EA024243B1 - Method for reduction of ores and metal oxides - Google Patents
Method for reduction of ores and metal oxides Download PDFInfo
- Publication number
- EA024243B1 EA024243B1 EA201300218A EA201300218A EA024243B1 EA 024243 B1 EA024243 B1 EA 024243B1 EA 201300218 A EA201300218 A EA 201300218A EA 201300218 A EA201300218 A EA 201300218A EA 024243 B1 EA024243 B1 EA 024243B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- heat
- briquette
- mixture
- resistant material
- protective
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к восстановлению окислов металлов в твердом состоянии.The invention relates to metallurgy, in particular to the reduction of metal oxides in the solid state.
Известен способ восстановления окислов металлов (руда или концентрат, окалина), используемый фирмой Хеганас, при получении губчатого железа твердым углеводородом (каменный уголь, кокс, древесный уголь и т.д.), в соответствии с которым измельченный окисел железа и твердый углеводород загружаются в жаростойкие емкости (капсели, тигли) из карбида кремния несмешивающимися слоями и восстанавливается при температуре 900-1300°С (Похвистев А.Н., Кожевников И.Ю., Спектров А.Н., Ярхо Е.Н. Внедоменное получение железа за рубежом. Металлургиздат, 1964, с. 22-31). Заполненные емкости, установленные на технологические вагонетки, перемещаются через тоннельную печь, где производится температурная обработка. Затем из охлажденных капселей извлекаются трубы губчатого железа, а отработанная восстановительная смесь отсасывается из емкостей и транспортируется в отвал.There is a known method for the reduction of metal oxides (ore or concentrate, scale) used by Heganas when producing sponge iron with a solid hydrocarbon (coal, coke, charcoal, etc.), according to which the crushed iron oxide and solid hydrocarbon are loaded into heat-resistant containers (capsules, crucibles) made of silicon carbide with immiscible layers and restored at a temperature of 900-1300 ° C (Pokhvistev A.N., Kozhevnikov I.Yu., Spektrov A.N., Yarkho E.N. Instantaneous iron production abroad Metallurgical Publishing House, 1964, p. 22-31). Filled containers installed on technological trolleys are transported through a tunnel furnace, where heat treatment is performed. Then sponge iron pipes are removed from the cooled capsules, and the spent recovery mixture is sucked out of the containers and transported to the dump.
Наиболее близким к изобретению является способ восстановления руд окислов металлов в твердом состоянии, отличающийся тем, что вместе с окислом железа в жаростойкие емкости несмешивающимися слоями загружают брикетированный восстановитель в смеси с известняком и связующим. Уплотнение восстановителя и флюса позволяет увеличить объем загружаемого в капсели окисла железа, что дает увеличение производительности [а.с. СССР № 1209478/22-2 А1 (Иностранная фирма Хоганас), 22.12.1970, Бюллетень № 2 за 1971].Closest to the invention is a method for reducing ores of metal oxides in a solid state, characterized in that, together with iron oxide, briquetted reducing agent mixed with limestone and a binder is loaded into heat-resistant containers with immiscible layers. The compaction of the reducing agent and flux allows you to increase the amount of iron oxide loaded into the capsules, which gives an increase in productivity [a.s. USSR No. 1209478 / 22-2 A1 (Foreign company Hoganas), 12/22/1970, Bulletin No. 2 of 1971].
Недостаток способа заключается в том, что применяемые в нем дорогостоящие жаростойкие емкости многоразового использования, изготовленные из карбида кремния, обладают повышенной хрупкостью и требуют бережного и осторожного обращения как в процессе загрузки капселей, так и последующей их разгрузки после обжига, а также при установке капселей друг на друга в многоярусные ряды на тележки для проведения обжига в тоннельной печи и последующем снятии их с тележки после обжига. Стойкость емкостей из карбида кремния достигает 120-150 теплосмен. Если емкость ломается и выходит из строя на ранней стадии своего использования, то ее замена влечет существенное повышение себестоимости губчатого железа. Поэтому все эти операции отличаются применением большой доли ручного труда и не позволяют в значительной степени автоматизировать процесс получения губчатого железа.The disadvantage of this method is that the expensive heat-resistant refillable containers made of silicon carbide used in it have increased fragility and require careful and careful handling both during the loading of capsules and their subsequent unloading after firing, as well as when installing capsules. on top of each other in tiered rows on trolleys for firing in a tunnel kiln and then removing them from the trolley after firing. The resistance of containers made of silicon carbide reaches 120-150 heat exchange. If the tank breaks and fails at an early stage of its use, then its replacement entails a significant increase in the cost of sponge iron. Therefore, all these operations are distinguished by the use of a large share of manual labor and do not allow to automate to a large extent the process of producing sponge iron.
