EA025984B1 - Process and apparatus for producing hardened granules from iron-containing particles - Google Patents
Process and apparatus for producing hardened granules from iron-containing particles Download PDFInfo
- Publication number
- EA025984B1 EA025984B1 EA201491633A EA201491633A EA025984B1 EA 025984 B1 EA025984 B1 EA 025984B1 EA 201491633 A EA201491633 A EA 201491633A EA 201491633 A EA201491633 A EA 201491633A EA 025984 B1 EA025984 B1 EA 025984B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- fluidized bed
- granules
- iron
- reactor
- hardening
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
- C22B1/242—Binding; Briquetting ; Granulating with binders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/16—Sintering; Agglomerating
- C22B1/22—Sintering; Agglomerating in other sintering apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Description
(57) При получении упрочненных гранул из железосодержащих частиц железосодержащие частицы смешивают по меньшей мере с одним связующим и водой с получением смеси, смесь гранулируют и гранулы подают в реактор с псевдоожиженным слоем для упрочнения. Для уменьшения количества пыли, образующейся в результате истирания на последующих стадиях обработки, в реактор с псевдоожиженным слоем подают еще влажные гранулы в месте наибольшего нагрева псевдоожиженного слоя.(57) Upon receipt of the reinforced granules from iron-containing particles, the iron-containing particles are mixed with at least one binder and water to form a mixture, the mixture is granulated and the granules are fed into a fluidized bed reactor for hardening. In order to reduce the amount of dust resulting from abrasion in subsequent processing steps, still wet granules are fed into the fluidized bed reactor at the place where the fluidized bed is most heated.
025984 ΒΙ025 984 ΒΙ
Изобретение относится к получению упрочненных гранул из железосодержащих отходов, при котором железосодержащие отходы смешивают по меньшей мере с одним связующим и водой с получением смеси, смесь гранулируют, гранулы подают в реактор с псевдоожиженным слоем для упрочнения и упрочненные гранулы подвергают восстановлению.The invention relates to the production of hardened pellets from iron-containing waste, in which iron-containing waste is mixed with at least one binder and water to form a mixture, the mixture is granulated, the granules are fed to a fluidized bed reactor for hardening, and the hardened granules are reduced.
В некоторых способах восстановления для получения металлического железа железосодержащий материал вводят в форме мелкодисперсных частиц. Примером для такого способа является так называемый способ ЗЬ-ΚΝ (производство и металлизация окатышей), сочетание способа З1е1со-Ьиг§1 и способа КериЬйе 81ее1-Ыайоиа1 Ьеай (ΚΝ). Способ ЗюКо-йигщ представляет собой способ прямого восстановления, который первоначально был предназначен для получения губчатого железа для сталеплавильных печей с использованием богатых железом руд. Способ КериЬйе З1ее1-№Чюпа1 Ьеай также представляет собой способ прямого восстановления, при котором после восстановления железные руды разделяются на компоненты: металлическое железо и пустую породу. В этой связи под пустой породой понимают нежелезистые породы, которые присутствуют в железной руде. Посредством объединения двух способов в 1964 году был разработан способ ЗЬ-ΚΝ, в котором оксиды железа восстанавливают твердым восстанавливающим агентом во вращающейся трубчатой печи. Руды или так называемые сырые окатыши вместе с углем, в частности лигнитом, вводят в избытке в печь в качестве восстанавливающего агента и доломит вводят для десульфирования. Выходящий продукт печи охлаждают косвенным путем в трубчатом охладителе и после этого разделяют на губчатое железо, остаточный уголь и золу посредством рассева, разделения в магнитном поле и отделения каменного угля.In some reduction methods for producing metallic iron, the iron-containing material is introduced in the form of fine particles. An example for such a method is the so-called Zb-Z method (production and metallization of pellets), a combination of the Z1e1co-Liig1 method and the Keriye 81e1-Lioya1 Liay (Z) method. The ZyuKo-Yigsh method is a direct reduction method that was originally intended to produce sponge iron for steelmaking furnaces using iron-rich ores. The Keriye Zlee1-No. Chyupa1 Leay method is also a direct reduction method in which, after reduction, the iron ores are separated into components: metallic iron and waste rock. In this regard, by gangue is meant non-gum rock that is present in iron ore. By combining the two methods, in 1964, the S3-способ method was developed in which iron oxides are reduced with a solid reducing agent in a rotary tube furnace. Ores or so-called raw pellets together with coal, in particular lignite, are introduced in excess into the furnace as a reducing agent, and dolomite is introduced for desulfurization. The furnace effluent is indirectly cooled in a tube cooler and then separated into sponge iron, residual coal and ash by sieving, magnetic field separation, and coal separation.
В способе ЗЬ-ΚΝ обычно используют кусковую руду с размером зерен 5-18 мм или окатыши размером 9-16 мм. Также используют железистый песчаник или ильменит с размером зерен предпочтительно более 160 мкм. Частицы с диаметром < 63 мкм не подходят для применения в способе ЗЬ-ΚΝ, поскольку приводят к прилипанию и, следовательно, к образованию корки во вращающейся печи, что может привести к остановке работы.In the Zb-Z process, lump ore with a grain size of 5-18 mm or pellets of a size of 9-16 mm are usually used. Glandular sandstone or ilmenite with a grain size of preferably more than 160 microns is also used. Particles with a diameter of <63 μm are not suitable for use in the Zb-Z method, since they lead to sticking and, consequently, to the formation of a crust in a rotary kiln, which can lead to a halt in operation.
