RU2781327C1 - Способ получения агломерата железорудной мелочи и агломерированный продукт - Google Patents
Способ получения агломерата железорудной мелочи и агломерированный продукт Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781327C1 RU2781327C1 RU2021117965A RU2021117965A RU2781327C1 RU 2781327 C1 RU2781327 C1 RU 2781327C1 RU 2021117965 A RU2021117965 A RU 2021117965A RU 2021117965 A RU2021117965 A RU 2021117965A RU 2781327 C1 RU2781327 C1 RU 2781327C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron ore
- agglomerate
- ore fines
- sodium silicate
- mixture
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 94
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 48
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims abstract description 25
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N Sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 30
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 claims description 21
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 19
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 14
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 claims description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims description 7
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 6
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims description 6
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L Calcium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 5
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 5
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 4
- 230000002522 swelling Effects 0.000 claims description 4
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 claims description 3
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 claims description 3
- HWKQNAWCHQMZHK-UHFFFAOYSA-N Trolnitrate Chemical compound [O-][N+](=O)OCCN(CCO[N+]([O-])=O)CCO[N+]([O-])=O HWKQNAWCHQMZHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims description 3
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 claims description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N Propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 2
- FQENQNTWSFEDLI-UHFFFAOYSA-J Tetrasodium pyrophosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O FQENQNTWSFEDLI-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 2
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 claims description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052621 halloysite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229940048086 sodium pyrophosphate Drugs 0.000 claims description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 2
- 235000019818 tetrasodium diphosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 claims description 2
- WYTGDNHDOZPMIW-UHOFOFEASA-O Serpentine Natural products O=C(OC)C=1[C@@H]2[C@@H]([C@@H](C)OC=1)C[n+]1c(c3[nH]c4c(c3cc1)cccc4)C2 WYTGDNHDOZPMIW-UHOFOFEASA-O 0.000 claims 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 5
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 abstract description 4
- 150000002240 furans Chemical class 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 10
- 239000002529 flux Substances 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 4
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 4
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K Aluminium chloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N Iron(II,III) oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 2
- URAYPUMNDPQOKB-UHFFFAOYSA-N Triacetin Chemical compound CC(=O)OCC(OC(C)=O)COC(C)=O URAYPUMNDPQOKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960002622 Triacetin Drugs 0.000 description 2
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Tris Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- -1 dunite Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000013773 glyceryl triacetate Nutrition 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- JFMGYULNQJPJCY-UHFFFAOYSA-N 4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound OCC1COC(=O)O1 JFMGYULNQJPJCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K Aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910018516 Al—O Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 239000004348 Glyceryl diacetate Substances 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L Magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L Magnesium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015450 Tilia cordata Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000009770 conventional sintering Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019443 glyceryl diacetate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001087 glyceryl triacetate Substances 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000460 iron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000011776 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 239000010814 metallic waste Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 1
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000036314 physical performance Effects 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011044 quartzite Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000006254 rheological additive Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Группа изобретений относится к способу получения агломерата железорудной мелочи и агломерату железорудной мелочи, стойкому к манипулированию, транспортировке и контакту с водой. Способ включает смешивание железорудной мелочи с силикатом натрия, наноматериалами, катализатором, флюсами и пластификатором, регулирование влажности смеси, агломерацию смеси с помощью гранулирования, брикетирования или экструзии, выполнение отверждения при комнатной температуре. Способ не требует затрат энергии для термической обработки и позволяет получить агломерированный продукт с высокими физическими и металлургическими рабочими характеристиками, чтобы заменить металлическую шихту, в том числе спеченный агломерат, в восстановительных печах, без выброса вредных газов, таких как CO2, диоксины, фураны и SO2. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил., 4 табл., 1 пр.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение принадлежит к области горно-металлургических технологий и относится к способу получения агломерата железорудной мелочи, стойкого в отношении манипулирования, транспортировки и контакта с водой. Способ не требует затрат энергии на термическую обработку и обеспечивает возможность получения агломерированного продукта с высокими рабочими характеристиками для замены металлической шихты, в том числе спеченного сырья, в восстановительных печах, без выбросов вредных газов, таких как CO2, диоксины, фураны и SOx.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Развитие технологий агломерации произошло из-за необходимости восстановления мелких частиц, чтобы обеспечить коммерческое использование этих частиц, а также минимизировать воздействие на окружающую среду, вызываемое производством мелкодисперсного или сыпучего материала.
