Спосіб агломерації руд і концентратів з використанням дрібнодисперсних шламів

1. Спосіб агломерації руд і концентратів з використанням дрібнодисперсних шламів, що включає огрудкування агломераційної шихти, що містить дрібнодисперсний шлам, з наступним спіканням, який відрізняється тим, що шлам перед введенням в агломераційну шихту брикетують. 2. Спосіб агломерації руд і концентратів з використанням дрібнодисперсних шламів за п. 1, який відрізняється тим, що шламові брикети дроблять до крупності 1,6-8,0 мм. (19) (21) 2002086452 (22) 02.08.2002 (24) 17.04.2006 (46) 17.04.2006, Бюл. № 4, 2006 р. (72) Носков Валентин Олександрович, Биков Леонід Всеволодович, Ожогін Володимир Володимирович, Лозовой Валерій Пантелеймонович, Левченко Валерій Іванович, Маймур Борис Микитович, Томаш Олександр Анатолійович, Семакова Вікторія Борисівна, Пефтієв Євген Ігоревич, Колос Виктор Петрович (73) Приазовський державний технічний університет 3 55955 4 стоїть перед винаходом, тому що не усуває негатільки частково. Збільшення змісту часток, що тивний вплив на продуктивність аглоустановок і огрудковуються, у складі шихти супроводжується якість агломерату найбільш дрібнодисперсного підвищенням кількості неогрудкованного дріб'язку. компоненту агломераційної шихти, шламу. Щоб Неогрудковані дрібні частки знижують газопроникуникнути зниження продуктивності агломашин виність шару. Відповідно знижується продуктивність трату шламу необхідно обмежувати. агломераційної машини. Через великий опір потік В основу винаходу поставлена задача ствоповітря рухається через шар, що спікається, з підрення способу агломерації руд і концентратів з вищеним змістом дрібних часток по окремих канавикористанням дрібнодисперсних шламів, у якому лах. Області, де потік повітря недостатній, містять зміна порядку підготовки шламів до спікання донеспечені включення. Якість агломерату знижузволить підвищити газопроникність агломераційної ється. Найбільший опір проходу газів робить шихти і за рахунок цього збільшити продуктивність шлам, що містить самі дрібні частки. Щоб уникнути агломераційних машин і якість агломерату, а тазначного зниження продуктивності агломашин і кож необмежено збільшити витрату шламів в агякості агломерату витрату шламу в агломераційну ломераційну шихту. шихту звичайно обмежують 120 - 190кг/т агломеПоставлена задача вирішується тим, що в рату. Це скорочує можливості утилізації шламів, способі агломерації руд і концентратів з викорисприводить до їхнього нагромадження в шламовідтанням дрібнодисперсних шламів, який включає стійниках і вимагає додаткових площ для нових попереднє огрудкування агломераційної шихти, шламонакопичувачів. що містить дрібнодисперсний шлам, з наступним Щоб виключити негативний вплив дрібнодисспіканням, відповідно до винаходу шлам перед персного шламу на показники агломераційного введенням в агломераційну шихту брикетують. процесу можна перед огрудкуванням піддавати Поставлена задача вирішується також тим, що шлам холодному брикетуванню. У якості сполучшламові брикети дроблять до крупності 1,6 ного при виробництві брикетів доцільно викорис8,0мм. товувати вапно або вапняний пил, дрібнодисперсДо складу агломераційної шихти входять наний продукт очистки газу вапняно-випалювальних ступні залізорудні компоненти: агломераційна запечей. Це дозволить виключити зниження змісту лізна руда крупністю до 10мм; залізорудний конзаліза в офлюсованному агломераті через добавцентрат з розміром часток до 0,074мм; ки сполучного, тому що вапно та вапняний пил є повернення крупністю до 10мм, відсів готового флюсом, уведення якого до складу агломераційної агломерату недостатньої крупності для заванташихти необхідно для досягнення заданого