JP5705726B2 - 非か焼マンガン鉱石からマンガンペレットを製造する方法およびこの方法により得られた凝集物 - Google Patents
非か焼マンガン鉱石からマンガンペレットを製造する方法およびこの方法により得られた凝集物 Download PDFInfo
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Description
・鉱石粒子径分布の適切な制御、
・変態機構工程知識により、鉱石が受ける温度を増加する(表3参照)、
・焼成工程を制御するための適切な熱サイクルの構築。
−予め設定された/既知の化学組成を有し、物質収支精度がより高い製品を得ることができる。
−重質元素を、ガス処理装置による回収により、減少/排除することができる。
−長距離輸送、冶金学的反応器中で使用する際の取扱および分解に耐える十分な機械的耐性を示し、これらの段階の全てで発生する微粉が少ないマンガンペレットを得ることができる。
−従来の処理コストと比較して、操作コストが大幅に低下する。
−冶金学的反応器性能を改良することができる。より均質な粒子径およびより優れた負荷浸透性(load permeability)により、合金鉄炉の生産性が向上する。
−成分の化学組成、物理的および冶金学的品質に関して、より均質な製品を得ることができ、合金鉄、銑鉄または特殊鋼製造用の添加元素の製造を目的とする装填物の製造が可能になる。
−抽出、取扱/選鉱および輸送中に発生した微粉を再使用し、備蓄を最大限にすることが可能である。
−環境に対する責任を低減できる。
−ダム関連材料の回収−選鉱屑の再使用が可能になる。廃棄物と考えられる微粉鉱石が備蓄になる。
−残留物をその発生源で処理し、それによって、価値が下がるために、原料コストを下げ、置き換え比が低下するために、環境に対する責任ならびに製造コストを低減することができる。
−ヨーロッパにおけるより厳しい環境規制の場合に、解決策が期待される。
−低水分等級製品が得られ、金属濃度が高い製品により、輸送コストを低減できる。
−市場に新規な、総合的価値が高い製品を導入できる。
(a)1mm以下の粒子が1mm以下のサイズを有するように鉱石粒子分画処理から維持される、粒子径との関係による鉱石分級、およびこれらの粒子の粉砕を経て、鉱石サイズを調整する工程、
(b)フラックスを添加する工程、
(c)凝集剤を添加する工程、
(d)ペレット化し、粗製ペレットを得る工程、および
(e)乾燥、予熱および粗製ペレット加熱を経て熱処理する工程
を含んでなる、方法を開発した。
1)マンガン鉱石乾燥、
2)粉砕処理による鉱石サイズ調整、
3)マンガン鉱石にフラックス(カルサイトまたはドロマイト石灰石もしくは他のMgO供給源、例えばサーペンチナイト、オリビン、等)の添加、
4)マンガンとフラックス鉱石の混合物に凝集剤を添加、
5)前の工程から得た材料の混合、
6)マンガン鉱石粗製ペレットを製造するための最終的混合物のペレット化、
7)粗製ペレットスクリーニング、
8)マンガン鉱石ペレット焼成、
9)焼成ペレットスクリーニング、および
10)マンガン鉱石ペレットの貯蔵および出荷。
この研究に使用した原料は、Mina do Azul (Carajas/PA)から得たMF15と呼ばれるマンガン鉱石、Northenカルサイト石灰石およびインドから得たベントナイトである。表4は、使用した材料の化学分析を示す。
内径 30cm
外径 40cm
高さ 50cm
耐火性ライニング シリカ−発光材料の板
ライニング層の高さ 10cm
空気圧 可変
空気流量 可変
温度範囲 0℃〜1,350℃
マンガン鉱石微粉の化学分析を、主として薬品対含水量方法、FAAS(原子吸光)、ICP(プラズマ)、および硫黄−炭素Leco分析計を使用して行った。熱損失は、1100℃に対するN2雰囲気中で測定した。
熱損失49.6%CaOおよび43.0%
この研究に使用したマンガン鉱石および材料の化学的組成を表9〜11に示す。
−ペレット化条件、すなわち、ペレット化時間および圧縮、
−ベントナイト使用量、
−石灰石サイズ、
−石炭使用量。
−最も好適なペレット化パラメータは、ベントナイト添加量1.4〜1.5%、水分14〜15%およびペレット化時間12分間のオーダーである。そのような条件下で、滴合計50、熱衝撃温度は400℃を超え、湿潤粗製ペレットの圧縮耐性は10N/ペレットを超えていた。
−塩基性度の増加および滴数の増加および湿潤性粗製ペレット圧縮耐性の増加。熱衝撃温度の急速な低下が観察された。他方、石炭添加量の増加は、湿潤性粗製ペレット圧縮耐性に大きな影響を及ぼした。
−予熱の時間および温度条件、
