Спосіб приготування огрудкованих титанвмісних матеріалів при використанні в’яжучих

Спосіб приготування огрудкованих титанвмісних матеріалів при використанні в'яжучих, який відрізняється тим, що як в'яжуче використовується суміш кам'яновугільного пеку з лігносульфанатом у співвідношенні 1:(0,40 10,55), причому титанвмісний матеріал повинен мати вміст ТіО2 не нижче 40% за масою. (19) (21) u201000411 (22) 18.01.2010 (24) 26.07.2010 (46) 26.07.2010, Бюл.№ 14, 2010 р. (72) ЛИСЕНКО ВАЛЕРІЙ ГЕРМАНОВИЧ, ГУР'ЯНОВА ТЕТЯНА ПЕТРІВНА, ШКЛЯР ВОЛОДИМИР ВІКТОРОВИЧ, КРИВОРУЧКО ВОЛОДИМИР ВІКТОРОВИЧ, ПАРФЕНЮК ІГОР ГЕОРГІЄВИЧ, ПОПЛАВСЬКИЙ ЮРІЙ ВЛАДИСЛАВОВИЧ 3 матеріал повинен мати вміст ТіО2 не нижче 40% за масою. Співвідношення пеку та лігносульфонату визначається їх фізико-хімічними властивостями. Пек складається з вуглеводнів (переважно), фенолів та деяких інших домішок органічного походженнях. В залежності від сорту пека його температура плавлення знаходиться в межах 50-100°С. Міцний каркас, що скріплює гранулу шихти та надає їй здатності протидіяти великим навантаженням при перевалюванні гранул на шляху до перероблюючих агрегатів та в самих агрегатах, утворюється лише під час коксування при 400600°С, а для повного видалення летючих, які при хлоруванні забруднюють тетрахлорид та утворюють багато хлоридів, що важко утилізуються, температуру підвищують до 800-850°С. Міцність гранул, отриманих на кам'яновугільному пеку після коксування достатньо велика, але підвищені трудові витрати при його використанні та неможливість отримання твердих гранул при температурах сушіння (100-200°С), що спричиняє деформацію гранул та втрати матеріалу, приводять до необхідності використовувати в якості в'яжучого суміш пеку та лігносульфонату. Кожен з цих видів в'яжучих має свої переваги і недоліки, тому лише при їх сумісному використанні можна в значній мірі усунути недоліки кожного. Лігносульфонат утворює скріплюючий каркас гранул шихти вже при 100-200°С, тобто подальші перевалки на шляху до печі коксування та саме коксування пройдуть без помітних втрат матеріалу. Кількість лігносульфонату у в'яжучому суворо регламентують. Для огрудкування титанвмісних матеріалів кількість в'яжучого, як правило, знаходиться в межах 8-13% від загальної маси гранул (залежить від хімічного складу матеріалу та знаходження в ньому молотого вугілля). Для наших умов, при співвідношенні у в'яжучому пеку та лігносульфонату менше, ніж 1:0,4, частка лігносульфонату у суміші титанвмісного продукту та в'яжучого складатиме менш, ніж 2,9%. Цієї кількості лігносульфонату буде занадто мало для надання гранулам мінімальної міцності після їх сушіння при 120-200°С. При співвідношенні у в'яжучому пеку та лігносульфонату більше, ніж 1:0,55, частка лігносульфонату у суміші титанвмісного продукту та в'яжучого складатиме більше, ніж 3,53%. Цієї кількості лігносульфонату (2,9+3,53%) буде достатньо для придания необхідної міцності гранулам, для того щоб запобігти їх руйнуванню перед коксуванням. Подальше додавання лігносульфонату приведе лише до перевитрат в'яжучого або зниження у в'яжучому частки пеку, який, хоч і поступається в'яжучими властивостями лігносульфонату при температурі сушіння (100-200°С), проте після коксування при температурі 400-600°С набуває високих в'яжучих властивостей. Зменшення кількості кам'яновугільного пеку знизить міцність катунів або брикетів перед завантаженням їх в РТП або ШХ. Те, що в титанвмісному матеріалі вміст ТіО2 не повинен бути нижче 40% за масою пояснюється тим, що зі зниженням ТіО2 відповідно зростає 51627 4 вміст інших компонентів, деякі з яких самі по собі мають в'яжучі та цементуючі властивості. Такі матеріали можуть огрудковуватись або зовсім без в'яжучих, або з мінімальними витратами інших видів в'яжучих більш доступних та дешевих, тобто використання в цих умовах в'яжучого з суміші пеку та лігносульфонату стає недоцільним. Максимальний вміст ТіО2 в продукту не обмежується. Спосіб, що заявляється, здійснюється таким чином. Титанвмісний матеріал, здебільш концентрат або шлак, подрібнюють іноді з вуглецевим відновником в кульковому або будь-якому іншому млині. Потім проводять розплавлення пеку при 100170°С, з додаванням до нього водного розчину лігносульфонату до об'ємної його густини 1,151,19т/м3 та температурою біля 60°С. Далі відбувається перемішування подрібненого титанвмісного матеріалу з двоскладовим в'яжучим, виробництво катунів на тарілчастому або будь-якому грануляторі, а брикетів на вальцових пресах або будь-яких інших. Сушіння катунів та брикетів на стрічковій або будь-якій іншій сушарці проводять при температурі їх на виході 