Для того чтобы все же сделать более мелкие частицы пригодными для этого способа, применяют различные способы гранулирования с получением гранул требуемого диаметра. В данном случае благодаря обработке и добавкам, таким как связующие, гранулы могут быть выполнены так, что образование пыли в ходе их получения остается низким (< 10 мас.%).In order to nevertheless make smaller particles suitable for this method, various granulation methods are used to obtain granules of the desired diameter. In this case, due to processing and additives, such as binders, granules can be made so that the formation of dust during their production remains low (<10 wt.%).
Из \νϋ 98/49352 А1 известно гранулирование мелкодисперсных фракций железной руды, в котором используют, например, бентонит в качестве связующего материала. Бентонит представляет собой породу, которая содержит смесь различных глинистых минералов, причем монтмориллонит является наиболее значительной составляющей (от 60 до 80 мас.%).From \ νϋ 98/49352 A1, granulation of finely divided iron ore fractions is known, in which, for example, bentonite is used as a binder. Bentonite is a rock that contains a mixture of various clay minerals, and montmorillonite is the most significant component (from 60 to 80 wt.%).
В ИЗ 6024790 описано, что может быть целесообразно активировать этот связующий материал - бентонит для его целевого использования, посредством ионного обмена с интеркалированными катионами. Активированный бентонит обычно обладает лучшей способностью к набуханию, а также более высокой термической стабильностью. Способ активации, описанный в ИЗ 6024790, следует осуществлять в течение периода от нескольких часов до нескольких суток, чтобы обеспечить достаточный ионный обмен.IZ 6024790 describes that it may be advisable to activate this binder material - bentonite for its intended use, by ion exchange with intercalated cations. Activated bentonite usually has better swelling ability as well as higher thermal stability. The activation method described in IZ 6024790 should be carried out over a period of several hours to several days in order to ensure sufficient ion exchange.
Из 1Р 63103851 известно добавление в бентонит небольшого количества гидроксида натрия, посредством чего осуществляют активацию глинистого материала.From 1P 63103851 it is known to add a small amount of sodium hydroxide to bentonite, whereby clay material is activated.
В ΌΕ 2517543 описан способ агломерации металлургической пыли, в котором металлургическую пыль смешивают со связующим в количестве от 2 до 20 мас.% и кремнийсодержащим материалом в количестве приблизительно от 0,5 до 5 мас.%, эту смесь формуют с получением окатышей или гранул и затем упрочняют. Также известно добавление других добавок в связующее, таких как гидроксид натрия, карбонат натрия и бикарбонат натрия в количестве приблизительно 3 мас.%.No. 2517543 describes a method for sintering metallurgical dust, in which metallurgical dust is mixed with a binder in an amount of from 2 to 20 wt.% And a silicon-containing material in an amount of from about 0.5 to 5 wt.%, This mixture is formed into pellets or granules and then strengthened. It is also known to add other additives to the binder, such as sodium hydroxide, sodium carbonate and sodium bicarbonate in an amount of about 3 wt.%.
Из ЕР 1290232 В1 известен способ получения агломератов металлического железа из мелких железосодержащих частиц с использованием связующего, где в качестве связующего используют целлюлозные волокна. При формировании частиц целлюлозные волокна действуют как связующее, но благодаря высокому содержанию углерода их также можно использовать в качестве восстанавливающего агента в процессе последующего восстановления.From EP 1290232 B1, a method is known for producing metallic iron agglomerates from fine iron particles using a binder, where cellulose fibers are used as a binder. In the formation of particles, cellulose fibers act as a binder, but due to the high carbon content they can also be used as a reducing agent in the process of subsequent recovery.
В ЕР 0916742 также описан способ, в котором восстанавливающий агент уже включен в железосодержащие гранулы. С этой целью железосодержащий исходный материал смешивают с углеродистым материалом, органическим связующим и неорганическим коагулирующим агентом и затем смешивают с водой. Обеспеченные диспергирующим агентом, таким образом полученные окатыши высушивают и впоследствии восстанавливают. В качестве диспергирующего агента также может быть использован, например, гидроксид натрия.EP 0 916 742 also describes a process in which a reducing agent is already incorporated into iron granules. To this end, the iron-containing starting material is mixed with a carbon material, an organic binder, and an inorganic coagulating agent, and then mixed with water. Provided with a dispersing agent, the pellets thus obtained are dried and subsequently reduced. As the dispersing agent, for example, sodium hydroxide can also be used.
Однако при последующей обработке во всех этих способах, в частности в способе ЗЬ-ΚΝ, когда используют сырые окатыши, наблюдают повышенное образование мелкой пыли в результате истирания, что обусловлено обработкой во вращающейся печи совместно с твердым восстанавливающим агентом и сравнительно длительным временем пребывания в печи. Большое количество пыли, образующейся в результате истирания, требует больших затрат на обработку, чтобы обеспечить извлечение такой пыли так, чтобы можно было получить из нее полезный продукт. В противном случае содержащийся в пыли материал теряется.However, in the subsequent processing in all these methods, in particular in the S3-S method, when raw pellets are used, an increased formation of fine dust as a result of abrasion is observed, which is caused by processing in a rotary kiln together with a solid reducing agent and a relatively long residence time in the kiln. A large amount of dust resulting from abrasion, requires large processing costs to ensure the extraction of such dust so that it is possible to obtain a useful product from it. Otherwise, the material contained in the dust is lost.