хімічноження в доменну піч і повернутий до складу аглого складу агломерату. Брикетувати шлам доцільно мераційної шихти; колошниковий пил до 2мм; заліна найбільш продуктивних вальцьових пресах. зовмісний шлам з розміром часток до 0,05мм; інші Однак можливе використання пресів інших консзалізовмісні добавки. трукцій. Механічна міцність шламових брикетів Агломераційний процес заснований на фільтдля агломерації, достатня для їхнього транспортурації повітря через шар шихти. Високі продуктиввання до барабана огрудкувача і виконання функність агломераційних машин і якість агломерату ції центрів огрудкування. легко досягається вже забезпечуються за рахунок високої газопроникноспри невеликих зусиллях пресування до 10 - 15МПа 2 ті шару шихти, що спікається. Наявність в агломе(100 - 150кг/см ). Брикетований шлам не тільки не раційному шарі дрібних часток шламу, концентразнижує газопроникності шару, що спікається, але і ту і колошникового пилу перешкоджає проходу виконує функцію додаткових центрів огрудкування, газів. Для підвищення газопроникності агломераполіпшуючи якість огрудкування і підвищуючи гаційної шихти перед спіканням роблять її зволозопроникність шару, що спікається. Збільшення ження до 7 - 8% й огрудкування в обертовому бакількості брикетованого шламу в агломераційній рабані - огрудкувачі. У ході процесу огрудкування шихті буде сприяти підвищенню продуктивності дрібні частки накочуються на поверхню великих та агломераційних машин і якості агломерату. Це утворюють гранули діаметром 1 - 10мм. дозволить збільшити витрату шламу в аглошихту Відповідно до механізму огрудкування у складі понад 120 - 190кг/т агломерат. Можливе спікання агломераційної шихти виділяють центри огрудкуагломерату з високою продуктивністю із шихти, що вання, частки крупніше 1,6мм, на які накочуються на 100% складається із брикетованого шламу. дрібні частки, фракцію менш 0,4мм, що огрудковуТаким чином, брикетування шламу перед огрудкується, накочується на поверхню гранул, і проміжну ванням вирішує задачу, що стоїть перед винахофракцію з розміром часток 0,4 - 1,6мм, що прийдом. має незначну участь у процесі огрудкування (В.І. Звичайно на вальцьових пресах одержують Коротич. Основи теорії і технології підготовки сивідносно великі брикети, 12 - 40мм. У той же час ровини до доменної плавки. — М.: Металургія, дуже великі частки з розміром більш 8мм форму1978. — 208 с.). До центрів огрудкування відноють надмірно великі гранули, що не прогріваються сяться залізна руда і повернення. Фракцію, що і не спікаються при агломерації. Це приводить до огрудковується, представляють шлам, концентрат, зниження якості агломерату і збільшенню кількості дрібні частки колошникового пилу. Зі збільшенням повернення з частками дрібніше 10мм. Виробницкількості центрів огрудкування у шихті якість огрутво придатного агломерату з крупністю шматків дкування і газопроникність огрудкованної шихти більш 10мм, призначеного для завантаження в зростає. Відповідно підвищується продуктивність доменну піч, зменшується. У таблиці 1 описаний агломераційних машин і якість агломерату. Фраквплив уведення часток шламового кришива на ція, що огрудковується, входить до складу гранул розвиток процесу спікання агломерату. 