Спосіб одержання марганцевих котунів з некальцинованої марганцевої руди і агломерат, одержаний даним способом

Реферат: Описане одержання марганцевих котунів з некальцинованої марганцевої руди, що включає наступні стадії: (а) підготовка розміру частинок руди за допомогою класифікації руди залежно від розміру частинок, при цьому частинки розміром 1 мм або менше не допускають до процесу фракціонування частинок руди, залишаючи частинки розміром 1 мм або менше і подрібнюючи їх, (b) додавання флюсу, (с) додавання агломеруючої речовини, (d) грудкування з одержанням сирих котунів, і (e) термічна обробка за допомогою сушіння, попереднього нагрівання і нагрівання сирих котунів. UA 104145 C2 (12) UA 104145 C2 UA 104145 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь техніки, до якої належить винахід Описаний спосіб одержання марганцевих котунів на основі некальцинованої марганцевої руди. Продукт, одержаний згідно з даним винаходом (котуни з марганцевої руди), може бути використаний при виробництві феросплавів (Fe-Mn, Fe-Si-Mn) в електричних печах, в одержуваному в доменних печах високоякісному переробному чавуні і/або як легуючий елемент при одержанні спеціальних сортів сталі. Рівень техніки Марганець має велике значення у виробництві сталі. Приблизно 90 % вироблюваного в світі марганцю призначено для процесів виробництва сталі у вигляді феросплавів. У Бразилії запаси марганцевої руди знаходяться в штатах Pará, Mato Grosso і Minas Gerais, при цьому дані руди відрізняються своєю геологічною формацією. Велика кількість рудного дрібняку утворюється при видобутку руди на рудниках і на станціях для обробки марганцю. Через розмір зерен такий матеріал не може бути безпосередньо використаний в електричних печах для виробництва феросплавів або в інших печах. Крім проблем з навколишнім середовищем такий матеріал надає негативну дію на проникність шару, знижуючи продуктивність заводу і збільшуючи витрату енергії. Виробники марганцевої руди - особливо ті, які одержують велику кількість рудного дрібняку постійно знаходяться в пошуку альтернативних способів більш широкого використання таких руд. Технологічні альтернативи, що розглядаються, включають агломерацію дрібної фракції за допомогою спікання, грудкування і брикетування. Технологія спікання марганцю добре розроблена. Така руда придатна для спікання і дозволяє одержувати відповідний спечений матеріал, який може бути використаний у відновних електричних печах - особливо при місцевому використанні - оскільки спечений матеріал не має достатнього механічного опору для того, щоб витримати тягар вантаження і транспортування на велику відстань. Були проведені деякі дослідження по холодній агломерації за допомогою брикетування і грудкування, однак такі дослідження не мали успіху через великі проблеми в фізичній і металургійній якості одержуваних агломератів. Раніше компанії і дослідницькі центри займалися дослідженням гарячого виробництва марганцевих котунів. Проведені дослідження показали, що котуни після випалення стають дуже крихкими через інтенсивне розтріскування. Ймовірно, це відбувається через велику, викликану вогнем втрату руди і трансформацію в фазі оксиду марганцю. Дані факти привели до включення попередніх фаз у виробничий ланцюг по термічній обробці руди, призначеній для виробництва Mn котунів високої фізичної якості. У найбільш звичайному процесі виробництва марганцевих котунів використовують попередньо кальциновану марганцеву руду у відновній атмосфері псевдозрідженого шару. Такий процес включає термічну обробку марганцевої руди після одержання і випалення сирих котунів. Основною метою такої термічної обробки, також відомої як відновне кальцинування, є виробництво магнетиту і полегшення процесу видалення заліза за допомогою магнітного розділення, що забезпечує збагачення руди. Побічною дією такої термічної обробки є розкладання