- 1 025984- 1,025984
Таким образом, целью настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства для получения гранул для дальнейшей обработки, которые имеют такую твердость, что даже на стадиях обработки ниже по потоку не возникает заметного образования пыли в результате истирания.Thus, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for producing granules for further processing that have such hardness that even during the processing steps downstream there is no appreciable dust formation due to abrasion.
В соответствии с изобретением цели достигают посредством способа, признаки которого определены в п.1 формулы изобретения. Ультрадисперсный концентрат Ре подают в смеситель и в нем смешивают указанный концентрат по меньшей мере с одним связующим и водой. Кроме того, другие заполнители также можно добавлять в этот смеситель. Полученную таким образом смесь затем гранулируют в микрокоагуляторе. Впоследствии гранулы вводят в предпочтительно циркулирующий псевдоожиженный слой, причем введение осуществляют в месте наибольшего нагрева псевдоожиженного слоя. Резкое изменение температуры приводит к быстрому спеканию небольших гранул, и это обеспечивает достаточную прочность гранул для последующего восстановления во вращающейся печи. При циркуляции псевдоожиженного слоя теплообмен является особенно хорошим благодаря высокой скорости потока, так что процесс спекания дополнительно ускоряется.In accordance with the invention, the objectives are achieved by a method whose features are defined in claim 1. The ultrafine concentrate Re is fed into the mixer and the specified concentrate is mixed in it with at least one binder and water. In addition, other aggregates can also be added to this mixer. The mixture thus obtained is then granulated in a microcoagulator. Subsequently, the granules are introduced into a preferably circulating fluidized bed, the introduction being carried out at the site of greatest heating of the fluidized bed. A sharp change in temperature leads to the rapid sintering of small granules, and this provides sufficient strength of the granules for subsequent recovery in a rotary kiln. In the circulation of a fluidized bed, heat transfer is particularly good due to the high flow rate, so that the sintering process is further accelerated.
Этот способ отличается от обычной практики, когда введение обрабатываемого материала в псевдоожиженый слой осуществляют в области, в которой материал не подвергается воздействию высокого перепада температур, поскольку, в частности, в случае больших частиц большая разность температур может привести к напряжениям в материале и, следовательно, к образованию трещин и возникновению деформаций. Кроме того, из-за введения в точке наибольшего нагрева более высокие требования должны предъявляться к материалу подающего трубопровода. Следовательно, дозированная подача также становится более дорогостоящей.This method differs from the usual practice when introducing the processed material into the fluidized bed is carried out in a region in which the material is not exposed to a high temperature difference, since, in particular, in the case of large particles, a large temperature difference can lead to stresses in the material and, therefore, cracking and deformation. In addition, due to the introduction at the point of highest heating, higher requirements must be imposed on the material of the supply pipe. Consequently, dosed feed also becomes more expensive.
Место наибольшего нагрева псевдоожиженного слоя находится в области, где происходит сжигание, или в месте поступления горячих газов.The place where the fluidized bed is most heated is located in the area where the combustion takes place, or at the point of entry of hot gases.
Кроме того, было обнаружено, что благоприятным является содержание железа в железосодержащих частицах по меньшей мере 30 мас.%, предпочтительно по меньшей мере от 50 до 80 мас.%, так что производственные затраты остаются экономически выгодными.In addition, it was found that the iron content in the iron-containing particles is at least 30 wt.%, Preferably at least 50 to 80 wt.%, So that production costs remain economically advantageous.
В преимущественном аспекте изобретения обеспечивают концентрат Ре, который имеет максимально 5 мас.% частиц размером более 100 мкм и приблизительно от 55 до 60 мас.% частиц размером менее 32 мкм, поскольку случае более высоких значений средних диаметров может быть более экономически выгодной прямая обработка.In an advantageous aspect of the invention, a concentrate Pe is provided which has a maximum of 5% by weight of particles larger than 100 μm and approximately 55 to 60% by weight of particles less than 32 μm in size, since direct processing can be more economical with higher average diameters.
Ультрадисперсный концентрат может присутствовать в виде фильтрационного кека или в виде сухого порошкообразного сыпучего материала. Удельная поверхность частиц составляет от 1600 до 4000 см2/г в зависимости от природы или минералогического состава используемого железного концентрата. Предварительная обработка, например измельчение, может быть целесообразной для получения более однородного размера зерна.The ultrafine concentrate may be present as a filter cake or as a dry powdery bulk material. The specific surface area of the particles is from 1600 to 4000 cm 2 / g, depending on the nature or mineralogical composition of the used iron concentrate. Pretreatment, such as grinding, may be appropriate to obtain a more uniform grain size.
Что касается связующего, наиболее подходящим является неорганическое связующее, такое как, например, бентонит, поскольку при его использовании можно избежать нежелательных побочных реакции при резком увеличении температуры в ходе упрочнения. В соответствии с изобретением количество такого связующего составляет от 0,25 до 1,5 мас.% и, в принципе, зависит от минералогического состава и удельной поверхности железного концентрата.As for the binder, an inorganic binder, such as, for example, bentonite, is most suitable, since when it is used, undesirable side reactions can be avoided with a sharp increase in temperature during hardening. In accordance with the invention, the amount of such a binder is from 0.25 to 1.5 wt.% And, in principle, depends on the mineralogical composition and specific surface of the iron concentrate.
Гранулы, полученные из смеси в микрогрануляторе, предпочтительно должны иметь размер 0,1 до 6 мм, поскольку при таком размере гарантируется, что при введении в зону наибольшего нагрева реактора фактически все гранулы однородно нагреваются и отсутствуют значительные перепады температур внутри отдельных гранул.The granules obtained from the mixture in a microgranulator should preferably have a size of 0.1 to 6 mm, since with this size it is guaranteed that when introduced into the zone of the greatest heating of the reactor, virtually all the granules are uniformly heated and there are no significant temperature differences inside the individual granules.
