PL87715B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia cieczy o duzym ciezarze wlasciwym do wzbo¬ gacenia mineralów w zawiesinie metoda flotacji.Wytwarzanie róznych stopów zelazokrzemowych zawierajacych Okolo 15% wagowych krzemu i ich stosowanie jako substancji obciazajacej przy przy¬ gotowywaniu cieczy o duzym ciezarze wlasciwym do wzbogacania mineralów w zawiesinie, np. rud zelaza, jest znane np. z opisów patentowych RFN nrnr 972 687 i 1 212 733, a takze z wylozonego opisu patentowego RFN DAS nr 1058 081. Stopy takie zawieraja fosfor najwyzej w ilosciach sladowych, do okolo 0,05% wagowych. Ze wzgledu na to, ze stopy takie w postaci zmielonej sa bardzo podatne na korozje i latwo ulegaja scieraniu w ciezkich cieczach flotacyjnych, stosuje sie je do tego celu przewaznie w postaci produktu zmielonego, o gladkiej i zaokraglonej, korzystnie kulistej po¬ wierzchni czastek.Pod nazwa procesu wzbogacania mineralów w zawiesinie rozumie sie proces rozdzielania mine¬ ralów o róznej gestosci za pomoca wodnej zawie¬ siny silnie rozdrobnionej substancji obciazajacej, tak zwanej, cieczy ciezkiej, której gestosc lub cie¬ zar wlasciwy jest posredni pomiedzy gestosciami lub ciezarami wlasciwymi obu rozdzielanych mi¬ neralów. Przy dodawaniu mineralu poddawanego obróbce do zawiesiny, skladnik lzejszy wyplywa a skladnik ciezszy opada. Mineralny surowiec uprzednio rozdrabnia sie na ziarna o odpowied¬ niej wielkosci, odsiewa i natryskuje, a nastepnie miesza z ciecza o duzym ciezarze wlasciwym w urzadzeniu do rozdzielania, np. w postaci nieru¬ chomego urzadzenia stozkowego, cyklonu albo obrotowego bebna.Po dokonaniu rozdzielenia zarówno produkt, który opadl, jak i produkt, który wyplynal, .pod¬ daje sie natryskiwaniu, w celu odzyskania sub¬ stancji obciazajacej, która w oddzielnym procesie kolowym oddziela sie magnetycznie od zawiesiny rozcienczonej woda uzyta do natryskiwania i w ten sposób oczyszcza. Zabiegi te mozna prowadzic kolejno praktycznie biorac we wszystkich urza¬ dzeniach.Jako substancje obciazajace stosuje sie dotych¬ czas przede wszystkim takie proszki, które w po¬ dany wyzej sposób mozna odzyskiwac magnetycz¬ nie i oddzielac od niemagnetycznych zanieczysz¬ czen, a mianowicie zwlaszcza magnetyt dla wy- twarzaniia cieczy ciezkich o mniejszym ciezarze wlasciwym i zelazokrzem o zawartosci 8—25% wagowych krzemu dla cieczy o wiekszym ciezarze wlasciwym. Wielkosc czastek tych substancji ob¬ ciazajacych otrzymywanych metoda przedmuchi¬ wania przez dysze lub metoda mielenia wynosi 0,001^-0,4 mm.Oprócz podatnosci na magnesowanie substancja obciazajaca powinna miec szereg innych wlasci¬ wosci, które z jednej strony powinny umozliwiac jak najmniejsze zuzycie tej substancji, a z dru- 87 7153 87 715 4 giej strony powinny zezwalac na raofthrie do^ kladne rozdzielanie mineralów z optymalna wy¬ dajnoscia poszczególnych skladników. W celu o- siagniecia dobrego rozdzielenia trzeba stosowac ciezkie ciecze spelniajace 