120-200°С та з вмістом вологи в межах 0,5-1,0%. Коксування гранул в камерних або тунельних печах відбувається при температурі 400-600°С. Завантаження огрудкованого матеріалу в РТП або ШХ проводять з якомога меншими витратами тепла гранулами на шляху до них, для того щоб знизити в цих агрегатах питомі витрати енергоносіїв. Приклади за прототипом. Варіант 1. Титановий концентрат (63,3% ТіО2, 25,1% FeO, 11,6% - інш.) та антрацит (10% до концентрату) піддавали сумісному подрібненню в кульковому млині до фракції - 0,74мм - 80-90%. В отриману шихту додавали водний розчин лігносульфонату в кількості 9% від загальної кількості шихти та в'яжучого з його об'ємною густиною 1,18т/м3 та температурою 60°С. Після ретельного перемішування суміш завантажували в бункер експериментального однорівчакового двухвалкового брикет - пресу БП-1-2 потужністю 200кг/год. Брикети отримували з тиском при пресуванні 400кг/см2, вони мали овальну форму та розміри 2 5см. Маса брикетів становила 104кг. Сушіння проводили на перфорованому піддоні з нагріванням брикетів газовим пальником до 160°С. Після цього брикети двічі пересипали з короба в короб з висоти 60см. Це здійснювали, аби зімітувати умови при яких гранули проходять шлях від сушарки до печі коксування та при завантаженні в саму піч. Коксування проводили в муфельній печі при температурі 600°С. Середній показник опору стисненню брикетів склав 94кг/см2. При пересипанні брикетів після сушіння в коробах залишилось дрібняку, осипу та пилу 0,8% від загальної кількості брикетів. Після коксування брикетів їх піддавали 4-х разовому пересипанню з короба в короб. Кількість сколів, дрібняку та пилу склала 2,1%. Загальна кількість дрібної фракції склала 2,9%. Майже всю цю кількість матеріалу буде втрачено на шляху до печі коксування, РТП та ШХ у вигляді пилу, просипу та в самих цих апаратах з пиловиносом. 5 51627 Варіант 2. Підготовку шихти, пресування брикетів та їх сушіння проводили, як і за варіантом 1. В якості в'яжучого використовували кам'яновугільний пек після нагрівання його до температури 110°С в кількості 7,5%. Після сушіння брикети двічі пересипали з короба в короб з висоти 60см. Брикети були м'якими, деформувались та злипались, деякі гранули руйнувались, помітна частка матеріалу налипала на стінках коробів. Втрати матеріалу склали 2,3%. Після коксування середній показник опору стисненню брикетів склав 112кг/см2. Після 4-х разового пересипання з короба в короб втрати матеріалу у вигляді дрібняку та пилу склали 0,8%. Це свідчить про те, що після коксування в'яжучі властивості пеку значно вищі, ніж лігносульфонату, але за рахунок того, що після сушіння брикети з пеком були м'якими з великими втратами матеріалу, загальні втрати матеріалу з використанням пеку склали 3,1%. Цей показник на 7% гірший, ніж при використанні лігносульфанату. Приклад за рішенням, що заявляється. Варіант 1. Підготовку шихти, пресування брикетів, їх сушіння та коксування проводили, як і за варіантом 1 по прототипу. В якості в'яжучого використовували пек, нагрітий до температури 110°С, та водний розчин лігносульфонату, нагрітий до 60°С, у співвідношенні 1:0,4 при їх загальній кількості 8% від маси брикетів. Після сушіння брикетів та їх подвійного пересипання, як і в варіантах 1, 2 за прототи Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 6 пом, втрати матеріалу склали 1,1%. Після коксування опір стисненню брикетів склав 115кг/см2, а втрати матеріалу 1,83%. Загальні втрати - 2,93%. Варіант 2. Всі операції проводили як і по варіанту 1 за рішенням, що заявляється, але співвідношення пеку до лігносульфонату складало 1:0,55. Після сушіння втрати матеріалу склали 0,8%, після коксування - 1,95%. Опір стисненню брикетів склав 113кг/см2. Загальні втрати матеріалу - 2,75%. Варіант 3. Всі операції проводили, як і за варіантом 1, але відношення пеку до лігносульфонату було в першому випадку 1:0,35, а в другому 1:0,60. В обох випадках загальні втрати матеріалу знаходились в межах 3,1-3,6 %, тобто переваг у порівнянні з прототипом не виявлено. У порівнянні з варіантами 1, 2 за прототипом та варіантами 1, 2 за рішенням, що заявляється, опір стисненню брикетів підвищується з 94112кг/см2 до 113-115кг/см2, тобто в середньому на 9,6%, втрати матеріалу знизились з 2,9-3,1% до 2,75-2,93%, тобто в середньому на 5,3% відносних. Таким чином, використання в'яжучого, яке заявляється, для приготування огрудкованих титанвмісних матеріалів дозволяє підвищити опір стисненню брикетів в середньому на 9,6%, а втрати матеріалу у вигляді сколів, дрібняку та пилу знизити на 5,3%. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601