−加熱の時間および温度の条件、
−二元塩基性度、
−石炭添加量。
(1)粗製ペレット予熱条件は、良品質の予熱されたペレットの製造に非常に重要である。粗製ペレットを0.044mm未満の鉱石60%、ベントナイト1.5%、圧縮のためのペレット化時間7分間および2分間、温度および予熱時間それぞれ1010℃および10分間で製造した場合、圧縮耐性が600Nの予熱されたペレットを製造することができる。
(2)焼成ペレットの圧縮耐性は、予熱中に600Nに、加熱中に2600Nに達し、その際、温度および処理時間は、予熱の際は1010℃および10分間であり、加熱の際は1337℃および15分間であった。
(3)焼成ペレットの圧縮耐性は、カルサイト石灰石の添加により大きく改良され、塩基性度は、2項で述べた加熱条件の際に0.3〜1.1で変化した。
(4)石炭の添加により、焼成ペレットの圧縮耐性は悪影響を受ける。
Claims (17)
- 非か焼マンガン鉱石からマンガンペレットを製造する方法であって、
(a)1mm以下の粒子が1mm以下のサイズを有するように鉱石粒子分画処理から維持される、粒子径との関係による鉱石分級、およびこれらの粒子の粉砕を経て、鉱石サイズを調整する工程、
(b)フラックスを添加する工程、
(c)凝集剤を添加する工程、
(d)ペレット化して粗製ペレットを得る工程、および
(e)前記粗製ペレットを乾燥、予熱および加熱を経て熱処理する工程
を含んでなり、
前記熱処理する工程が、1280〜1340℃の最高温度を34〜42分間の合計時間内に示す、方法。 - 更なる酸化物マンガン鉱石および特定サイズ分布を有する同じタイプの他の金属に由来する鉱石に適用できる、請求項1に記載の非か焼マンガン鉱石からマンガンペレットを製造する方法。
- 前記鉱石乾燥工程が、9%の最高水分を保証するように前記サイズ調整工程の前に行われ、請求項1に記載の非か焼マンガン鉱石からマンガンペレットを製造する方法。
- 前記サイズ調整工程における粉砕処理の際、粉砕およびプレス操作の両方が、鉱石粒子径との関係で行われる、請求項1に記載の非か焼マンガン鉱石からマンガンペレットを製造する方法。
- 前記鉱石サイズ調整工程において、マンガン鉱石の粒子径が1.0mm以上である画分が、ローラープレスで処理される、請求項4に記載の非か焼マンガン鉱石からマンガンペレットを製造する方法。
- 前記調整工程の最後で、鉱石粒子が800〜2000cm2/gの比表面積を示す、請求項1に記載の非か焼マンガン鉱石からマンガンペレットを製造する方法。
- 前記調整工程の最後で、鉱石粒子が、40〜60重量%が0.044mmメッシュを通過するサイズを示す、請求項1に記載の非か焼マンガン鉱石からマンガンペレットを製造する方法。
- 前記フラックス添加工程の際に添加される前記フラックスが、カルサイトまたはドロマイト石灰石、またはそれらの混合物、または他のMgO供給源である、請求項1に記載の非か焼マンガン鉱石からマンガンペレットを製造する方法。
- 前記凝集剤添加工程の際に添加される前記凝集剤が、ベントナイト、消石灰、カルボキシメチルセルロース(CMC)、またはそれらの混合物を含んでなる群から選択される、請求項1に記載の非か焼マンガン鉱石からマンガンペレットを製造する方法。
- 総重量に対して0.5〜2.0重量%のベントナイトが使用される、請求項7に記載の非か焼マンガン鉱石からマンガンペレットを製造する方法。
- 総重量に対して2〜3重量%の消石灰が使用される、請求項10に記載の非か焼マンガン鉱石からマンガンペレットを製造する方法。
- 総重量に対して0.05〜0.10重量%のカルボキシメチルセルロースが使用される、請求項10に記載の非か焼マンガン鉱石からマンガンペレットを製造する方法。
- 前記ペレット化工程の最後に、それぞれ1および2kg/ペレットの最小耐性を有する粗製ペレットが、少なくとも5滴のレジリエンスで形成される、請求項1に記載の非か焼マンガン鉱石からマンガンペレットを製造する方法。
- 前記粗製ペレットの熱処理工程が、可動火格子、グレートキルンまたは鋼製ベルト型炉で行われる、請求項1に記載の非か焼マンガン鉱石からマンガンペレットを製造する方法。
- 請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法により得られる鉄−マンガン凝集物。
- 8〜18mmの平均直径を有する、請求項15に記載の鉄−マンガン凝集物。
- 250daN/ペレットの最小圧縮耐性を示す、請求項15に記載の鉄−マンガン凝集物。
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