RU2092590C1

RU2092590C1 - Method of preparing pellets from iron ore materials

Info

Publication number: RU2092590C1
Application number: RU95121954A
Authority: RU
Inventors: А.Т. Калашников; Н.С. Иванов; А.П. Поддубный; В.Ф. Щупановский
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Лебединский горно-обогатительный комбинат"
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 1997-10-10

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: invention concerns preparing charge for blast- furnace smelting through making pellets from fine-dispersion wet iron- ore concentrates using binding additives. The latter are naturally occurring materials constituting products of chemical weathering aging of carbonate and clayey minerals, in particular, amorphous silica mineral containing 5-50% of fine calcium carbonate, 8-20% of amorphous silica, 5-15% of zeolite, and clayey constituent. EFFECT: reduced cost due to utilizing inexpensive materials. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области подготовки руд к металлургическому переделу путем получения окатышей из тонкодисперсных влажных железорудных концентратов с использованием связующих добавок. The invention relates to the field of preparation of ores for metallurgical redistribution by producing pellets from finely divided wet iron ore concentrates using binders.

Известны способы производства железорудных окатышей с использованием различных видов минеральных связующих добавок (табл.1),но основным является щелочная разновидность бентонита. Данный бентонит характеризуется высокими геологическими свойствами, которые полно проявляются после определенной выдержи шихты. Упрочняющая способность бентонита наблюдается на этапах грануляции шихты. Упрочняющая способность бентонита наблюдается на этапах грануляции шихты и сушки сырых окатышей. Однако, бентонит является разубоживающим материалом, т.е. снижает содержание железа и способствует повышению содержания вредных щелочных металлов и шлакообразующего глинозема в готовой продукции. Known methods for the production of iron ore pellets using various types of mineral binders (table 1), but the main is the alkaline variety of bentonite. This bentonite is characterized by high geological properties, which are fully manifested after a certain aging of the charge. The strengthening ability of bentonite is observed at the stages of granulation of the mixture. The strengthening ability of bentonite is observed at the stages of granulation of the mixture and drying of the raw pellets. However, bentonite is a diluting material, i.e. reduces the iron content and helps to increase the content of harmful alkali metals and slag-forming alumina in the finished product.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому изобретению является способ получения железорудных окатышей с применением связующего, состоящего из смеси бентонита 50-95 и полыгорскита 5-50% (табл. 2). Такая смесь, как связующее, в заявляемом способе обладает высокой удельной поверхностью и тиксотропностью. Проведение промышленные испытания показали, что при обжиге окатышей из-за структурно-морфологических особенностей, в частности жесткости каркаса кристаллической решетки полыгорскита и химического состава, смесь относится к тугоплавким, поэтому упрочняющая способность шлаковой связки в окатышах остается на низком уровне. Этим объясняется низкая прочность получаемой товарной продукции. То есть железорудные окатыши с применением композиционной смеси бентонита и полыгорскитовой глины характеризуется снижением их металлургических свойств. The closest set of features to the claimed invention is a method for producing iron ore pellets using a binder, consisting of a mixture of bentonite 50-95 and polygorskite 5-50% (table. 2). Such a mixture as a binder in the present method has a high specific surface area and thixotropy. Industrial tests have shown that when firing pellets due to structural and morphological features, in particular, the rigidity of the polygorskite crystal lattice framework and chemical composition, the mixture is refractory, therefore, the strengthening ability of the slag binder in the pellets remains low. This explains the low strength of the resulting commercial products. That is, iron ore pellets using a composite mixture of bentonite and polygorskite clay is characterized by a decrease in their metallurgical properties.

Наиболее близким аналогом является способом получения окатышей из железорудных материалов, в котором в качестве связующего используют аморфно-кремнистую породу, содержащую 20-40 глинистой составляющей, 5-25 тонкодисперсного карбоната кальция, 5-10 цеолита и 30-50 аморфного кремнезема. The closest analogue is a method for producing pellets from iron ore materials, in which amorphous-siliceous rock containing 20-40 clay component, 5-25 finely divided calcium carbonate, 5-10 zeolite and 30-50 amorphous silica is used as a binder.

При создании изобретения была поставлена задача производства офлюсованных и неофлюсованных окатышей с высокими металлургическими свойствами за счет замены бентонита на новую связующую добавку и расширения сырьевой базы связующих материалов при одновременном снижении затрат на производство окатышей при сохранении высоких металлургических свойств. When creating the invention, the task was set to produce fluxed and non-fluxed pellets with high metallurgical properties by replacing bentonite with a new binder additive and expanding the raw material base of binder materials while reducing the cost of producing pellets while maintaining high metallurgical properties.

Поставленная задача решается за счет того, что в качестве связующего при производстве окатышей используется аморфно-кремнистая порода при следующем содержании ингредиентов,мас. карбонат кальция 5 50,аморфный кремнезем 8-20, цеолит 5-15, глинистая составляющая остальное. The problem is solved due to the fact that as a binder in the production of pellets used amorphous-siliceous rock with the following ingredients, wt. calcium carbonate 5 50, amorphous silica 8-20, zeolite 5-15, clay component the rest.