Кроме того, было обнаружено, что особенно благоприятное содержание воды составляет от 8 до 14 мас.%, что, в принципе, также зависит от соответствующего минералогического состава.In addition, it was found that a particularly favorable water content is from 8 to 14 wt.%, Which, in principle, also depends on the corresponding mineralogical composition.
Оптимальная температура упрочнения составляет от 850 до 1050°С и в этом диапазоне также зависит от минералогического состава. Эксперименты показали, что в способе в соответствии с изобретением, при термической упрочнении пыль, образовавшаяся при истирании, составляет максимально приблизительно 5 мас.% гранул, причем в данном случае к такой пыли относят фракцию размером < 100 мкм.The optimum temperature of hardening is from 850 to 1050 ° C and in this range also depends on the mineralogical composition. The experiments showed that in the method in accordance with the invention, during thermal hardening, the dust generated by abrasion amounts to a maximum of about 5 wt.% Of the granules, and in this case a fraction of size <100 μm is referred to as such dust.
Что касается топлива для процесса упрочнения, природный газ или легкое жидкое топливо сжигают непосредственно в реакторе с псевдоожиженным слоем или в генераторе горячего газа. Если используют генератор горячего газа, горячий газ подают в реактор с псевдоожиженным слоем.As for fuel for the hardening process, natural gas or light liquid fuel is burned directly in a fluidized bed reactor or in a hot gas generator. If a hot gas generator is used, the hot gas is supplied to the fluidized bed reactor.
Альтернативно, в качестве топлива можно использовать уголь, при этом уголь подвергают карбонизации в отдельном реакторе при температурах от 650 до 950°С, газы карбонизации подают в качестве топлива в реактор упрочнения и горячий кокс карбонизации подают в качестве восстанавливающего агента на стадии способа, расположенные ниже по потоку, предпочтительно на восстановление, осуществляемое во вращающейся печи.Alternatively, coal can be used as fuel, while the carbon is carbonized in a separate reactor at temperatures from 650 to 950 ° C, the carbonization gases are fed as fuel to the hardening reactor and the hot carbonization coke is supplied as a reducing agent in the process step, located below downstream, preferably for reduction carried out in a rotary kiln.
Также было обнаружено, что благоприятно проводить упрочнение в окислительной атмосфере, предпочтительно при содержании кислорода в циркулирующем псевдоожиженном слое от 2 до 10 мас.%. В результате железо (II) окисляется до железа (III) и выделяется дополнительная тепловая энергия. Таким образом можно снизить подачу тепла в реактор.It has also been found that it is favorable to carry out hardening in an oxidizing atmosphere, preferably with an oxygen content of 2 to 10 wt.% In the circulating fluidized bed. As a result, iron (II) is oxidized to iron (III) and additional thermal energy is released. In this way, the heat supply to the reactor can be reduced.
- 2 025984- 2 025984
При упрочнении в кислородсодержащей атмосфере протекают следующие реакции:When hardening in an oxygen-containing atmosphere, the following reactions proceed:
2Ре3О4 +1/2 О2 3Ре2О3 (окисление магнетита до гематита);2Ре 3 О 4 +1/2 О 2 3Ре 2 О 3 (oxidation of magnetite to hematite);
Ре2О3 х Н2О Ре2О3 + Н2О (удаление кристаллизационной воды, например, из гетита).Re 2 O 3 x H 2 O Re 2 O 3 + H 2 O (removal of crystallization water, for example, from goethite).
Если кислород не содержится в атмосфере, протекает только вторая реакция, удаление кристаллизационной воды.If oxygen is not contained in the atmosphere, only the second reaction proceeds, the removal of crystallization water.
Упрочненные микрогранулы затем подвергают восстановительной обработке с использованием угля во вращающейся печи, в которой оксид железа разлагается и железо переходит в металлическую фазу. Отношение между углеродом и железом (Сс1Х:Ре) составляет 0,3-0,7:1. При восстановлении протекают следующие реакции:The hardened microbeads are then subjected to reduction treatment using coal in a rotary kiln in which iron oxide is decomposed and iron goes into the metal phase. The ratio between carbon and iron (Cc 1X : Fe) is 0.3-0.7: 1. During recovery, the following reactions occur:
Ре2О3 + СО 2РеО + СО2;Fe2O3 + CO 2ReO + CO2;
СО2 + С 2СО;CO2 + C 2CO;
РеО + СО Рете, + СО2.ReO + CO Re te + CO 2 .
На практике представляется особенно целесообразным подавать упрочненные горячие гранулы из реактора с псевдоожиженным слоем во вращающуюся печь без охлаждения. Таким образом, с одной стороны, можно сэкономить энергию, а с другой стороны, можно уменьшить объем печи, и следовательно, снизить капитальные затраты. При загрузке гранул в горячем состоянии не требуется длина печи, необходимая иначе для требуемого нагрева гранул во вращающейся печи. Вращающаяся печь может иметь меньшую длину или может быть увеличена пропускная способность в существующей вращающейся печи. В существующих вращающихся трубчатых системах пропускная способность может быть увеличена с помощью горячей подачи. Горячие отработанные газы реактора с псевдоожиженным слоем можно использовать для предварительного нагрева необходимого технологического воздуха или для выработки пара.In practice, it seems particularly appropriate to feed the hardened hot granules from a fluidized bed reactor to a rotary kiln without cooling. Thus, on the one hand, it is possible to save energy, and on the other hand, it is possible to reduce the volume of the furnace, and therefore, reduce capital costs. When loading the granules in the hot state, the furnace length is not required, otherwise necessary for the required heating of the granules in a rotary kiln. A rotary kiln may have a shorter length or throughput in an existing rotary kiln may be increased. In existing rotating tubular systems, throughput can be increased by hot feed. Hot exhaust gases from a fluidized bed reactor can be used to preheat the required process air or to generate steam.