3 podstawowe warunki, a mianowicie majace odpowiedni ciezar wlasciwy, odpowiednia lepkosc wzglednie konsystencje i od¬ powiednia trwalosc, to jest predkosc osadzania czastek stalych.Straty substancji obciazajacej sa powodowane przez takie czynniki jak korozja, przyczepiania sie tej substancji do mineralu opadajacego i do mineralu wyplywajacego, niedokladne oddzielanie w rozdzielaczu magnetycznym, stosowanym do od¬ zyskiwania zelazokrzemu.Stwierdzono, ze na4 wlasciwosci wodnej zawiesi¬ ny zwanej ciezka ciecza jak i na straty substancji obciazajacej decydujacy wplyw ma korozja sub¬ stancji obciazajacej ,w ciezkiej cieczy. W miare postepu' -torozii :j3tó|eje zarówno zawartosc sub¬ stancji obciazajacej, jak tez i ciezar wlasciwy tej substancji, poniewaz na jej powierzchni powstaje warstwa tlenkowa. W zwiazku z tym, aby w tych warunkach utrzymac niezbedna dla nalezytego rozdzielania gestosc cieczy trzeba dodawac dalsze ilosci substancji obciazajacej. To jednak zwieksza lepkosc ciezkiej cieczy i pogarsza rozdzielanie na poszczególne skladniki. Jezeli substancja obciaza¬ jaca ulega korozji, to wzrasta równiez lepkosc ciezkiej cieczy.Warstwy tlenkowe powstajace w wyniku ko¬ rozji na powierzchni czastek substancji obciaza¬ jacej wplywaja równiez na magnetyczne wlasci¬ wosci tej substancji, a poza tym korozja powo¬ duje stale zmniejszenie sie czastek substancji, przy czym powstale drobniejsze czastki osadzaja sie w urzadzeniu do zageszczania, to jest do re¬ generacji substancji obciazajacej, zwiekszajac sta¬ bilnosc ciezkiej cieczy, a tym samym utrudniajac oddzielanie sie substancji obciazajacej od cieczy, na skutek czego substancja ta odplywa wraz z ciecza przez przelew urzadzenia do zageszczania.Tak wiec korozja powoduje nie tylko wzrost strat substancji obciazajacej i zbyt wysoka lepkosc ciezkiej cieczy, co nie tylko wplywa ujemnie na gospodarcza strone procesu, ale równiez zmniejsza wydajnosc rudy i jej stezenie w produkcie osadzo¬ nym w cieczy.Nieoczekiwanie stwierdzono, ze szkodliwe zja¬ wisko korozji mozna znacznie ograniczyc, jezeli do stosowanego jako srodek obciazajacy rozpylo¬ nego lub zmielonego zelazo-krzemu wprowadzi sie jako skladnik stopowy fosfor w ilosci 0,3—2,5°/o wagowych. Fakt ten jest tym bardziej nieocze¬ kiwany, ze w metalurgii pierwiastek fosfor nie jest uwazany za skladnik stopowy uodporniajacy na korozje, tak jak np. chrom, nikiel lub miedz.Stopy zelaza z krzemem i fosforem zawierajace 13—25% wagowych krzemu i 2—3% wagowych fosforu sa znane i byly metalurgicznie zbadane {F. Sauerwald i inni, Zeitschrift fiir anorganische und allgemeine Chemie, tom 210 {1033), str. 23^25], natomiast nie ma publikacji opisujacych ich wy-' twarzanie i jakiekolwiek stosowanie w technice, a w szczególnosci nie ma publikacji opisujacych szczególna odpornosc tych stopów na torozje.