[0003] Большинство обычных способов агломерации направлены на использование:
- мелкозернистых руд или концентратов, без нарушения проницаемости шихты и условий протекания реакции между газом и твердым веществом в металлургических печах;
- отходов или мелкодисперсных побочных продуктов других горно-металлургических процессов для их повторного использования или переработки соответствующим образом;
- металлических отходов (медь, железо, титан) и других материалов (бумага, хлопок, дерево) для транспортировки или переработки.
[0004] Операции агломерации железной руды должны придавать шихтам, подлежащим подаче в восстановительные печи, надлежащие форму и механическую стойкость на нисходящем пути этой шихты в доменной печи с прохождением газов через шихту. Наиболее распространенными способами агломерации для железной руды, используемой в качестве шихты в восстановительных печах стального производства, являются спекание, гранулирование и брикетирование.
[0005] Спекание железной руды преобразует рудную мелочь, обычно с гранулометрическим составом между 0,15 мм и 6,3 мм, называемую сырьем для спекания, в более крупные куски, называемые спеченным агломератом. Их гранулометрический диапазон находится между 5 мм и 25 мм, что дает физические, металлургические характеристики и характеристики проницаемости, удовлетворяющие эффективной работе доменной печи. Спекание представляет собой процесс, основанный на начальном плавлении компонентов смеси, состоящей из основного компонента и добавок флюсов, способствующих крепкому сцеплению частиц, с отверждением жидкой фазы. Спекание железной руды осуществляют в три этапа: подготовка сырьевых материалов, воспламенение и горение при температуре примерно 1300 °C, а также охлаждение.
[0006] Процесс спекания обычно представляет собой крупномасштабный процесс, требующий значительных капитальных затрат.
[0007] Так как спеченный агломерат имеет относительно высокую скорость деградации характеристик при манипулировании, он не подходят для транспортировки на значительные расстояния, в частности на кораблях. Это является одной из причин, по которой спекание осуществляют вблизи доменных печей потребителей.
[0008] Гранулирование представляет собой самый современный способ агломерации, возникший в результате необходимости использования мелкозернистых магнетитовых концентратов из определенных железных руд. Железорудные окатыши получают путем агломерации частиц размером меньше 45 мкм, формируя окатыши размером от 8 мм до 16 мм в форме диска или тела вращения. Материал для агломерации должен иметь большую удельную поверхность (2000 см2/г), а также постоянную влажность. Окатыши обычно отверждают с помощью термической обработки, и их используют в качестве шихты в доменных печах или при прямом восстановлении. Процесс отверждения требует больших капитальных затрат, а также больших затрат энергии.
[0009] Брикетирование заключается в агломерации мелких частиц путем сжатия с использованием связующих веществ, позволяющих получить сжатый продукт с надлежащими формой, размером и механическими характеристиками. Смесь мелких частиц и агломерата подвергают прессованию, чтобы получить агломераты, называемые брикетами, которые должны иметь надлежащую стойкость для укладки в штабель, дальнейшей обработки (отверждение, сушка или обжиг), транспортировки, манипулирования и использования в металлургических реакторах. Уменьшение объема материала, в дополнение к технологическим преимуществам, обеспечивает возможность более экономичных транспортировки и хранения мелкодисперсных материалов.
[0010] Забота об окружающей среде, приводящая к более строгим законам, а также необходимость экономного использования отходов и мелких частиц, создаваемых при обогащении руды, делают брикетирование важной альтернативой агломерату мелкодисперсных материалов, придавая ему экономическую ценность.