Сущность изобретения заключается в следующем. Для оценки сущности изобретения проводили эксперименты с использованием в качестве связующего бентонита Даш-Сахалинского месторождения, смеси бентонита и палыгорскита и предложенной аморфно-кремнистой породы. Добавки готовили по известной методике: сушка комового материала при 80^oC и измельчение до содержания 95-98% фракции 0,074мм. Добавки смешивали с железорудным концентратом Лебединского ГОКа в роторном смесителе. Окатыши получали в чашевом окомкователе диаметром 1 м. Концентрат характеризуется следующим составом, Fe общ. 68,52, SiO₂ 4,93, W 10,1.Содержание класса менее 0,44 94,8% удельная поверхность 161 м² /кг
Предложенное связующее является продуктом химического выветривания карбонатных и глинистых пород, характеризуемых высокой дисперсностью, гидравлической активностью, реологическими свойствами, высокой влагоемкостью и низкой температурой плавления, его особенностью является более низкая температура сушки, что обуславливает снижение энергозатрат на производство порошка связующей добавки.The invention consists in the following. To assess the essence of the invention, experiments were carried out using the Dash-Sakhalin deposit, a mixture of bentonite and palygorskite and the proposed amorphous-siliceous rock as a bentonite binder. Additives were prepared by a known method: drying lump material at 80 ^o C and grinding to a content of 95-98% fraction 0,074 mm. Additives were mixed with Lebedinsky GOK iron ore concentrate in a rotary mixer. Pellets were obtained in a bowl pelletizer with a diameter of 1 m. The concentrate is characterized by the following composition, Fe total. 68.52, SiO ₂ 4.93, W 10.1. Class content less than 0.44 94.8% specific surface 161 m ² / kg
The proposed binder is a chemical weathering product of carbonate and clay rocks, characterized by high dispersion, hydraulic activity, rheological properties, high moisture capacity and low melting point, its peculiarity is a lower drying temperature, which leads to a decrease in energy consumption for the production of a binder additive powder.

Во всех опытах полученные сырые сухие окатыши оценивались на статическую и динамическую прочность. In all experiments, the obtained raw dry pellets were evaluated for static and dynamic strength.

Обжиг опытных окатышей осуществлялся в промышленных условиях на обжиговых печах машинок ОК-306 фабрики окомкования Лебединского горно-обогатительного комбината. Навеска одной пробы окатышей составляла 18-20 кг. Термообработка окатышей производилась в одинаковых термических режимах. Experimental pellets were fired under industrial conditions on kiln furnaces of OK-306 machines at the pelletizing factory of the Lebedinsky mining and processing plant. A portion of one sample of pellets was 18-20 kg. Pellet heat treatment was carried out in the same thermal conditions.

Металлургические свойства опытных окатышей определяли согласно требований к сырью. The metallurgical properties of the experimental pellets were determined according to the requirements for raw materials.

В результате проведенных технологических испытаний установлено, что катыши, полученные по заявленному способу, с применением в качестве связующего композиционной смеси обладают улучшенными металлургическими свойствами по сравнению с эталоном и прототипом (табл.2) и позволяет исключить дефицитный и дорогостоящий щелочной бентонит из технологий производства железорудных окатышей. As a result of technological tests, it was found that the pellets obtained by the claimed method, using a composite composite as a binder, have improved metallurgical properties compared to the standard and prototype (table 2) and eliminates the scarce and expensive alkaline bentonite from iron ore pellet production technologies .

Приведенные в таблице 2 данные показывают, что предлагаемая добавка придает сухим окатышам оптимальные прочностные характеристики, а это в свою очередь позволяет получить окатыши в готовой продукции с более высокими металлургическими свойствами. Это подтверждается снижением содержанием мелочи, холодной прочности, прочности на удар и истирание. Повышение металлургической ценности опытных окатышей подтверждается результатами их металлизации, проведенными в промышленных условиях на Оскольском электрометаллургическом комбинате по технологии "Мидрекс"
Эффективность использования предложенной композиционной связующей добавки в способе производства офлюсованных и неофлюсованных железорудных окатышей обусловлена соответствующим воздействием минеральных компонентов при вводе в шихту на всех этапах технологического процесса производства окатышей.The data presented in table 2 show that the proposed additive gives dry pellets optimal strength characteristics, and this in turn allows you to get pellets in the finished product with higher metallurgical properties. This is confirmed by a decrease in fines, cold strength, impact and abrasion. The increase in the metallurgical value of the experimental pellets is confirmed by the results of their metallization carried out under industrial conditions at the Oskol Electrometallurgical Plant using the Midrex technology
The effectiveness of the use of the proposed composite binder in the production method of fluxed and non-fluxed iron ore pellets is due to the corresponding effect of mineral components when introduced into the charge at all stages of the pellet production process.