5 55955 6 Таблиця 1 Вплив часток різної крупності в складі агломераційної шихти на показники процесу спікання агломерату менш 1,6мм (не брикетований шлам) Частки не є центрами огрудкування. Значна їхня частина не огрудковується і залишається в агломераційній шихті, знижуючи її газопроникність. Повітря та інші гази проходять по окремих каналах. Продуктивність агломераційної машини і якість агломерату знижуються. Крупність часток, мм 1,6 - 8,0мм (шламове брикетне кришиво) більш 8,0мм (великі недроблені брикети) Частки є центрами огрудкування. Дрібні частки накочуються на їхню поверхню, утворюючи гранули. Газопроникність шару, що спікається збільшується. Якість агломерату і продуктивність агломераційних машин зростають. Є центрами огрудкування надмірно великих гранул, що не прогріваються і не спікаються під час агломерації. Сприяють зниженню якості агломерату, збільшенню виходу повернення і зниженню виходу придатного агломерату. Таким чином, застосування шламових брикетів крупніше 8мм і дрібніше 1,6мм не дозволяє цілком вирішити задачу, що стоїть перед винаходом. Тому великі брикети розміром 12 - 40мм необхідно дробити перед введенням в агломераційну шихту до 1,6 - 8мм. Уведення до складу агломераційної шихти брикетного кришива крупністю 1,6 - 8,0мм дозволяє цілком вирішити задачу, що стоїть перед винаходом. Одержати брикетне кришиво з розміром часток 1,6 - 8,0мм можна без застосування дроблення при виробництві брикетів необхідного розміру, їх можна робити шляхом пресування зі шламу дрібних таблеток, наприклад 662мм. Однак зі зменшенням розмірів брикетів скорочується продуктивність вальцьового пресу. Можливо також протискування шламової суміші через філь’єри з діаметром отворів 3 - 5мм. При цьому одержують брикети у виді тонкої соломки, після підсушування легко ламкої поперек при перевантаженнях, змішуванні й огрудкуванні. Спосіб агломерації руд і концентратів з використанням брикетованих дрібнодисперсних шламів був реалізований у лабораторних умовах в агломераційній чаші ємністю 5кг аглошихти. До складу шихти в кожнім експерименті вводили 5,58% палива (дрібного коксу крупністю менш 3мм), 14,96% флюсу (сирого вапняку), 22,32% повернення, 12,05% агломераційної руди, 28,57 37,05% концентрату, 8,04 - 16,52% шламу. У роз рахунку на 1т агломерату витрата шламу складала 89 - 185кг. Шихтові матеріали в заданих пропорціях ретельно перемішували совком, воложили (витрата води 6,7% від маси шихти) і огрудковували у лабораторному огрудкувачі. Огрудковану шихту завантажували в агломераційну чашу. Висота шару складала 250мм. Розрідження у вакуум-камері 10кПа. Умови спікання були близькими до промислових. Шлам до складу агломераційної шихти в різних експериментах уводили без попередньої підготовки, у виді брикетного кришива крупністю менш 8мм і у виді соломки діаметром 4мм. Брикетування шламу здійснювали у циліндричній пресформі з плоскими штемпелями на ручному гвинтовому пресі з зусиллям 35 - 40МПа (350 2 400кг/см ). У якості сполучного використовували гидратирований вапняний пил у кількості 17 - 20% від маси брикету. У суміш шламу з вапняним пилом перед пресуванням додавали 16% води для поліпшення умов брикетування. Брикети циліндричної форми висотою і діаметром 30мм сушили при температурі 300°С протягом 30 хв. у сушильній шафі. Брикети дробилися до крупності менш 8мм у щоковій дробарці. Виготовлення соломки робили протискуванням тієї ж шихтової суміші через філь’єру з діаметром отворів 4мм із наступним сушінням протягом 20 хв. у сушильній шафі при температурі 300°С. Результати спікань приведені в табл. 2. Таблиця 2 Результати спікання агломерату в агломераційній чаші при різних способах підготовки шламу, що вводиться в шихту Показник 1 Витрата шламу, кг/т агломерату: непідготовленого кришива – 8мм соломки діаметром 4мм Зміст гранул діаметром менш 1мм в огрудкованій шихті, % Тривалість спікання, хв.. 1 2 2 3 89 185 № експерименту 3 4 4 5 5 6 89 51 96 185 134 3,35 6,14 0,59 0,38 1,17 9,0 12,5 7,5 6,5 7,0 7 1 Вихід придатного агломерату, + 10мм, % Барабанна проба + 5мм, % Продуктивність агломераційної установки: 2 питома, т/(м ч) відносна, % 55955 8 Продовження таблиці 2 2 68,75 57,58 3 61,25 