[0011] Брикетирование выполняют вместе со связующими, если агломерируемый материал после уплотнения не обладает стойкостью на сжатие и удары. Прилагаемые давления обычно являются небольшими, чтобы избежать дальнейшей фрагментации частиц. Однако, когда брикеты изготавливают без связующих, успех процесса зависит от измельчения или пластической деформации частиц, чтобы сблизить их как можно ближе. В этих случаях усилия, обеспечивающие когезию частиц после сжатия, должны только гарантировать, что расстояние между кристаллами становится как можно меньшим. Обычно используют смазочные вещества, такие как вода, графит и другие материалы, для снижения трения во время работы.
[0012] Когда связующее вещество представлено в жидкой форме, добавление воды в процесс брикетирования не требуется. Смесь мелких частиц и связующего вещества затем подвергают холодному или горячему прессованию, тем самым получая брикеты. Использование связующих веществ в процессе брикетирования предполагает необходимость процесса отверждения брикета. Отверждение брикетов включает реакции, происходящие между частицами и связующим веществом, которые придают агломерату желаемую механическую стойкость. Этот этап может выполняться при комнатной температуре, в духовках или сушилках (400°C) или в печах (выше 1000°C).
[0013] Агломераты холодного отверждения, т.е. отверждаемые при комнатной температуре, имеют более низкую себестоимость по сравнению с обычными процессами отверждения, в которых агломераты требуют затрат тепла для увеличения стойкости.
[0014] В уровне техники известно несколько технологий агломерации руды в холодном состоянии. Эти технологии главным образом основаны на агломерации мелких частиц руды с использованием связующих агентов, таких как цемент, строительный раствор, органические связующие вещества и углеродсодержащие остатки.
[0015] Физическая стойкость агломерированных рудных продуктов является одним из требований к качеству для применения в металлургических реакторах и имеет прямое влияние на производительность и стоимость процесса. Технология наноматериалов предоставляет возможности для агломерации рудной мелочи. Наноматериалы действуют в качестве композитной сетки, которая придает агломерированным продуктам, помимо других характеристик, высокую механическую прочность.
[0016] Например, патент США № 8,999,032 от имени Vale S.A. описывает применение углеродных нанотрубок в железорудных, никелевых и марганцевых агломератах для увеличения их механической прочности. Решение также относится к способу получения рудных агломератов, включающему распределение углеродных нанотрубок в матрице, чтобы сформировать смесь, их гранулирование, брикетирование или экструзию, и сушку агломерата при температуре от 150°C до 200°C.
[0017] Изобретение, представленное в настоящей заявке, отличается от вышеприведенного известного документа тем, что оно не требует этапа сушки, а также сырьевыми материалами, используемыми для получения агломерата. Известный документ не использует катализаторы и флюсы.
[0018] Также известны другие публикации, относящиеся к способу получения агломератов рудной мелочи, приведенные в качестве примера ниже.
[0019] Первый патент, относящийся к брикетированию, был выдан патентообладателю Уильяму Исби (William Easby) в 1848 году в США, для угольной мелочи. Разработанный способ обеспечивал возможность формирования твердых агломератов разных размеров и форм из мелких фракций любого типа угля с помощью давления, прикладываемого к этому материалу. Этапы способа включали вначале сушку угля, с последующим измельчением и просеиванием. Далее мелкие частицы смешивали с 6% литого асфальта, и эта смесь подвергалась брикетированию на валковых машинах, получая твердые агломераты.
[0020] Патент США № 9,175,364, также от имени Vale S.A., раскрывает способ получения агломератов из смеси рудной мелочи с гранулометрическим составом меньше 0,15 мм с использованием силиката натрия, маниоки и микрокремнезема. Вода добавляется в процесс агломерации, который может происходить в диске, барабанном окомкователе или в печи с псевдоожиженным слоем. Агломераты подвергают процессу сушки при температуре от 100°C до 150°C.
