RU2490339C1

RU2490339C1 - Agglomeration method of crushed products

Info

Publication number: RU2490339C1
Application number: RU2012108265/02A
Authority: RU
Inventors: Владимир Геннадьевич Лобанов; Никифор Георгиевич Агеев; Василий Анатольевич Сергеев; Азат Тагирович Хафизов; Тагир Миниханович Хафизов; Виктор Анатольевич Ориничев
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2013-08-20

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: concentrate with humidity of up to 20% is mixed with a combined binding agent containing burnt lime and lignosulphonate in the ratio of 1÷5:1, and drying of briquettes is performed using microwave energy during 1-5 minutes.

EFFECT: improving strength of briquettes, reducing costs and simplifying the technology.

Description

Изобретение относится к области металлургии и строительного материаловедения, в частности окускованию измельченных продуктов и может быть использовано при получении гранул и брикетов из смеси концентратов черных и цветных металлов и флюсов перед плавкой.The invention relates to the field of metallurgy and building materials science, in particular sintering of crushed products and can be used to obtain granules and briquettes from a mixture of concentrates of ferrous and non-ferrous metals and fluxes before melting.

Для уменьшения пылевыноса при плавке порошкообразного металлургического сырья, особенно в печах шахтного типа, проводят его укрупнение - грануляцию и брикетирование. Полученные гранулы и брикеты должны быть достаточно прочными, не разрушаться при дальнейшей переработке, а слой такого материала обладать необходимой газопроницаемостью. Шихта для скатывания должна быть определенной влажности (6-12%), а для получения более прочных окатышей в шихту вводят связующие (сульфит-целлюлозный щелок, известь, жидкое стекло, лигносульфонат, патоку и пр.). При брикетировании рудных материалов, например сульфидных медных концентратов в шихту вводят известь - пушонку, трепел, лигносульфонат. Для упрочнения брикеты пропаривают в автоклавах при температуре 175 С в течение 5-6 часов. (Процессы и аппараты цветной металлургии. С.С. Набойченко и др., Екатеринбург 1997). Наиболее прочные брикеты получают при использовании в качестве связующего лигносульфонатов. Основным недостатком известных способов является недостаточная прочность брикетов и повышенные затраты на брикетирование, в частности на весьма дорогой лигносульфонат, на пропарку и сушку.To reduce dust removal during the melting of powdered metallurgical raw materials, especially in shaft-type furnaces, they are enlarged - granulation and briquetting. The obtained granules and briquettes must be strong enough, not destroyed during further processing, and the layer of such material must have the necessary gas permeability. The mixture for rolling should be of a certain moisture content (6-12%), and to obtain stronger pellets, binders (sulfite-cellulose liquor, lime, water glass, lignosulfonate, molasses, etc.) are introduced into the mixture. When briquetting ore materials, for example, sulfide copper concentrates, lime is introduced into the charge - fluff, tripoli, lignosulfonate. For hardening, briquettes are steamed in autoclaves at a temperature of 175 ° C for 5-6 hours. (Processes and apparatuses of non-ferrous metallurgy. S.S. Naboychenko et al., Ekaterinburg 1997). The most durable briquettes are obtained when used as a binder lignosulfonates. The main disadvantage of the known methods is the insufficient strength of the briquettes and the increased cost of briquetting, in particular for the very expensive lignosulfonate, for steaming and drying.

Наиболее близким по технической сути является способ брикетирования флотационных концентратов, включающий перемешивание концентратов с комбинированным связующим, включающим патоку, негашеную известь и воду, которые предварительно смешивают в течение 1-5 минут при весовом соотношении 0,8-1,2:1:0,2. Влажность исходного концентрата должна быть до 12%, а количество связующего 2-6% от массы концентрата (патент РФ №2268314, 20.01.2006).The closest in technical essence is the method of briquetting flotation concentrates, including mixing the concentrates with a combined binder, including molasses, quicklime and water, which are pre-mixed for 1-5 minutes at a weight ratio of 0.8-1.2: 1: 0, 2. The moisture content of the initial concentrate should be up to 12%, and the amount of binder 2-6% by weight of the concentrate (RF patent No. 2268314, 01.20.2006).

Комбинированное связующее на основе патоки и извести позволяет получить брикеты высокой влагостойкости и прочности. Вместе с тем, относительно высокая стоимость патоки ограничивает ее применение, а восстановительный характер этого связующего нежелателен для плавки сульфидных концентратов. Технология брикетирования, включающая несколько стадий, весьма длительна, также может быть упрощена.Combined binder based on molasses and lime allows you to get briquettes of high moisture resistance and strength. However, the relatively high cost of molasses limits its use, and the reducing nature of this binder is undesirable for the smelting of sulfide concentrates. Briquetting technology, which includes several stages, is very long, and can also be simplified.