51,52 4 80,28 69,29 5 82,50 72,72 6 75,52 70,43 1,094 100 (157,8) 0,693 63,4 (100) 1,668 152,5 (240,7) 1,796 164,2 (259,0) 1,720 157,2 (248,1) Збільшення витрати непідготовленого шламу (експеримент № 2) у 2 рази в порівнянні з базовим спіканням (експеримент № 1) супроводжується зниженням продуктивності агломераційної установки на 36,6% і механічної міцності агломерату. Про зниження міцності агломерату свідчить зменшення виходу придатного агломерату і показника барабанної проби, виходу фракції агломерату + 5мм після руйнування у барабані. Уведення шламу в агломераційну шихту у виді кришива (експеримент № 3 і 4) та у виді соломки (експеримент № 5) навпроти супроводжується збільшенням продуктивності агломераційної установки на 52,5 - 64,2%. При рівній витраті непідготовленого і брикетованого шламу, 185кг/т агломерату, (порівняння експериментів № 3 - 5 з експериментом № 2) продуктивність агломераційної установки збільшується в 2,5 рази. Також збільшується механічна міцність агломерату. Зменшення змісту фракції менш 1мм в огрудкованій перед спіканням агломераційній шихті з 3,35 - 6,14% до 0,35 - 1,17% після введення в її склад шламового кришива або шламової соломки свідчить про збільшення якості огрудкування і підвищення газопроникності агломераційної шихти. Зі збільшенням витрати брикетованого шламу продуктивність агломераційної установки і міцність агломерату зростають. Таким чином, можливо будь-яке збільшення витрати брикетованого шламу в агломераційну шихту без зниження продуктивності аглофабрики. Виробництво агломерату з введенням в агломераційну шихту брикетованого шламу у виробничих умовах ілюструється схемою (фіг.1 - усереднювальний склад; 2 - відділення випалу вапняку; 3 - дозування шламу і вапна або вапняного пилу; 4 змішувач шламу і вапна або вапняного пилу; 5 брикетний прес для пресування шламових брикетів; 6 - сушіння брикетів; 7 - щокова дробарка шламових брикетів; 8 - сито; 9 - чотирьохвалкова дробарка палива; 10 - молоткова дробарка вапняку; 11 - дозувальне відділення; 12 - барабан змішувач; 13 - барабан огрудкувач; 14 - агломераційна конвеєрна машина; 15 - валкова дробарка агломерату. У промислових умовах виробництво агломерату з введенням в агломераційну шихту брикетованого шламу здійснюють у такий спосіб. У складі аглофабрики будують нову ділянку, що включає дозування 3 і змішувач 4 шламу й сполучного, вальцьовий прес 5, прохідне сушило 6 і дробарку 7, щокову чи іншої відомої конструкції. Аглоруду, концентрат і залізовмісні добавки подають на усереднювальний склад 1, де усереднюють у штабелі. З відділення випалу вапняку 2 у штабель залі зорудних матеріалів подають вапно або вапняний пил. Усереднену залізорудну шихту з добавкою вапна з усереднювального складу стрічковим конвеєром передають у дозувальне відділення 11. Паливо, коксик дрібніше 25мм чи антрацитовий штаб, дроблять на чотирьохвалковій дробарці 9 до крупності менш 3 мм. Дроблене паливо подають у дозувальне відділення 11. Флюс, сирий вапняк, дроблять у молотковій дробарці 10 до крупності менш 3мм. Дроблений вапняк розсівають на ситі 8 і частки крупніше 3мм направляють на повторне дроблення. Вапняк менш 3мм подають у дозувальне відділення 11. Шлам і вапняний пил або вапно подають у нове відділення брикетування шламів 3 - 8. Шлам і вапняний пил надходять у бункери дозування 3. У заданих пропорціях їх подають збірним конвеєром у малий барабан змішувач 4. Шламову суміш воложать і подають на прес 5. Шламові брикети сушать у прохідному сушилі 6 при температурі 200 - 300°С і дроблять до крупності менш 8мм у дробарці 7. Після дроблення брикетне кришиво розсівають на ситі 8. Фракцію крупніше 8мм подають на повторне дроблення. Частки дрібніше 