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze jako substancje obciazajaca w wodnych zawie¬ sinach przy wzbogacaniu mineralów stosuje sie sproszkowany stop zelaza, krzemu i fosforu, za¬ wierajacy 8—25% wagowych krzemu i 0,3—2,5%, korzystnie 1 — 1—5% wagowych foe&oru.Dalsze cechy sposobu wedlug wynalazku stano¬ wi to, ze stosuje sie stop zawierajacy 0,02—2% wagowych wegla. Sproszkowany stop moze skla¬ dac sie glównie z czastek zwartych, o gladkiej i zaokraglonej, korzystnie kulistej powierzchni, al¬ bo stop ma postac bardzo drobnego proszku. Moz¬ na tez wytwarzac stop przez stapianie zelaza, zwi¬ ru kwarcowego, wegla i zelazofosforu w reduk¬ cyjnym piecu elektrycznym lub przez stapianie zelaza, zelazokrzemu i zelazofosforu w piecu in¬ dukcyjnym w temperaturze 1200—16$0*C i rozpy¬ lanie w stanie stopionym, w znany sposób za po¬ moca wody, pary wodnej lub powietrza pod ci¬ snieniem 2—30 atm tak, ze otrzymuje sie zwarte czastki o gladkiej i zaokraglonej powierzchni.Mozna równiez stop zelaza, zwiru kwarcowego, wegla i zelazofosforu stopiony w redukcyjnym piecu elektrycznym lub stop zelaza, zelazokrzemu i zelazofosforu, stopiony w piecu indukcyjnym w temperaturze 1200—^1650°C, odlewac w formach, chlodzic, kruszyc i mlec.Stopy zelazokrzemowe zawierajace 8—25% wa¬ gowych krzemu, a nie zawierajace fosforu wy¬ twarzano dotychczas tylko kosztownym sposobem, przez stapianie w piecu indukcyjnym, a to w celu utrzymania mozliwie malej zawartosci wegla, np. 0,3% wagowe, poniewaz w miare wzrostu zawartosci wegla maleje odpornosc stopu na ko¬ rozje. Szczególna zaleta sposobu wedlug wyna¬ lazku, nie dajaca $ia przewidziec, jest to, ze w stopach zelaza, krzemu i fosforu stosowanych zgodnie z wynalazkiem zawartosc do 2% wago¬ wych wegla nie wplywa niekorzystnie na odpor¬ nosc tych stopów na korozje w srodowiskach wodnych. Stanowi to powazna korzysc, gdyz sto¬ py o zawartosci 1—2% wagowych wegla mozna wytwarzac znacznie tanszym sposobem, mianowi¬ cie znanym sposobem stapiania w redukcyjnym piecu elektrycznym.Stopy stosowane zgodnie z wynalazkiem moga takie zawierac zwykle zanieczyszczenia technicz¬ ne, np. mangan, aluminium, miedz, tytan, chrom, nikiel, molibden, wanad lub siarke w ilosci nie wiekszej razem niz 3% wagowo.Zgodnie z wynalazkiem korzystnie stosuje sie rozpylone za pomoca dysz lub w znany sposób, za pomoca granulatorów talerzowych, rynnowych lub stozkowych otrzymane stopy zelaza z krzemem i fosforem w postaci proszku, wytworzone bezpo¬ srednio z cieklego stopu przy uzyciu wody, pary wodnej lub powietrza. Rozdrobnione, jeszcze cie¬ kle kropelki stopu chlodzi sie szybko w wodzie, odwadnia, suszy i przesiewa.Tak otrzymane czastki proszku maja zaokraglo¬ na, gladka powierzchnie i ksztalt kulisty, kroplo- waty lub wydluzony, dzieki czemu mozna uzyskac duzy ciezar wlasciwy ciezkiej cieczy, przy równo- if 2* Si 40 45 60 55 005 S771S 6 czesnie niewielkiej lepkosci i braku tendencji eto przyczepiania sie do rudy poddawanej procesowi wzbogacania. Czastki te sa poza tym silnie ma¬ gnetyczne, wysoce odporne na korozje i