Было обнаружено, что для обеспечения возможности подачи пыли, образовавшейся в псевдоожиженном слое и при восстановлении, несмотря на повышенное упрочнение, на экономические нужды, благоприятно отделять эту пыль от псевдоожиженного слоя и/или продукта стадии восстановления посредством пылеотделительной системы и подавать ее рециклом либо в смеситель, либо в гранулирующее устройство.It was found that to ensure the possibility of supplying dust generated in the fluidized bed and during recovery, despite increased hardening, for economic needs, it is favorable to separate this dust from the fluidized bed and / or the product of the recovery stage by means of a dust separation system and to recycle it or into the mixer or in a granulating device.
В частности, при небольших масштабах, например в лабораторных и полупромышленных экспериментах, целесообразно из соображений безопасности охлаждать выходящий продукт печи до температуры ниже 30°С, при этом данное охлаждение следует предпочтительно осуществлять в инертной атмосфере, такой как атмосфера азота. Охлажденный материал, который является смесью губчатого железа, кокса и золы, загружают в магнитный сепаратор, чтобы отделить губчатое железо от кокса и золы.In particular, at small scales, for example in laboratory and semi-industrial experiments, it is advisable, for safety reasons, to cool the furnace outlet to a temperature below 30 ° C, while this cooling should preferably be carried out in an inert atmosphere, such as a nitrogen atmosphere. The cooled material, which is a mixture of sponge iron, coke and ash, is loaded into a magnetic separator to separate the sponge iron from coke and ash.
Кроме того, изобретение включает установку, определенную признаками п.9 формулы изобретения, которая подходит для осуществления способа в соответствии с изобретением. Такая установка включает смеситель для перемешивания железосодержащих частиц по меньшей мере с одним связующим и водой с получением смеси. За этим устройством расположено гранулирующее устройство для получения гранул из смеси. За ним расположен реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем для упрочнения гранул. Реактор с псевдоожиженным слоем выполнен так, что трубопровод для подачи гранул открыт в нижнюю область реактора с псевдоожиженным слоем и, следовательно, в место наибольшего нагрева псевдоожиженного слоя. С этой целью, в частности, материал данного подающего трубопровода и обеспеченные в нем средства дозирования должны быть выполнены так, чтобы постоянно выдерживать эти температуры.In addition, the invention includes an installation defined by the features of claim 9, which is suitable for implementing the method in accordance with the invention. Such an apparatus includes a mixer for mixing iron particles with at least one binder and water to form a mixture. Behind this device is a granulating device for producing granules from a mixture. Behind it is a circulating fluidized bed reactor for hardening the granules. The fluidized bed reactor is designed so that the pellet feed line is open to the lower region of the fluidized bed reactor and, therefore, to the place where the fluidized bed is most heated. For this purpose, in particular, the material of this supply pipe and the dispensing means provided therein must be designed so as to constantly withstand these temperatures.
В воплощении изобретения в псевдоожиженный слой подают горячие газы, и трубопровод для подачи гранул открыт в области обеспечивающего эту подачу трубопровода, поскольку в этом месте горячие газы еще не передали тепловую энергию в псевдоожиженный слой.In an embodiment of the invention, hot gases are supplied to the fluidized bed, and the pellet supply line is open in the area of the supply pipe, since at this point the hot gases have not yet transferred thermal energy to the fluidized bed.
Также благоприятно обеспечивать по меньшей мере один возвратный трубопровод из реактора с псевдоожиженным слоем и/или расположенного ниже по потоку устройства для восстановления в смеситель и/или микрогранулирующее устройство.It is also advantageous to provide at least one return line from the fluidized bed reactor and / or downstream recovery device to the mixer and / or micro-granulation device.
Преимущества способа в соответствии с изобретением, с одной стороны, заключаются в том, что до сих пор можно было использовать только гранулы, которые состоят из концентратов магнетита и гематита и, кроме того, имеют относительно большие диаметры (от 9 до 16 мм). В способе в соответствии с изобретением можно также использовать другие ультрадисперсные концентраты и другие размеры гранул, причем без образования бесконтрольно циркулирующей пыли.The advantages of the method in accordance with the invention, on the one hand, are that so far it was possible to use only granules, which consist of concentrates of magnetite and hematite and, in addition, have relatively large diameters (from 9 to 16 mm). In the method in accordance with the invention, you can also use other ultrafine concentrates and other sizes of granules, and without the formation of uncontrolled circulating dust.
Кроме того, микрогранулы, упрочненные в соответствии с изобретением, обладают большей пористостью по сравнению с кусковыми рудами и, следовательно, могут восстанавливаться быстрее и лучше, чем кусковые руды и традиционные обожженные окатыши, которые упрочняют при температуре свыше 1300°С.In addition, microgranules hardened in accordance with the invention have greater porosity compared to lump ores and, therefore, can recover faster and better than lump ores and traditional calcined pellets, which harden at temperatures above 1300 ° C.