В частности, роль цеолита заключается в поглощении избытка влаги из железорудного концентрата и постоянном ее выделении в диапазоне температур 100-140^oC. По влагоемкости цеолит превосходит бентонит в 4-6 раз. Из практики окомкования известно, что 40-60% от расхода бентонита работает в комкуемой шихте как влагоемкий материал. Бентонит выделяет поглощенную влагу преимущественно в диапазоне 120-150^oC, вызывая при этом трещиноватость окатышей, что находит подтверждение в повышенной реакционной способности металлизованных окатышей.In particular, the role of zeolite is to absorb excess moisture from iron ore concentrate and its constant release in the temperature range of 100-140 ^o C. In terms of moisture capacity, the zeolite is 4-6 times superior to bentonite. From the practice of pelletizing, it is known that 40-60% of the consumption of bentonite works in a crumpled charge as a moisture-intensive material. Bentonite releases absorbed moisture mainly in the range of 120-150 ^o C, while causing fracture of the pellets, which is confirmed by the increased reactivity of metallized pellets.

Связующими и структурнообразующими компонентами шихты на стадии грануляции являются глинистая составляющая, цеолит, тонкодисперсный активный аморфный кремнезем и тонкодисперсный затронутый выщелачиванием карбонат кальция. Повышением металлургических свойств опытных железорудных окатышей обеспечивается природным прорастанием тонкодисперсных затронутых выщелачиванием карбонатов кальция аморфным кремнеземом, что обуславливает получение при измельчении связующего сырья порошка с удельной поверхностью до 180 10 м²/кг. При обжиге указанные компоненты активно взаимодействуют с тонкодисперсными окисленными соединениями железа и цеолита, образуют легкоплавкие эвтектики, что благоприятно влияет на процесс спекания рудных зерен. То есть, в окатышах при более низких температурах (до 1110^oC) образуются шлаковая связка и витрофировая структура
Таким образом, обжиг окатышей по предложенному способу, с применением композиционной смеси сопровождается синтезом новообразований, придающих окисленным и металлизированным окатышам повышение металлургических свойств.The binder and structural components of the charge at the granulation stage are the clay component, zeolite, finely divided active amorphous silica and finely divided calcium carbonate affected by leaching. An increase in the metallurgical properties of the experimental iron ore pellets is ensured by the natural germination of finely dispersed affected by the leaching of calcium carbonates by amorphous silica, which leads to the production of powder with a specific surface up to 180 10 m ² / kg when grinding binder raw materials. During firing, these components actively interact with finely dispersed oxidized compounds of iron and zeolite, form fusible eutectics, which favorably affects the sintering of ore grains. That is, in pellets at lower temperatures (up to 1110 ^o C), a slag binder and a vitrophyric structure are formed
Thus, the firing of pellets according to the proposed method, using a composite mixture, is accompanied by the synthesis of neoplasms that give oxidized and metallized pellets an increase in metallurgical properties.

Количество предлагаемой композиционной смеси в качестве связывающей добавки по предложенному способу получения окатышей составляет 0,5-2,0% как следует из данных табл.2 внесение связующего менее 0,5% не обеспечивает возможности получения сырых окатышей с необходимым для дальнейшего передела прочностными свойствами, а повышение расхода добавки более 2,0 нецелесообразно из-за существенного снижения содержания железа в товарной продукции при сохранении прочностных характеристик и металлургических свойств железорудных окатышей. The amount of the proposed composite mixture as a binding additive according to the proposed method for producing pellets is 0.5-2.0%, as follows from the data in Table 2, the introduction of a binder of less than 0.5% does not provide the possibility of obtaining crude pellets with the necessary strength properties for further processing, and increasing the consumption of additives more than 2.0 is impractical due to a significant decrease in the iron content in commercial products while maintaining the strength characteristics and metallurgical properties of iron ore pellets.

Использование заявленного изобретения позволит:
создать в Росси сырьевую базу связующих добавок и решить проблему обеспечения связующим сырьем фабрик окомкования;
условия устранения зависимости России от поставок бентонита из-за рубежа и соответственно существенно снизить затраты на производство окатышей;
повысить металлургические свойства железорудных окатышей;
снизить содержание щелочи в металлургическом сырье.Using the claimed invention will allow:
create a raw materials base for binders in Russia and solve the problem of providing pelletizing factories with binders;
conditions for eliminating Russia's dependence on supplies of bentonite from abroad and, accordingly, to significantly reduce the cost of producing pellets;
to increase the metallurgical properties of iron ore pellets;
reduce alkali content in metallurgical raw materials.

Claims

A method of producing pellets from iron ore materials, including dosing a binder, which uses amorphous-siliceous rock containing a clay component, calcium carbonate, zeolite and amorphous silica, in an amount of 0.5 to 2.0 by weight of the concentrate, mixing and pelletizing the mixture, drying obtained pellets, subsequent firing and cooling, characterized in that the amorphous-siliceous rock contains the specified ingredients in the following ratio, wt.

Calcium Carbonate 5 50
Amorphous silica 8 20
Zeolite 5 15
Clay component