scieranie, co umozliwia ich odzyskiwanie z ciezkiej cieczy 5 i ozeste stosowanie ponowne.Zamiast kosztowniejszych stopów rozpylanych przez dysze lub gr&amlowanycli mozna tez jako substancje obciazajace stosowac tansze stopy ze¬ laza z krzemem i fosforem, odlewane w formach i nastepnie mielone w stanie stalym. Zmielony stop mozna dodatkowo, znanym sposobem, ewen¬ tualnie pod zwiekszonym cisnieniem i z uzyciem odpowiedniego nosnika gazowego, przeprowadzac przez strefe plomienia, przy czyim czastki stopu ulegaja na powierzchni stopieniu i zaokraglaja sie. Zmielony stop zelaza z krzemem i fosforem jest znacznie bardziej odporny na korozje niz zmielony stop zelazokrzemu o takiej samej za¬ wartosci krzemu, lecz nie zawierajacy fosforu.Ustalony metoda piknometryczna ciezar wlasci¬ wy stopów zelaza z krzemem i fosforem stosowa¬ nych w procesie prowadzonym sposobem wedlug wynalazku wynosi 6,3—7,2 g/ml i umozliwia wy¬ twarzanie ciezkich cieczy do wzbogacenia rudy, majacych gestosc npu 2,0—3,9, to jest gestosc od¬ powiednia dla oddzielania rud zelaza, rud wolfra¬ mowych, rud diamentowych lub iluorytu. Ziarna proszku maja srednice okolo 0,001—0,4 mm, przy ozym stopien rozdrobnienia jest bardzo równo¬ mierny tak, ze krzywe przesiewania na wykresie Bosin-Bammlera przedstawiaja praktycznie biorac linie proste. Lepkosc, wlasciwosci magnetyczne i odpornosc na scieranie stopów stosowanych zgodnie z wynalazkiem sa takie same jak odpo¬ wiednie wlasciwosci znanych stopów nie zawie¬ rajacych fosforu, natomiast ich odpornosc na ko¬ rozje jest wielokrotnie wyzsza.W nizej podanych przykladach opisano badanie odpornosci na korozje substancji obciazajacych, przy czym wlasciwosci te okresla sie w 300 ml wodnego roztworu buforowego zawierajacego kwasny octan i majacego w temperaturze 80°C wartosc pH wynoszaca 4,62. Ciezar wlasciwy za¬ wiesiny substancja obciazajacej wynosi 3,5 kg/litr.Zawiesine te miesza sie w ciagu 96 godzin za po¬ moca mieszadla z blachy stalowej, stosujac 400 obrotów/miaute. Wywiazujacy sie w tym czasie gaz, skladajacy sie glównie z wodoru, chwyta sie i mierzy jego objetosc, a po zakonczeniu pró¬ by mierzy sie zmniejszenie piknometrycznej ge¬ stosci substancji obciazajacej. Duza objetosc otrzymanego gazu i odpowiednio wieksze róznice gestosci wskazuja na wieksza podatnosc badanej substancji na korozje. Lepkosc mierzy sie za po¬ moca lepkosciomierza Stormera przy ciezarze wla¬ sciwym zawiesiny wynoszacym 3,0 g/ml i w tem¬ peraturze 20°C Oznaczenia literowe podane w przykladach ta¬ kie jak B, E, F i H oznaczaja produkty wytwo¬ rzone sposobem wedlug wynalazku poddane pró¬ bom na korozje, a litery A, C, D i G okreslaja produkty wolne od fosforu, otrzymane wedlug znanego stanu techniki i dla porównania wyni¬ ków poddane równiez próbom na korozje. Otrzy¬ mane wyniki umieszczono w odpowiednich tabe¬ lach.Przyklad I. W redukcyjnym piecu elek¬ trycznym .stapia sie B50 kg wiórków stalowych, 400 kg zwiru kwarcowego o srednicy