Кроме того, при объединении реактора упрочнения в соответствии с изобретением и печи ЗЬ-КЫ горячий выходящий продукт печи упрочнения можно загружать непосредственно во вращающуюся печь в горячем состоянии. Таким образом обеспечивают экономию тепловой энергии и повышают удельную пропускную способность.In addition, by combining the hardening reactor according to the invention and the HL-KY furnace, the hot hardening furnace effluent can be loaded directly into the hot rotary kiln. Thus, they save heat energy and increase specific throughput.
- 3 025984- 3 025984
Наконец, способ в соответствии с изобретением также позволяет обеспечить рециркуляцию в процесс микрогрануляции всей образовавшейся пыли, влажной или сухой, тем самым обеспечивают полностью закрытый цикл переработки материала.Finally, the method in accordance with the invention also allows for recirculation into the microgranulation process of all the dust generated, wet or dry, thereby providing a completely closed material processing cycle.
Далее изобретение описано подробно со ссылками на чертежи и приведенное в виде примера воплощение. Все признаки, описанные и/или представленные, составляют объект изобретения сами по себе или в любых сочетаниях независимо от того, включены ли они в пункт формулы изобретения или на них сделана отсылка.The invention will now be described in detail with reference to the drawings and an exemplary embodiment. All features described and / or presented constitute an object of the invention on their own or in any combination, regardless of whether they are included in the claims or referred to.
На чертеже показана блок-схема установки для осуществления способа в соответствии с изобретением.The drawing shows a block diagram of an installation for implementing the method in accordance with the invention.
Мелкодисперсную железную руду подают в смеситель 1. Помимо этого, в этот смеситель 1 открыт по меньшей мере один подающий трубопровод 2, через который подают смесь, состоящую, по меньшей мере, из связующего и воды. Конечно, также возможно обеспечение отдельных подающих трубопроводов для каждой отдельной добавки.Finely dispersed iron ore is fed into the mixer 1. In addition, at least one feed pipe 2 is opened into this mixer 1, through which a mixture consisting of at least a binder and water is supplied. Of course, it is also possible to provide separate feed lines for each individual additive.
Через трубопровод 3 полученную таким образом смесь выводят из смесителя 1 в гранулирующее устройство 4. Из этой смеси формируют гранулы со средним диаметром от 0,1 до 6 мм (микрогрануляция), которые вводят в реактор 10 с псевдоожиженным слоем через трубопровод 5. В реакторе 10 с псевдоожиженным слоем, предпочтительно циркулирующим псевдоожиженным слоем, подают псевдоожижающий газ через трубопровод 11, так что над колосниковой решеткой 13 образуется циркулирующий псевдоожиженный слой 14. На небольшом расстоянии над решеткой 13, через трубопровод 12, поступает горячий газ, с помощью которого нагревают псевдоожиженный слой 14. Вместо подачи горячих газов в реактор внутреннего сгорания также можно подавать в реактор 10 с псевдоожиженным слоем топливо, через трубопровод 12 или дополнительный, не показанный трубопровод. Трубопровод 5 для подачи гранул оканчивается в непосредственной близости от подающего трубопровода 12.Through the pipeline 3, the mixture thus obtained is taken out from the mixer 1 into a granulating device 4. From this mixture granules with an average diameter of 0.1 to 6 mm are formed (micro granulation), which are introduced into the fluidized bed reactor 10 through the pipeline 5. In the reactor 10 with a fluidized bed, preferably a circulating fluidized bed, fluidizing gas is supplied through a conduit 11, so that a circulating fluidized bed 14 is formed above the grate 13, at a short distance above the grating 13, through conduit 12, hot gas enters through which the fluidized bed 14 is heated. Instead of supplying hot gases to the internal combustion reactor, it is also possible to supply fuel to the fluidized bed reactor 10 through line 12 or an additional pipe not shown. Pipeline 5 for feeding granules ends in the immediate vicinity of the feed pipe 12.
Через трубопровод 15 упрочненные гранулы, содержащие оксид железа, подают на стадию восстановления, в частности, во вращающуюся печь 16, в которой их восстанавливают, например, посредством способа 8Τ-ΚΝ. Поэтому через трубопровод 17 во вращающуюся печь 16 вводят, например, уголь в качестве восстанавливающего агента.Hardened granules containing iron oxide are fed through a conduit 15 to a reduction step, in particular to a rotary kiln 16, in which they are reduced, for example, by the 8Τ-ΚΝ method. Therefore, through the pipe 17, for example, coal is introduced into the rotary kiln 16 as a reducing agent.
Через трубопровод 20 образовавшуюся в реакторе 10 с псевдоожиженным слоем пыль направляют в циклон 21, в котором ее отделяют от потока газа. Через трубопровод 22 твердые частицы подают в смеситель 1 и/или в гранулирующее устройство 4, чтобы снова переработать их в гранулы.Through the pipe 20, the dust formed in the fluidized bed reactor 10 is directed to a cyclone 21, in which it is separated from the gas stream. Through the conduit 22, the solid particles are fed into the mixer 1 and / or into the granulating device 4 in order to process them again into granules.
Через трубопровод 30 извлеченный из реактора 10 с псевдоожиженным слоем газ подают на последующую обработку 31 отработанного газа. Затем очищенный газ можно сбрасывать в атмосферу через трубопровод 32 и/или использовать в качестве технологического газа.Through a conduit 30, the gas extracted from the fluidized bed reactor 10 is supplied to a subsequent exhaust gas treatment 31. Then the purified gas can be discharged into the atmosphere through the pipe 32 and / or used as a process gas.