В предлагаемом способе восстановления окислов металлов этот недостаток частично или полностью устраняется применением одноразовой дешевой жаростойкой защитной оболочки, внутри которой размещают восстановительную смесь из измельченного окисла металла, твердого углеводорода, известняка. Оболочка при этом выполнят функцию емкости, предотвращающей контакт восстановительной смеси с кислородом воздуха, и вся конструкция представляет собой брикет.In the proposed method for the reduction of metal oxides, this disadvantage is partially or completely eliminated by the use of a disposable cheap heat-resistant protective shell, inside which a reducing mixture of crushed metal oxide, solid hydrocarbon, limestone is placed. The shell will fulfill the function of a container preventing contact of the reducing mixture with atmospheric oxygen, and the entire structure is a briquette.
Форма брикета задается геометрией пресс-формы. Наиболее просто брикеты делать цилиндрическими.The shape of the briquette is determined by the geometry of the mold. It is most simple to make briquettes cylindrical.
При формовании брикета жаростойкий материал оболочки, например из керамических масс, находится в пластичном состоянии и в процессе сушки и восстановительного обжига приобретает необходимую прочность.When forming a briquette, the heat-resistant material of the shell, for example of ceramic masses, is in a plastic state and acquires the necessary strength during drying and regenerative firing.
После восстановительного обжига брикет дробят, измельчают и из смеси извлекают порошок восстановленного окисла одним из методов обогащения, например магнитного или гравитационного.After re-firing, the briquette is crushed, crushed, and the reduced oxide powder is extracted from the mixture using one of the enrichment methods, for example, magnetic or gravitational.
Для получения механически более прочного брикета в восстановительную смесь вводят связующее вещество. В процессе сушки благодаря присутствию связующего восстановительная смесь также приобретает дополнительную прочность и совместно с упрочняемой при сушке оболочкой создается брикет, стойкий к последующим механическим и термическим нагрузкам при подготовке и проведении восстановительного термического обжига.To obtain a mechanically stronger briquette, a binder is introduced into the reduction mixture. In the drying process, due to the presence of a binder, the reducing mixture also acquires additional strength and, together with the hardening hardening during drying, a briquette is created that is resistant to subsequent mechanical and thermal loads during the preparation and conduct of thermal re-firing.
Применяемый в известных способах восстановления окислов металлов твердый углерод, как правило, содержит серу. Поэтому для десульфурации, т.е. поглощения серы, при обжиге используется известняк.Used in known methods for the reduction of metal oxides, solid carbon, as a rule, contains sulfur. Therefore, for desulfurization, i.e. sulfur absorption; limestone is used for firing.
В предлагаемом способе в восстановительную смесь вводят связующее на основе извести, что исключает необходимость в добавлении известняка.In the proposed method, a lime-based binder is introduced into the reduction mixture, which eliminates the need for limestone addition.
Прессовать брикет предлагается в один или два приема.Press briquette is offered in one or two steps.
В первом варианте из восстановительной смеси со связующим формуют брикет рыхлой структуры, заключенный в оболочку из жаростойкого материала в пластичном состоянии, и затем прессованием брикету придают необходимую прочность, которая повышается при сушке брикета.In the first embodiment, a loose structure briquette is formed from a reducing mixture with a binder, enclosed in a shell of a heat-resistant material in a plastic state, and then pressing the briquette gives the necessary strength, which increases when the briquette is dried.