діоксидів марганцю, інтерферуючих з марганцевими котунами, що випалюються згідно з традиційними виробничими процесами (колосникова піч і ланцюгова колосникова решітка). Отже, традиційний спосіб виробництва марганцевих котунів включає, крім попереднього кальцинування в псевдозрідженій атмосфері печі, фази дроблення, фільтрування, магнітного розділення, грудкування і випалення в печах типу ланцюгової колосникової решітки. Основною проблемою такої методики є подолання складності одержання фізично адекватних марганцевих котунів при їх одержанні з некальцинованої руди. У процесі випалення загальної маси марганцевих котунів, одержаних з некальцинованої руди, в структурі котунів виникає множина дефектів, таких як тріщини і розриви, які суттєво знижують стійкість до стиснення. В екстремальних випадках це може привести до повного структурного руйнування котунів, a.k.a. руйнування внаслідок розтріскування. Це явище відбувається через надмірне утворення пари на стадіях сушіння і попереднього нагрівання, викликане випаровуванням води і розкладанням діоксидів марганцю. У тих випадках, коли котун не має належної пористості, пара, що утворюється, створює внутрішнє напруження в його структурі, достатнє для того, щоб зробити котун крихким або навіть зруйнувати його. Фізично невідповідний котун може викликати зайве утворення дрібної фракції при вантаженні, транспортуванні і/або під час відновлення в печі. Таке утворення дрібної фракції може привести до втрати продукту при грохоченні через сито перед піччю або до погіршення властивостей матеріалу під час відновлення через втрату проникності шару. 1 UA 104145 C2 5 10 15 20 Незважаючи на їх важливість для виробництва сталі, одержання котунів з марганцевої руди до цього часу було мало вивчене, і з цього питання була опублікована невелика кількість робіт. У документі JP 001040426 описане одержання котунів із попередньо відновлених марганцевих руд. У документі UA 16847U описане одержання марганцевистого чавуну з низькоякісних марганцевих руд. У документі US 4273575 описане перетворення дрібняку залізної руди або марганцевого дрібняку з частинками розміром менше 150 мікрон в кульки, максимальний розмір яких становить 6,0 мм, за допомогою додавання агломеруючих речовин з подальшим одержанням котунів і термічною обробкою при 300 °C. У документі JP 57085939 описана сировина для одержання заліза-марганцю, що включає дрібняк марганцевої руди, за допомогою додавання 7,0 мас % агломеруючої речовини типу портландцементу і можливого додавання від 7,0 до 10,0 мас % води. Потім котуни отверджують протягом періоду часу, який може продовжуватися від трьох днів до тижня. ICOMI (Industria е Comércio de Minerios do Amapá) побудувала і управляє заводом по виробництву котунів, що використовує марганцеву руду, видобуту на власному руднику. Цей завод був спроектований Bethlehem Steel Corporation (BSH), США. Щомісячна продуктивність даного заводу становила 20000 тонн. Фізичні властивості марганцевих котунів порівнянні з властивостями одержуваних/відомих залізорудних котунів. Керівництво і управління заводом здійснювала ICOMI, а технічну допомогу надавала BSC. Руда з Serra do Navio Mine (SNV) являє собою руду з оксиду марганцю (65 мас %), що має наступний склад: Криптмелан Гаусманіт Оксид алюмінію KMn8O16·H2O Mn3O4 Алюмосилікат Оксид залізної руди Гетит FeO(OH) Переважаючий компонент У меншій пропорції 20 % 15 % 25 На фігурі 1 показана технологічна схема переробки руди з подачею відновлювальної кальцинуючої фази (піч для випалення), використовувана ICOMI. Продукція технологічної установки ICOMI має наступні характеристики: Велика 75-13 мм Промита і просіяна через сито 48,5 мас % Mn Калібрована 13-8 мм Промита і просіяна через сито 48 мас % Mn Дрібна 8 мм-20 меш Класифікатор рейкового типу 43 мас % Mn Тонка 20-100 меш Нижній продукт гідроциклона 31 мас % Mn Шлам