ПримерExample
Г ранулирование.G cancellation.
Концентрат магнетита, содержащий 69 мас.% железа, измельченный и обработанный до крупности, пригодной для гранулирования (< 100мкм), смешивают с 0,5 мас.% бентонита и требуемым количеством воды, которое определяют, исходя из требуемого содержания влаги в гранулах, а затем гранулируют. Содержание влаги полученных таким образом гранул должно составлять приблизительно 10 мас.%; размер гранул составляет от 0,1 до 3 мм.A magnetite concentrate containing 69 wt.% Iron, crushed and processed to a particle size suitable for granulation (<100 μm), is mixed with 0.5 wt.% Bentonite and the required amount of water, which is determined based on the required moisture content in the granules, and then granulated. The moisture content of the granules thus obtained should be approximately 10% by weight; granule size is from 0.1 to 3 mm.
Упрочнение.Hardening.
Затем полученные таким образом гранулы упрочняют в реакторе 10 с псевдоожиженным слоем в непрерывном режиме при температуре приблизительно 980°С, а впоследствии охлаждают до температуры приблизительно 30°С. Пропускная способность используемой установки составляет приблизительно 14 кг/ч. В ходе упрочнения, которое осуществляют в атмосфере содержащего кислород газа, магнетит окисляется до гематита, так что дополнительно выделяется тепловая энергия.Then, the granules thus obtained are strengthened in a fluidized bed reactor 10 in a continuous mode at a temperature of about 980 ° C., and subsequently cooled to a temperature of about 30 ° C. The capacity of the installation used is approximately 14 kg / h. During the hardening, which is carried out in an atmosphere of an oxygen-containing gas, magnetite is oxidized to hematite, so that thermal energy is additionally released.
Восстановление упрочненных микрогранул в короткой вращающейся печи.The restoration of hardened microspheres in a short rotary kiln.
Упрочненные микрогранулы массой 60 кг и уголь массой 40 кг смешивают и загружают в печь. Отношение Οί1χ: Ре1о1 составляет 0,60. Загрузку обрабатывают при температуре от 1020 до 1050°С в течение приблизительно 4 ч. После охлаждения в атмосфере азота отбирают средний образец и загружают в магнитный сепаратор с полем низкой напряженности, чтобы отделить остаточный уголь и золу. Магнитный продукт - губчатое железо, имеет следующий аналитический состав:Hardened microspheres weighing 60 kg and coal weighing 40 kg are mixed and loaded into the furnace. The ratio Οί 1χ : Pe 1o1 is 0.60. The charge is processed at a temperature of 1020 to 1050 ° C. for approximately 4 hours. After cooling in a nitrogen atmosphere, a medium sample is taken and loaded into a magnetic separator with a low-tension field to separate residual coal and ash. The magnetic product is sponge iron, has the following analytical composition:
Ре^,: 80,0 масс.%Re ^ ,: 80.0 wt.%
Ре2+: 2,6 масс.%Re 2+ : 2.6 wt.%
Ре,.,ет: 76,8 масс.%Re,., Em : 76.8 wt.%
Степень металлизации: 96 мас.%.The degree of metallization: 96 wt.%.
Количество частиц диаметром < 0,1 мм в магнитном продукте составляло приблизительно 4,5 мас.%.The number of particles with a diameter of <0.1 mm in the magnetic product was approximately 4.5 wt.%.
- 4 025984- 4,025984
Перечень обозначенийNotation list
- смеситель- mixer
2,3- трубопровод2,3- pipeline
- гранулирующее устройство- granulating device
- трубопровод- pipeline
- реактор с псевдоожиженным слоемfluidized bed reactor
11,12 - трубопровод11.12 - pipeline
- колосниковая решетка- grate
- псевдоожиженный слойfluidized bed
- трубопровод- pipeline
- стадия восстановления (вращающаяся печь)- recovery stage (rotary kiln)
- трубопровод- pipeline
- трубопровод- pipeline
- циклон- cyclone
- трубопровод- pipeline
- трубопровод- pipeline
- обработка отработанных газов- exhaust gas treatment
- трубопровод- pipeline
Claims (11)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102012005454.8A DE102012005454B4 (en) | 2012-03-20 | 2012-03-20 | Method and device for producing hardened granules from iron-containing particles |
| PCT/EP2013/054558 WO2013139606A1 (en) | 2012-03-20 | 2013-03-07 | Process and apparatus for producing hardened granules from iron-containing particles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201491633A1 EA201491633A1 (en) | 2015-03-31 |
| EA025984B1 true EA025984B1 (en) | 2017-02-28 |
Family
ID=47884305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201491633A EA025984B1 (en) | 2012-03-20 | 2013-03-07 | Process and apparatus for producing hardened granules from iron-containing particles |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104204244B (en) |
| AU (1) | AU2013234571B2 (en) |
| DE (1) | DE102012005454B4 (en) |
| EA (1) | EA025984B1 (en) |
| IN (1) | IN2014MN01929A (en) |
| WO (1) | WO2013139606A1 (en) |
| ZA (1) | ZA201406402B (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3984229A (en) * | 1970-04-20 | 1976-10-05 | Boliden Aktiebolag | Method for producing coarse powder, hardened iron oxide material from finely divided raw material substantially consisting of hematite and/or magnetite |
| WO1982002061A1 (en) * | 1980-12-08 | 1982-06-24 | Olle Bostroem | The manufacture of a product to be sintered from fine-grain ironoxide material |