[0021] Настоящее изобретение отличается от вышеприведенного известного документа тем, что оно не требует этапа сушки, а также сырьевыми материалами, используемыми для получения агломерата. Известный документ имеет ограничение в использовании только рудной мелочи с гранулометрическим составом меньше 0,150 мм, и не использует катализаторы и флюсы.
[0022] Заявка на патент Бразилии BR 10 2019 009592 0 от имени Vale S.A. и Федерального университета Ору-Прету относится к повторному использования хвостов добычи железа для получения брикетов путем уплотнения с использованием смесей этих хвостов с железорудной мелочью и жидким силикатом натрия в качестве связующего вещества. Брикеты подвергают отверждению при температуре от 250°C до 550°C в течение 20-40 минут.
[0023] Настоящее изобретение отличается от вышеприведенного известного документа тем, что оно не требует этапа сушки, а также сырьевыми материалами, используемыми для получения агломерата.
[0024] Патент США № 6,921,427, поданный в 2002 году от имени Совета по научным и промышленным исследованиям, относится к способу холодного брикетирования и гранулирования рудной мелочи черных и цветных металлов с использованием железосодержащего минерального связующего вещества, для применения в металлургии.
[0025] Способ включает этапы смешивания примерно 80-95% мелкодисперсного материала с 3-10% железосодержащего минерального связующего вещества, а также, опционально, 2-6% воды и 0,05-0,2% поверхностно-активного вещества (триэтаноламин) могут быть добавлены для получения гомогенизированной сухой смеси. Далее смесь подвергают агломерации, чтобы сформировать уплотненную массу, которую затем подвергают этапу отверждения в течение 3-20 дней с воздействием атмосферного воздуха в течение 10-14 часов. Во время отверждения, на полученный агломерат, открытый для воздействия атмосферного воздуха, распыляют воду каждые 12 часов для формирования холодной прочности.
[0026] В этом патенте описывается, что связующий агент играет важную роль в формировании холодной прочности путем гидратации в агломерированном продукте. Химический состав связующего вещества содержит по массе 25-45% FeO, 40-60% CaО+MgO и 12-18% SiO2+Al-O.
[0027] Были проведены испытания с получением агломератов в виде брикетов, блоков и окатышей с использованием различных комбинаций оксидов железа, металлов и других мелких минеральных частиц, таких как порошки и шламы доменных печей, кислородных печей (BOF), прокатная окалина, мелочь и шламы, загрязненные нефтью и углем, известью, известняком, доломитом, дунитом, кварцитом, коксом и углеродистыми материалами, с использованием железосодержащего гидравлического минерального связующего вещества.
[0028] Способ, представленный в US 6,921,427, отличается от настоящего изобретения в отношении связующих веществ и других используемых материалов. Хотя в представленном документе сообщается об использовании минерального связующего, содержащего железо и триэтаноламин, который является органическим соединением, в настоящей заявке на патент предлагается использование силиката натрия в качестве связующего агента. Кроме того, в патенте США № 6,921,427 используют углеродсодержащие материалы, и он имеет существенно отличающийся этап отверждения.
[0029] Моханти, М.К. и др. (Mohanty, M.K. et al) (2016 год) в своей публикации под названием «Новая технология изготовления холодных брикетов для загрузки в доменную печь» описывают получение экструдированных агломератов, где представлена концепция холодной агломерации. Железорудную мелочь и углеродсодержащие материалы (такие как коксовая мелочь и доменные порошки) смешивают с портландцементом, который используется в качестве связующего вещества, а также с глинистым минералом, действующим как модификатор реологических свойств. Смесь подвергают процессу жесткой экструзии при высоком давлении (100 кг/см2) и вакууме (0.5x10-3 бар), и не требуется термическая обработка полученных экструдированных агломератов. Приведены характеристики полученных агломератов и оценки их металлургического поведения (восстановимости) в сравнении с железной рудой.