Во втором варианте на первом этапе формуют брикет из восстановительной смеси, который затем сушат для придания ему прочности. Затем на наружную поверхность брикета наносят оболочку из жаростойкого материала, находящегося в пластичном состоянии, например в виде шликера. Оболочку наносят, например, опустив брикет в глиняный раствор или пропуская брикет, размещенный на решетке, через падающий поток такого раствора.In the second embodiment, at the first stage, the briquette is formed from a reducing mixture, which is then dried to give it strength. Then on the outer surface of the briquette put a shell of heat-resistant material in a plastic state, for example in the form of a slip. The shell is applied, for example, by dropping the briquette into the clay solution or by passing the briquette placed on the grate through the incident stream of such a solution.
Поскольку при прессовании брикета оставшийся внутри него воздух создает упругие напряжения, при снятии нагрузки обратная реакция упругих сил может приводить к образованию трещин. Наиболее подвержена образованию трещин боковая поверхность защитной оболочки. Практика показывает, что защитные слои основания и крышки брикета, как правило, остаются целыми либо зачастую трещины на них являются продолжением трещин защитной оболочки боковой поверхности. Упругая реакция сжатогоSince, while pressing the briquette, the air remaining inside it creates elastic stresses, when the load is removed, the reverse reaction of elastic forces can lead to the formation of cracks. The lateral surface of the containment is most susceptible to cracking. Practice shows that the protective layers of the base and cover of the briquette, as a rule, remain intact or often cracks on them are a continuation of cracks in the protective shell of the side surface. Resilient compression
- 1 024243 материала пропорциональна усилию прессования. Поэтому условие сохранения целостности брикета ограничивает величину давления прессования. Для устранения этого негативного явления обычно рекомендуется применять вакуумирование.- 1,024,243 material is proportional to the pressing force. Therefore, the condition for maintaining the integrity of the briquette limits the magnitude of the pressing pressure. To eliminate this negative phenomenon, vacuum is usually recommended.
Альтернативой такому подходу может быть другой вариант изготовления брикета, когда на первом этапе прессуется только сердцевина брикета из восстановительной смеси с основанием и крышкой из жаростойкого материала в пластичном состоянии. После снятия нагрузки и обратной упругой реакции размеры заготовки брикета стабилизируются. На этой стадии допускается образование трещин на боковой поверхности заготовки из восстановительной смеси. При необходимости заготовку брикета предварительно сушат. Затем на внешней боковой поверхности заготовки брикета формируют оболочку из жаростойкого материала в пластичном состоянии. Полученный брикет сушат и подвергают восстановительному обжигу.An alternative to such an approach may be another briquette manufacturing option, when in the first stage only the core of the briquette is pressed from a reducing mixture with a base and a lid of heat-resistant material in a plastic state. After removing the load and the reverse elastic reaction, the dimensions of the briquette preform are stabilized. At this stage, the formation of cracks on the side surface of the workpiece from the recovery mixture is allowed. If necessary, the preform is pre-dried. Then, on the outer side surface of the briquette preform, a shell of heat-resistant material in a plastic state is formed. The resulting briquette is dried and subjected to reduction firing.
Выбор материала защитной оболочки брикета зависит от температуры восстановительного обжига, которая в случае железа составляет 900-1300°С. Таким материалом могут быть различные виды керамических масс, например глины (кирпичная, огнеупорная глина и прочие). Удобно использовать их во влажном измельченном состоянии для облегчения формирования многослойного брикета.The choice of material for the briquette protective shell depends on the temperature of reduction firing, which in the case of iron is 900–1300 ° С. Such material can be various types of ceramic masses, for example clay (brick, refractory clay and others). It is convenient to use them in a wet ground state to facilitate the formation of a multilayer briquette.
С целью увеличения полезного объема брикета необходимо стремиться к минимальной толщине его защитной оболочки. Толщина оболочки зависит от ее прочностных свойств: в процессе сушки и обжига в оболочке не должны возникать крупные трещины. Допускаются микротрещины, через которые выходят образующиеся внутри газы.In order to increase the useful volume of the briquette, it is necessary to strive for the minimum thickness of its protective shell. The thickness of the shell depends on its strength properties: during drying and firing, large cracks should not occur in the shell. Microcracks are allowed through which the gases forming inside are released.