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков и на обеспечение технического результата - повышение прочности брикетов, а также упрощение и удешевление технологии.The present invention is aimed at eliminating these drawbacks and to provide a technical result - increasing the strength of briquettes, as well as simplifying and reducing the cost of technology.

Указанный технический результат достигается при использовании способа окускования флотационных концентратов черных и цветных металлов перед плавкой, в котором на перемешивание подают сухое комбинированное связующее и концентрат с влажностью до 20%, при этом комбинированное связующее содержит негашеную известь и лигносульфонат в соотношении 1÷5:1, а сушку брикетов производят с использованием СВЧ-энергии в течение 1-5 минут.The specified technical result is achieved using the method of agglomeration of flotation concentrates of ferrous and non-ferrous metals before melting, in which a dry combined binder and concentrate with a moisture content of up to 20% are fed for mixing, while the combined binder contains quicklime and lignosulfonate in a ratio of 1 ÷ 5: 1, and the briquettes are dried using microwave energy for 1-5 minutes.

Изобретение имеет три отличительные особенности.The invention has three distinctive features.

1. Неизбежными стадиями получения сульфидных концентратов являются собственно флотация, сгущение, фильтрование и сушка. Влажность кеков фильтрования определяется способом фильтрования, составляет 15-30% при использовании вакуум-фильтров и 8-15% при использовании фильтр-прессов. Сушкой влажность концентратов доводят до 5-7%.1. The inevitable stages of obtaining sulfide concentrates are actually flotation, thickening, filtering and drying. The moisture content of the filter cake is determined by the filtering method, it is 15-30% when using vacuum filters and 8-15% when using filter presses. By drying, the humidity of the concentrates is adjusted to 5-7%.

Известь в случае приготовления брикетов для плавки концентратов выполняет двоякую роль - способствует получению легкоплавкого шлака и является связующим для получения брикетов. В известном способе прототипа используют негашеную известь, которую смешивают с патокой и водой. При этом происходит гидратация (гашение):Lime in the case of the preparation of briquettes for smelting concentrates plays a dual role - it contributes to the production of low-melting slag and is a binder for the production of briquettes. In the known prototype method, quicklime is used, which is mixed with molasses and water. In this case, hydration (extinction) occurs:

СаО+H₂O=Са(ОН)₂.CaO + H ₂ O = Ca (OH) ₂ .

Полученную суспензию смешивают с концентратом указанной влажности (5-7%), брикетируют, сушат и после этого плавят.The resulting suspension is mixed with a concentrate of the specified moisture content (5-7%), briquetted, dried and then melted.

В предлагаемом способе предложено проводить смешение сухого связующего на основе негашеной извести с концентратом повышенной влажности, тем самым сократить затраты на стадии фильтрования и сушки. Расчеты и практическая проверка показали, что влаги, содержащейся в кеке фильтрования (до 20%) более чем достаточно для полной гидратации того количества извести, которое требуется при получении качественных брикетов. При гашении извести, сопровождающей смешение влажного кека и сухого связующего, выделяется известное количество тепла (~14 кКал/моль), температура смеси поднимается и последующее формирование брикетов протекает на качественно ином уровне. Прочность брикетов в результате улучшается. Таким образом при меньших затратах на фильтрование, исключении сушки исходного концентрата получают более качественные брикеты.In the proposed method, it is proposed to mix a dry binder based on quicklime with a high humidity concentrate, thereby reducing costs at the stage of filtering and drying. Calculations and practical verification showed that the moisture contained in the filter cake (up to 20%) is more than enough to completely hydrate the amount of lime that is required to obtain high-quality briquettes. When lime is extinguished, accompanying the mixing of wet cake and a dry binder, a certain amount of heat (~ 14 kcal / mol) is released, the temperature of the mixture rises and the subsequent formation of briquettes proceeds at a qualitatively different level. The strength of briquettes improves as a result. Thus, with lower filtering costs, excluding drying of the initial concentrate, higher-quality briquettes are obtained.

2. Известно, что при использовании в качестве связующего только лигносульфоната качество получаемых брикетов высокое, но сам по себе лигносульфонат для последующей плавки является балластным компонентом. С этой точки зрения его частичная замена на известь, являющейся полезным флюсом, целесообразна. Исследованиями установлено, что известь в связке с лигносульфонатом образует длинномолекулярные относительно пластичные структуры, включающие дигидрат сульфата кальция CaSO₂·2H₂O, которые армируют брикет и также повышают их качество. При этом до определенных пропорций замена лигносульфоната известью не снижает прочности брикетов. Лучшие результаты достигаются при соотношении извести и лигносульфоната от 1:1 до 5:1.2. It is known that when using only lignosulfonate as a binder, the quality of the resulting briquettes is high, but the lignosulfonate itself for subsequent melting is a ballast component. From this point of view, its partial replacement with lime, which is a useful flux, is advisable. Studies have established that lime in combination with lignosulfonate forms long-molecular relatively plastic structures, including calcium sulfate dihydrate CaSO ₂ · 2H ₂ O, which reinforce the briquette and also improve their quality. In this case, to a certain proportion, the replacement of the lignosulfonate with lime does not reduce the strength of the briquettes. The best results are achieved with a ratio of lime and lignosulfonate from 1: 1 to 5: 1.