ziaren do 45 mm, 200 kg chudego wegla w postaci orze¬ cha 9 srednicy 66 do 190 mm i 80 kg zelazofosfo¬ ru o zawartosci 20% fosforu w brylach wielkosci piefcci. Stop o tempefaturze lSOO^C wprowadza sie do urzadzenia rozpylowego. Rozpyla sie przez dy¬ sze szczelinowa za pomoca pary wodnej o cisnie¬ niu 11 atu. Otrzymany proszek zawiesza sie w wodzie, odwadnia i suszy, po czym odsiewa sie frakcje gruboziarnista poddaje próbie na korozje.Wyniki próby podano w tablicy 1 dla produktu H, w której równiez podano analogiczne wlasci¬ wosci zelazokrzemu o takim samym uziarnieniu, lecz nie zawierajacego fosforu (produkt A).Tablica 1 Badany produkt Piknometryczny ciezar wlasci- \ wy g/ml ¦ Piknometryczny ciezar wlasci- . wy po próbie na korozje g/ml ; Ilosc gazowanego wodoru 0-; trzymanego po 96 godzinach korodowania, w przeliczeniu na warunki normalne ml Zawartosc krzemu % wagowe Zawartosc fosforu */• wagowe Zawartosc wegla % wagowe Uziarnienie produktu wyjsciowego % wagowe 0,260 mm 0,160 mm 0,100 mm 0,063 mm 0,063 mm A 6,88 6,01 21390 14,1 0,05 1,4 2,6 ,2 23,4 44,2 65,8 B 1 6,90 6,80 620 14,9 l£ft U6 2,4 11,0 1 26,7 48,2 51,8 Przyklad II. W piecu indukcyjnym tyglo¬ wym o czestotliwosci sieci stapia sie 800 kg zlomu zelaznego, 200 kg zelazokrzemu, zawierajacego 75*/o wagowych krzemu oraz 80 kg zelazofosforu o zawartosci 20% wagowych fosforu. Stop rozpyla sie w sposób opisany w przykladzie I i po od¬ wodnieniu i wysuszeniu oddziela sie (frakcje o naj¬ wiekszym rozdrobnieniu i poddaje próbom pro¬ dukty E i F w celu oznaczenia korozji Wyniki prób podano w tablicy 2, w której równiez za¬ mieszczono wyniki prób porównawczych dla pro¬ duktów Ci D, stosujac zelazo-krzem o takim sa¬ mym uziarnieniu, otrzymany przez rozpylenie lub dodatkowe mielenie, lecz nie zawierajacy fosforu.Podczas przygotowywania ciezkich cieczy do wzbogacania mineralów musi byc przepompowana ciezka substancja.Na skutek tarcia w pompie i w rurociagu sub¬ stancja ciezka zostaje poddana roztarciu, a przy tym tworza sie powierechniowo aktywne osrodki, w których zachodzi korozja. Przez 10-godzinne traktowanie substancji ciezkiej w mlynie. kulo¬ wym powinno zostac wykazane dzialanie sciera¬ jace. Przy tym okazuje sie, ze substancja ciezka zawierajaca dodatek fosforu oprócz zelazokrzemu wykazuje po zmieleniu tylko nieznaczne slady ko¬ rozji. 29 40 45 50 55 6087 715 Tablica 2 Badany produkt 1 Piknometryczny ciezar wlasci¬ wy g/ml Piknometryczny ciezar wlasci¬ wy po próbie na korozje g/ml Ilosc gazowego wodoru otrzy¬ manego po 96 godzinach ko¬ rodowania, w przeliczeniu na warunki normalne ml Zawartosc krzemu % wagowe Zawartosc fosforu % wagowe I Zawartosc wegla % wagowe Zawartosc wegla % wagowe Czas mielenia godziny | Ciezar nasypowy g/ml 1 Uziarnienie % wagowe 100 mm 0,063 mm 0,040 mm 0,040 mm Lepkosc przed próba korozji CP Lepkosc po próbie korozji CP C 2 7,07 6,91 3300 14,9 0,05 0,25 0,25 — 4,39 1,2 9,5 ,5 74,5 24,8 39,0 D 3 7,10 6,58 14100 14,9 