[0030] Настоящее изобретение отличается от вышеприведенного известного документа сырьевыми материалами, используемыми для получения агломерата. Настоящее изобретение не использует углеродсодержащие материалы, и не использует портландцемент в качестве связующего вещества.
[0031] Настоящее изобретение относится к способу получения агломератов железорудной мелочи с высокими физическими и металлургическими рабочими характеристиками для замены металлической шихты, в том числе спекшихся кусков, в восстановительных печах. Агломераты получают из смеси железорудной мелочи (питание для спекания, питание для гранулирования и ультрамелкодисперсные хвосты) с гранулометрическим составом меньше 10 мм, со связующим веществом (силикат натрия) и добавками, такими как наноматериалы, катализаторы, флюсы и пластификаторы. Процесс агломерации может происходить путем гранулирования на диске или в барабане, путем брикетирования или экструзии. Агломераты подвергают отверждению при комнатной температуре в течение 2 дней в закрытом месте до тех пор, пока они не достигнут достаточной водостойкости, чтобы подвергаться воздействию на них погодных условий и транспортировки. Полное отверждение происходит в срок до 10 дней.
[0032] Настоящее изобретение имеет преимущества по сравнению с известными способами агломерации железных руд, такие как: (i) отверждение при комнатной температуре - не требуются затраты энергии для термической обработки, и отсутствуют выбросы вредных газов, таких как CO2, диоксины, фураны и SOx; (ii) возможность использования хвостов добычи железа; (iii) отказ от использования угля или других углеродсодержащих материалов; (iv) получение агломерата с высокими физическими рабочими характеристиками, стойкого к манипулированию и транспортировке на большие расстояния, а также он становится водостойким за меньшее время, что оптимизирует логистику производственного потока.
ЦЕЛИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0033] Основной целью настоящего изобретения является создание нового способа получения агломерата железорудной мелочи, предназначенного для замены металлической шихты в восстановительных печах (гранулы, окатыши, печенные агломераты), имеющего превосходные физические и металлургические рабочие характеристики.
[0034] Другой целью настоящего изобретения является получение агломерированного продукта, имеющего высокую стойкость при манипулировании и транспортировке на большие расстояния, а также становящегося водостойким за меньшее время, что оптимизирует логистику производственного потока.
[0035] Другой целью настоящего изобретения является уменьшение создаваемого воздействия на окружающую среду, так как ископаемые топлива не используются при формировании агломерата. Дополнительно, отверждение, выполняемое при комнатной температуре, не требует затрат энергии и избавляет производственный процесс от выбросов в атмосферу (твердые частицы, SOx, диоксины, фураны, CO2) и других летучих соединений.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0036] Настоящее изобретение в предпочтительном варианте осуществления раскрывает способ получения агломерата железорудной мелочи для замены металлической шихты в восстановительных печах, включающий следующие этапы:
a) смешивание наноматериала и катализатора с силикатом натрия для подготовки связующей смеси;
b) смешивание 1-5% связующей смеси с этапа a) с 70-100% железорудной мелочи, 0-30% мелких частиц флюса и 0-5% пластификатора в смесителе интенсивного действия;
c) регулирование влажности таким образом, чтобы получить количество воды в смеси 0-30% по массе;
d) выполнение агломерации с помощью гранулирования, брикетирования или экструзии;
e) хранение агломерата при комнатной температуре в течение 2-10 дней для отверждения,
при этом используют следующие дозировки:
0,05-2% по массе наноматериала относительно силиката натрия;
0,05-5% по массе катализатора относительно силиката натрия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0037] Настоящее изобретение будет описано подробно с помощью соответствующих чертежей.
[0038] Фиг. 1 - представлена упрощенная блок-схема способа получения агломератов из железорудной мелочи.