3. Обработка брикетов на стадии сушки в СВЧ-электромагнитном поле способствует снижению диффузионных затруднений во влажной массе, формированию развитой армирующей структуры связки в объеме брикета и ускоряет их окончательную сушку. Продолжительность обработки СВЧ-энергией составляет 1 -5 минут.3. Processing briquettes at the drying stage in a microwave electromagnetic field helps to reduce diffusion difficulties in the wet mass, the formation of a developed reinforcing structure of the binder in the volume of the briquette and accelerates their final drying. The processing time of microwave energy is 1 -5 minutes.

Реализация предложенного способа рассмотрена в следующих примерах:The implementation of the proposed method is discussed in the following examples:

Брикетированию подвергали медный сульфидный концентрат, содержащий 18,5% Cu; 35,5% Fe; 4,3% Zn; 40,7% S; 4,0% SiO₂. С учетом исходной влажности 5,5% тщательным перемешиванием с водой влажность концентрата доводили до заданного значения, в т.ч. до состояния кека, не подвершегося сушке. В заданной пропорции смешивали сухую негашеную техническую известь (активность 92%) и сухой лигносульфонат (ЛСТ). Навески влажного концентрата и связующего в пропорции, обеспечивающей содержание СаО в шихте 5%, смешивали в шнековом смесителе, смесь брикетировали при давлении 40 МПа, брикеты обрабатывали с использованием СВЧ-энергии в лабораторной установке. При необходимости до полной готовности брикеты досушивали естественным путем и испытывали на прочность по известной методике - давили под прессом и фиксировали давление, при котором брикет разрушался. Для сравнения проведен опыт по способу прототипа, в котором концентрат с влажностью 10% смешивали со связующим на основе патоки и негашеной извести.Briquetting was subjected to copper sulfide concentrate containing 18.5% Cu; 35.5% Fe; 4.3% Zn; 40.7% S; 4.0% SiO ₂ . Taking into account the initial moisture content of 5.5% by thorough mixing with water, the humidity of the concentrate was brought to a predetermined value, incl. to the state of cake, not subjected to drying. Dry quicklime (92% activity) and dry lignosulfonate (LST) were mixed in a given proportion. Samples of wet concentrate and a binder in a proportion providing a CaO content of 5% in the mixture were mixed in a screw mixer, the mixture was briquetted at a pressure of 40 MPa, the briquettes were processed using microwave energy in a laboratory setup. If necessary, until completely ready, the briquettes were dried naturally and tested for strength by a known method - they were pressed under pressure and the pressure at which the briquette collapsed was fixed. For comparison, an experiment was conducted on the prototype method, in which a concentrate with a moisture content of 10% was mixed with a binder based on molasses and quicklime.

Результаты приведены в таблице.The results are shown in the table.

№ опытаExperience number Влажность концентрата, %Concentrate Humidity,% Соотношение СаО:ЛСТ в связующемThe ratio of Cao: LST in the binder Продолжительность обработки в СВЧ-установке, минThe processing time in the microwave installation, min Давление разрушения, МПаFracture Pressure, MPa 1one 55 0,5:10.5: 1 0,50.5 2,32,3 22 77 1:11: 1 1one 6,96.9 33 1010 2:12: 1 1,51,5 8,38.3 4four 15fifteen 4:14: 1 22 9,09.0 55 20twenty 5:15: 1 55 9,39.3 66 2525 6:16: 1 1010 5,45,4 77 прототипprototype 7,27.2

Сопоставительный анализ известных технических решений, в т.ч. способа, выбранного в качестве прототипа, и предлагаемого изобретения позволяет сделать вывод, что именно совокупность заявленных признаков обеспечивает достижение усматриваемого технического результата. Реализация предложенного технического решения дает возможность повысить прочность брикетов, сократить затраты и упростить технологию исключением операции сушки концентратов перед брикетированием.Comparative analysis of well-known technical solutions, including the method selected as a prototype, and the present invention allows to conclude that it is the totality of the claimed features ensures the achievement of the perceived technical result. The implementation of the proposed technical solution makes it possible to increase the strength of briquettes, reduce costs and simplify the technology by eliminating the operation of drying concentrates before briquetting.

Claims

A method of sintering flotation concentrates of ferrous and non-ferrous metals before melting, comprising mixing the concentrate with a combined binder containing quicklime, briquetting and drying the briquettes, characterized in that dry mixed binder and concentrate with a moisture content of up to 20% are fed to the mixing, the combined binder containing quicklime lime and lignosulfonate in a ratio of 1 ÷ 5: 1, and the drying of briquettes is carried out using microwave energy for 1-5 minutes.