В материал оболочки можно вводить отощающие добавки, которые снижают пластичность и усадку глин при сушке и обжиге. Это могут быть, например, песок, обожженная глина, отход, получаемый после извлечения из измельченного обожженного брикета восстановленного окисла, отход обогащения руд, в частности немагнитная фракция железной руды, образующаяся при получении концентрата, и прочие материалы.Thinning additives can be added to the shell material, which reduce the ductility and shrinkage of clays during drying and roasting. This can be, for example, sand, calcined clay, waste obtained after extraction of the reduced oxide from the crushed calcined briquette, ore dressing waste, in particular the non-magnetic fraction of iron ore formed during the preparation of the concentrate, and other materials.
Для повышения прочности брикета при обжиге и охлаждении предпочтительно, чтобы часть материала, входящая в оболочку, оплавлялась. Этого можно добиться дополнительным введением плавней добавок, способствующих такому процессу, например добавлением окислов металлов исходной руды, которые присутствуют в отходах, образуемых при обогащении руды; окислов щелочных металлов или концентрата.To increase the strength of the briquette during firing and cooling, it is preferable that part of the material entering the shell is melted. This can be achieved by the additional introduction of fluxes of additives contributing to such a process, for example, by adding the metal oxides of the initial ore, which are present in the waste formed during ore dressing; alkali metal oxides or concentrate.
Предпочтительно для повышения прочности брикета в материал оболочки дополнительно вводить небольшое количество связующего вещества.Preferably, to increase the strength of the briquette, a small amount of a binder is additionally introduced into the shell material.
Так как защитная оболочка достаточно тонкая, то она сохраняет целостность при больших скоростях нагрева и охлаждения. В частности, возможно охлаждение горячего брикета водой. Высокая скорость охлаждения водой допускает разрушение оболочки и существенно ограничивает долю обратного окисления металла, которую можно дополнительно регулировать кислотность водной среды, т.е. величиной рН.Since the protective shell is quite thin, it maintains integrity at high heating and cooling rates. In particular, it is possible to cool the hot briquette with water. The high cooling rate with water allows the destruction of the shell and significantly limits the proportion of reverse metal oxidation, which can further control the acidity of the aqueous medium, i.e. pH value.
Преимущество предлагаемого способа восстановления окислов заключается еще в повышении производительности печей, так как уплотнение восстановительной смеси при прессовании брикета, с одной стороны, увеличивает удельную загрузку печи, а с другой - повышает ее теплопроводность, что приводит к увеличению скорости нагрева внутренних областей брикета, т.е. скорость восстановления возрастает.The advantage of the proposed method for the reduction of oxides is also to increase the productivity of furnaces, since compaction of the reducing mixture during briquette pressing, on the one hand, increases the specific load of the furnace, and on the other hand, increases its thermal conductivity, which leads to an increase in the heating rate of the inner areas of the briquette, t. e. recovery speed increases.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201300218A EA024243B1 (en) | 2013-01-17 | 2013-01-17 | Method for reduction of ores and metal oxides |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201300218A EA024243B1 (en) | 2013-01-17 | 2013-01-17 | Method for reduction of ores and metal oxides |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201300218A1 EA201300218A1 (en) | 2014-07-30 |
EA024243B1 true EA024243B1 (en) | 2016-08-31 |
Family
ID=51226741
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201300218A EA024243B1 (en) | 2013-01-17 | 2013-01-17 | Method for reduction of ores and metal oxides |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA024243B1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU290546A1 (en) * | METHOD OF RESTORATION OF METAL ORES AND OXIDES | |||
DE2061346A1 (en) * | 1970-12-12 | 1972-06-22 | Hüttenwerk Oberhausen AG, 4200 Oberhausen | Coating iron ore pellets with ceramic powder - before the reduction |