| US20110179910A1 (en) * | 2008-09-11 | 2011-07-28 | Christian Boehm | Process for producing agglomerates of finely particulate iron carriers |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1262311B (en) | 1962-06-30 | 1968-03-07 | Metallgesellschaft Ag | Method and device for reducing iron oxides (concentrates) to sponge iron |
| DE2517543C2 (en) | 1975-04-21 | 1985-12-12 | Board Of Control Of Michigan Technological University, Houghton, Mich. | Process for producing hardened agglomerates from metallurgical dust |
| JPS63103851A (en) | 1986-10-21 | 1988-05-09 | 電気化学工業株式会社 | Binder for fine powder iron ore solidification |
| DE4437549C2 (en) * | 1994-10-20 | 1996-08-08 | Metallgesellschaft Ag | Process for producing metallic iron from fine-grained iron ore |
| GB9604927D0 (en) | 1996-03-08 | 1996-05-08 | Allied Colloids Ltd | Activation of swelling clays and processes of using the activated clays |
| DE19718136C2 (en) | 1997-04-30 | 2003-02-13 | Outokumpu Oy | Process for the thermal treatment of granular iron ore before reduction |
| CA2251339A1 (en) | 1997-10-30 | 1999-04-30 | Hidetoshi Tanaka | Method of producing iron oxide pellets |
| US6802886B2 (en) | 2000-06-05 | 2004-10-12 | Midrex Technologies, Inc. | Method of producing a metallized briquette |
| DE102007030394A1 (en) | 2007-06-29 | 2009-01-08 | Outotec Oyj | Thermal treatment of sulfide ores such as molybdenite to produce molybdenum trioxide, by roasting enriched ore concentrate in first reactor, separating the solids in separator, and converting the solid to metallic oxide in second reactor |
-
2012
- 2012-03-20 DE DE102012005454.8A patent/DE102012005454B4/en active Active
-
2013
- 2013-03-07 AU AU2013234571A patent/AU2013234571B2/en active Active
- 2013-03-07 WO PCT/EP2013/054558 patent/WO2013139606A1/en active Application Filing
- 2013-03-07 EA EA201491633A patent/EA025984B1/en not_active IP Right Cessation
- 2013-03-07 IN IN1929MUN2014 patent/IN2014MN01929A/en unknown
- 2013-03-07 CN CN201380015110.9A patent/CN104204244B/en active Active
-
2014
- 2014-09-01 ZA ZA2014/06402A patent/ZA201406402B/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3984229A (en) * | 1970-04-20 | 1976-10-05 | Boliden Aktiebolag | Method for producing coarse powder, hardened iron oxide material from finely divided raw material substantially consisting of hematite and/or magnetite |
| WO1982002061A1 (en) * | 1980-12-08 | 1982-06-24 | Olle Bostroem | The manufacture of a product to be sintered from fine-grain ironoxide material |
| US20110179910A1 (en) * | 2008-09-11 | 2011-07-28 | Christian Boehm | Process for producing agglomerates of finely particulate iron carriers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102012005454A1 (en) | 2013-09-26 |
| EA201491633A1 (en) | 2015-03-31 |
| IN2014MN01929A (en) | 2015-07-10 |
| CN104204244B (en) | 2017-03-01 |
| CN104204244A (en) | 2014-12-10 |
| WO2013139606A1 (en) | 2013-09-26 |
| DE102012005454B4 (en) | 2020-06-18 |
| AU2013234571A1 (en) | 2014-09-18 |
| AU2013234571B2 (en) | 2015-09-10 |
| ZA201406402B (en) | 2015-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5551168B2 (en) | Method for producing aggregates from particulate iron support | |
| US5972066A (en) | Mixed bed iron reduction process | |
| JPH02228411A (en) | Manufacture of iron | |
| AU2013270913B2 (en) | Process for producing hardened granules from iron-containing particles | |
| EP1408124A1 (en) | Method for producing feed material for molten metal production and method for producing molten metal | |
| RU2596730C2 (en) | Method of producing reduced iron agglomerates | |
| RU2669653C2 (en) | Method of producing granular metallic iron | |
| JP2863458B2 (en) | Manufacturing method of iron melt | |
| EA026495B1 (en) | Equipment to prepare ore concentrate for pelletizing | |
| RU2237731C2 (en) | Method and apparatus for caking of fine-dispersed material | |
| EA025984B1 (en) | Process and apparatus for producing hardened granules from iron-containing particles | |
| WO2020059630A1 (en) | Method for smelting oxide ore | |
| RU2430972C1 (en) | Procedure for fabrication of metallised product | |
| CN115652009B (en) | System and method for preparing sponge iron | |
| Khattoi et al. | Sponge Iron Production From Ore-Coal Composite Pellets in Tunnel Kiln | |
| JP2024010512A (en) | Nickel oxide ore smelting method | |
| JP6250482B2 (en) | Manufacturing method of granular metallic iron | |
| JP2024010513A (en) | Nickel oxide ore smelting method | |
| JP2024010514A (en) | Nickel oxide ore smelting method | |
| CN117144077A (en) | Device and method for reducing and extracting iron from red mud without combustion and heat supply | |
| CN113249566A (en) | Sintering system and method for limonite type laterite-nickel ore | |
| JP2502976B2 (en) | Iron ore preliminary reduction device | |
| PL336417A1 (en) | Metho dof obtaining molten pig iron or other molten cast steel output products | |
| EP1017858A1 (en) | Mixed bed iron reduction process | |
| JPS58210109A (en) | Production of low sulfur reduced iron |
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 KG TJ TM |