0,05 0,25 0,25 4,76 0,8 9,1 24,4 75,6 — — E 4 7,04 6,99 440 14,1 1,10 0,2 0,2 — 4,40 1,3 ,6 ,8 74,2 ,0 ,4 F 7,06 6,90 2800 14,1 1,10 0,2 0,2 4,56 0,8 9,6 24,6 75,4 — — Przyklad III. W sposób analogiczny do o- pisanego w przykladzie I wytwarza sie stop, lecz nie poddaje go rozpylaniu, natomiast odlewa w formach i chlodzi. Otrzymane gaski stopu roz¬ drabnia sie w lamaczu, miele w mlynie udarowym, odsiewa i poddaje próbie korozji. Wyniki poda¬ no w tablicy 3 dla produktu H w której równiez zamieszczono wyniki próby porównawczej produk¬ tu G, wykonanej z analogicznie otrzymanym ze¬ lazokrzemem o takim samym rozdrobnieniu, lecz nie zawierajacym fosforu.Tablica 3 Badany produkt 1 1 Piknometryczny ciezar wla¬ sciwy g/ml Piknometryczny ciezar wla¬ sciwy po próbie na korozje g/ml Ilosc gazowego wodoru otrzymanego po 96 godzinach korodowania, w przeliczeniu na warunki normalne ml Zawartosc krzemu % wagowe Zawartosc fosforu % wagowe Zawartosc wegla % wagowe Uziarnienie % wagowe 0,100 mm 0,063 mm 0,040 mm <0,040 mm G 2 6,7 ,4 140000 14,1 0,05 14 1,5 17,5 29,0 71,0 H 3 7,0 6,3 40000 14,9 1,8 1,36 2,0 17,0 28,0 72,0 | PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe ii. Sposób- wytwarzania cieczy o duzym cieza¬ rze wlasciwym do wzbogacania mineralów w za¬ wiesinie, znamienny tym, ze jako substancje obcia¬ zajaca wprowadza sie sproszkowany stop zelaza, krzemu i fosforu, zawierajacy 8—25% wagowych krzemu i 0,3—2,5% wagowych fosforu.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wprowadza sie stop zelaza, krzemu i fosforu, za¬ wierajacy 1—1,5% wagowych fosforu.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze wprowadza sie stop zelaza, krzemu i fo- 35 sforu zawierajacy 0,02^2% wagowych wegla.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wprowadza sie stop w postaci glównie z czastek zwartych, o gladkiej i zaokraglonej, korzystnie kulistej powierzchni.

5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wprowadza sie stop w postaci drobno zmielonego proszku.

6. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze wprowadza sie stop zawierajacy glównie czastki zwarte o gladkiej i zaokraglonej powierzchni, który otrzymuje sie przez stapianie w elektrycz¬ nym piecu redukcyjnym zelaza, zwiru kwarcowe¬ go, wegla i zelazofosforu lub przez stapianie w piecu indukcyjnym zelaza, zelazokrzemu i zelazo¬ fosforu w temperaturze 1200—1650°C i rozpylanie cieklego stopu w znany sposób, za pomoca wody, pary wodnej lub powietrza, pod cisnieniem 2—30 attn.

7. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze wprowadza sie stop w postaci drobno zmielonego proszku, który otrzymuje sie przez stapianie w elektrycznym piecu redukcyjnym, zwiru kwarco¬ wego, wegla i zelazofosforu lub przez stapianie w piecu indukcyjnym zelaza, zelazokrzemu i zelazo¬ fosforu w temperaturze 1200—il650°C i odlewanie stopu w formy, chlodzenie, rozdrabnianie i miele- 40 45 50 55 60 Bltk 2262/76 r. 115 egz. A4 Cena 10 zl PL