SU396368A1 (en) * | 1970-09-22 | 1973-08-29 | METHOD OF OBTAINING METALLIZED WELLS | |
JPS57104610A (en) * | 1980-12-22 | 1982-06-29 | Res Assoc Residual Oil Process<Rarop> | Manufacture of iron ore pellet for manufacturing reduced iron |
US5505903A (en) * | 1993-06-21 | 1996-04-09 | Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh | Method of producing cold-moulded iron-containing briquettes |
RU2009137646A (en) * | 2009-10-13 | 2011-04-20 | Михаил Леонидович Герман (BY) | METALLURGICAL BRIQUETTE FOR Smelting Cast Iron |
-
2013
- 2013-01-17 EA EA201300218A patent/EA024243B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU290546A1 (en) * | METHOD OF RESTORATION OF METAL ORES AND OXIDES | |||
SU194862A1 (en) * | А. Ф. Жорн И. Д. Радомысельский, И. М. Федорченко, | METHOD OF OBTAINING METAL POWDERS | ||
SU396368A1 (en) * | 1970-09-22 | 1973-08-29 | METHOD OF OBTAINING METALLIZED WELLS | |
DE2061346A1 (en) * | 1970-12-12 | 1972-06-22 | Hüttenwerk Oberhausen AG, 4200 Oberhausen | Coating iron ore pellets with ceramic powder - before the reduction |
JPS57104610A (en) * | 1980-12-22 | 1982-06-29 | Res Assoc Residual Oil Process<Rarop> | Manufacture of iron ore pellet for manufacturing reduced iron |
US5505903A (en) * | 1993-06-21 | 1996-04-09 | Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh | Method of producing cold-moulded iron-containing briquettes |
RU2009137646A (en) * | 2009-10-13 | 2011-04-20 | Михаил Леонидович Герман (BY) | METALLURGICAL BRIQUETTE FOR Smelting Cast Iron |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201300218A1 (en) | 2014-07-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2015329325B2 (en) | Method for smelting nickel oxide ore | |
JP2009530492A5 (en) | ||
EA021212B1 (en) | Method for producing ferroalloy containing nickel | |
Chen et al. | Preparation of prereduced pellets by pyrite cinder containing nonferrous metals with high temperature chloridizing-reduction roasting technology | |
WO2013029456A1 (en) | Two-step reduction method for reutilization of iron scale of stainless steel | |
KR20110063616A (en) | Method for sepatation of zinc and extraction of iron values from iron ores with high concentration of zinc | |
US8025727B2 (en) | Agglomerated stone for using in shaft, corex or blast furnaces, method for producing agglomerated stones and use of fine and superfine iron ore dust | |
Bizhanov et al. | Blast furnace operation with 100% extruded briquettes charge | |
Abdul et al. | Analysis of cylindrical briquette dimension on total iron content and the degree of metallization in direct reduction process of iron ore and iron sand mixture | |
Anameric et al. | Laboratory study related to the production and properties of pig iron nuggets | |
CN107354304A (en) | A kind of method of Porous Medium Adsorption separation Vanadium in Vanadium Residue resource | |
CN107298587B (en) | Low-porosity magnesia-chrome brick applied to colored industry and production method thereof | |
EA024243B1 (en) | Method for reduction of ores and metal oxides | |
CN102159733A (en) | Sintered ore manufacturing method | |
JP3732132B2 (en) | Operation method of rotary hearth reduction furnace | |
JP | The effect of additives and reductants on the strength of reduced iron ore pellet | |
CN209803035U (en) | Sintering cup | |
Fedorko et al. | Compacting of fly dusts from cupola and electric arc furnace | |
Umadevi et al. | Optimization of pellet plant straight grate induration furnace firing cycle for high alumina and high LOI iron ore pellet | |
KR100935612B1 (en) | Method For Recovering High Carbon and Low Carbon Ferro Alloy From Spent Manganese Dust Using Leading Passage | |
Chen et al. | Preparation of pre-reduced pellet using pyrite cinder containing nonferrous metals with high temperature chloridizingreduction roasting technology—Effect of CaCl2 additive | |
RU2228377C2 (en) | Briquette for metallurgical transformation | |
RU2102494C1 (en) | Method of producing cast iron and steel in metallurgical assemblies | |
Chowdhury et al. | Study on the induration cycle during pelletization of goethitic iron ore | |
Khattoi et al. | Sponge Iron Production From Ore-Coal Composite Pellets in Tunnel Kiln |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |