тому же рекуператорі до 500 °C, потім в одному з двох регенераторів газогенератора - до 1200 °C і разом з киснем і тонкоздрібненим вугіллям вдмухують у вихрову камеру газогенератора. Там зола, зріджуючись при температурі 1400 С, стікає в копильник і 5 UA 87708 U 5 10 15 20 25 періодично випускається в гранулятор, а відновний газ, що утворюється, з температурою 1400 °C прохолоджують у регенераторі до 560 °C і подають у реактори. Гранульовану золу пропускають через дезінтегратор і використовують як компонент в'язкого. Пил, уловлений у сухій газоочистці, повертають у потік свіжої шихтової суміші. Аерожолоби жалюзійного типу з плоскими жалюзійними пластинами відомі більш півстоліття [6], інформації про жолоби з іншим перетином жалюзійних пластин в авторів немає. У зв'язку з цим проведений іспит у лабораторних умовах экспериментального аерожолоба шириною 0,3 і довжиною 0,8 м над коробом, куди через трубу діаметром 150 мм із дросельною заслінкою вентилятором низького тиску вдувалося повітря. Іспит підтвердив працездатність аерожолоба з жалюзійними пластинами витягнутого S-подібного перерізу. Шар пилового матеріалу аерувався і переміщався по жолобу зі швидкістю 0,01-0,06 м/с у залежності від положення дросельної заслінки. Таким чином, запропонований спосіб низькотемпературного відновлення залізної руди дозволяє не тільки витягати практично цілком усе залізо руди, у тому числі і важкоозбагачуваної гематитової, але й одержувати залізний порошок без шкідливих домішок, забезпечує практично мінімально можливі енерговитрати на здійснення процесу. Джерело інформації: 7 1. Пат. 2205229 Российская Федерация, МПК С21 В13/06, F27B3/04. Способ прямого получения железа в многоподовой печи / Фриден Ромэйн, Хансманн Томас, Солви Марк.№2000118782/02; завл. 09.12.1998; опубл. 27.05.2003, Бюл. №16. 2. Новый процесс металлизации железных руд и переработки отходов /Р.Фридлен, Т. Хансман, Монан Ж.Л. Рот и др. // Сталь.- 2001.- №4. - С. 69-72. 3. Авакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. - Новосибирск, 1980. - 297 с. 4. Большая советская энциклопедия. Второе издание, 1955. - т. 35. - С. 500. 5. Бондаренко Б.И., Шаповалов В.А., Гармаш Н.И. Теория и технология бескоксовой металлургии. - Киев: Наукова думка, 2003. - С. 64. 6. Пневмотранспортные установки /А.А.Воробьев, А.И.Матвеев, Г.С.Носко и др. -Л.: Машиностроение, 1969. - С.166. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 1. Спосіб відновлення залізної руди, що включає безперервне завантаження руди на верхню перегородку радіореактора, уведення через бічну стінку відновного газу і виведення відпрацьованого газу, підведення до радіореактора тепла, вивантаження отриманого матеріалу з нижньої перегородки і виділення заліза з вивантаженого матеріалу, який відрізняється тим, що на верхню перегородку реактора додатково вводять дрібнодисперсний сіркопоглинач, тепло підводять під верхню перегородку реактора, відновний газ, що складається переважно з СО+Н 2, уводять з температурою 400-570 °С і підтримують температуру в реакторі в зазначеному інтервалі, процес ведуть у зоні дії іонізуючого випромінювання, залізну руду і сіркопоглинач перед подачею їх у реактор подрібнюють до розміру часток менше 50 мкм високоінтенсивним ударним впливом (дезінтеграцією), шихтову суміш (залізну руду і сіркопоглинач) перед завантаженням у радіореактор попередньо підігрівають і активують іонізуючим випромінюванням, використовуючи її як захисний шар, що поглинає тепловий потік і випромінювання, які проходять крізь корпус радіореактора. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що виділення заліза з вивантаженого матеріалу здійснюють при температурі 400-570 °С, немагнітну фракцію прохолоджують до температури менше 50 °С і вдруге піддають магнітній сепарації. 6 UA 87708 U 7 UA 87708 U 8 UA 87708 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9