1мм брикетують повторно. Кришиво крупністю 1 - 8мм конвеєром подають у дозувальне відділення 11. Витрата сирого вапняку у дозувальному відділенні знижують з урахуванням уведення додаткового флюсу зі шламом. У дозувальному відділенні 11 компоненти агломераційної шихти дозують у заданих пропорціях на збірний конвеєр і подають до барабана змішувача 12. Змішану шихту похилим конвеєром транспортують до барабана огрудкувача 13, де шихту воложать і огрудковують, одержуючи гранули діаметром 1 - 10мм. Шламове кришиво у складі агломераційної шихти, що виконує роль центрів огрудкування, поліпшує якість огрудкування і збільшує її газопроникність. Огрудковану шихту подають на агломераційну конвеєрну машину 14 й спікають. За рахунок підвищення газопроникності спікаємого шару продуктивність агломераційних машин значно збільшується. Готовий агломерат вивантажують з агломашини, дроблять на одновалковій дробарці 15 і розсівають на ситі 8. Агломерат крупніше 10мм подають у доменний цех. Повернення крупністю менш 10мм подають у дозувальне відділення для повторного введення в аглошихту. У новому відділенні брикетування шламу замість брикетного преса 5 може бути встановлений стрічково-вакуумний прес, на якому роблять соломку протискуванням через філь’єру вапняно-шламової суміші. У цьому випадку зі складу відділення виключають дробарку 7 і сито 8. Шламову соломку направляють у дозувальне відділення 11. У нове відділення брикетуван 9 55955 10 ня 3 - 8 поряд зі шламом при невеликій його виЗниження вартості агломерату за рахунок затраті можуть подавати частину концентрату. Поміни концентрату шламом переднє брикетування частини концентрату також 0,001  (185 - 89)  [(50/64)  80 - 6] = 5,42 грн./т сприяє значному збільшенню продуктивності агагломерату, лофабрики. При перебоях постачань сировини на де 50 і 64 - зміст заліза у шламі і концентраті, металургійний завод аглофабрика з ділянкою бри%; кетування шламу може працювати з високою про80 і 6 - вартість 1т концентрату і шламу, грн./т. дуктивністю на шихті, яка на 100% складається зі Додаткові витрати на брикетування шламу шламу. складають 32 грн./т кришива Економічну ефективність запропонованого за0,001  32  185 = 5,92 грн./т агломерату ходу оцінювали для умов аглофабрики продуктивЗменшення вартості 1т агломерату ністю 1,6 млн. т агломерату на рік, що частково 1,31 + 5,42 - 5,92 = 0,81 грн./т агломерату забезпечує сировиною доменний цех. Відповідно Річна економія за рахунок зниження вартості до табл. 2 прийнято, що за рахунок застосування агломерату брикетування витрату шламу збільшили з 89 до 0,81  2,1 = 1,7 млн. 185кг/т агломерату. При визначенні збільшення Річна економія за рахунок заміни привізної сипродуктивності аглофабрики в промислових уморовини агломератом свого виробництва вах прийнятий понижуючий коефіцієнт К = 0,5, у (125 - 100)  (2,1 - 1,6) = 12,5 млн. грн., порівнянні з лабораторними даними. Очікуване де 125 і 100 - вартість 1т привізної сировини й збільшення продуктивності аглофабрики складе агломерату свого виробництва, грн./т. (164,2 - 100)  0,5 = 32,1% Додаткові капітальні витрати на будівництво Річна продуктивність аглофабрики в нових ділянки брикетування орієнтовно оцінюються у 9 умовах складе млн грн. Річний економічний ефект складе [(100 + 32,1)/100]  1,6 = 2,1 млн. т 1,7 + 12,5 - 0,15  9 = 12,85 млн. грн., Економія за рахунок умовно постійних витрат де 0,15 - нормативний коефіцієнт Ен. 5,40 - 5,40  100/(100 + 32,1) = 1,31 грн./т аглоТермін окупності витрат мерату, 9/( 1,7 + 12,5) = 0,63 року (8 місяців). де 5,40 - умовно постійні витрати при виробництві агломерату, грн./т. Фіг. Комп’ютерна верстка М. Клюкін 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