[0039] Фиг. 2 - показан график, иллюстрирующий уменьшение времени отверждения при комнатной температуре, как функции использования катализатора.
[0040] Фиг. 3 - иллюстрирует гранулометрический состав образца шихты для спекания, используемого в пилотном испытании.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0041] Хотя настоящее изобретение может быть реализовано в разных вариантах осуществления, предпочтительные варианты осуществления иллюстрируются на чертежах и в нижеследующем подробном описании, при этом следует понимать, что это описание должно рассматриваться в качестве примера принципов изобретения, и настоящее изобретение не ограничивается тем, что было проиллюстрировано и описано.
[0042] Предмет настоящего изобретения будет подробно описан ниже в качестве примера, а не ограничения, поскольку раскрытые здесь материалы и способы могут содержать различные детали и процедуры, не выходящие за пределы объема изобретения. Если не указано иное, все части и проценты, указанные ниже, являются массовыми процентами.
[0043] Основная концепция настоящего изобретения относится к способу получения агломерата железорудной мелочи, включающему следующие этапы:
a) смешивание наноматериала и катализатора с силикатом натрия для подготовки связующей смеси;
b) смешивание 1-5% связующей смеси с этапа a) с 70-100% железорудной мелочи, 0-30% мелких частиц флюса и 0-5% пластификатора в смесителе интенсивного действия;
c) регулирование влажности таким образом, чтобы получить количество воды в смеси 0-30% по массе;
d) выполнение агломерации с помощью гранулирования, брикетирования или экструзии;
e) хранение агломерата при комнатной температуре в течение 2-10 дней для отверждения,
при этом используют следующие дозировки:
0,05-2% по массе наноматериала относительно силиката натрия;
0,05-5% по массе катализатора относительно силиката натрия.
[0044] Способ получения агломерата, иллюстрируемый блок-схемой на фиг. 1, предпочтительно начинается со смешивания и дисперсии добавок в силикате натрия, который представляет собой связующий агент, используемый в способе.
[0045] Силикат натрия, используемый в способе, предпочтительно имеет молярное соотношение SiO2/Na2O от 1,8 до 4,5, 36-38% твердых веществ и следующий состав: 5-14,6% Na2O; 22-32% SiO2; 54,0-73,0% of H2O.
[0046] В качестве добавки к силикату натрия здесь используют добавление наноматериала с механическим перемешиванием в дозировке 0,05-2% по массе относительно количества силиката натрия, используемого в смеси. Наноматериал выбирают из группы, состоящей из углеродных нанотрубок, расслоенного графита, функционализированного микросиликата, трубчатого нанокремнезема, трубчатого галлуазита, углеродного нановолокна и графена.
[0047] В качестве катализатора для ускорения процесса отверждения при комнатной температуре могут использоваться пирофосфат натрия, гидроксид магния, пропиленкарбонат, карбонат глицерина, гидроксид кальция, оксид кальция, триацетат глицерина, хлорид алюминия, гидроксид алюминия, триацетин, диацетин и металлический алюминий. При механическом перемешивании добавляют 0,05-5% по массе катализатора относительно количества силиката натрия, используемого в смеси.
[0048] Второй этап способа получения агломерата заключается в добавлении 1-5% агломерирующей смеси (образованной силикатом натрия, наноматериалом и катализатором) к 70-100% по массе железорудной мелочи, 0-30% по массе флюсов и 0-5% по массе пластификатора. Смешивание желательно осуществлять в смесителе интенсивного действия в течение 10-180 секунд.
[0049] Железорудная мелочь, используемая в способе, должна иметь гранулометрический состав меньше 10 мм, d90 1-8мм и максимальную влажность 25%. Могут использоваться питание для спекания, питание для гранулирования и ультрамелкодисперсные хвосты железной руды, которые в известном уровне техники отводят в хвостохранилище. Предпочтительный химический состав рудной мелочи содержит 30-68% Feобщ, 0,5-15% SiO2, 0,1-5,0% Al2O3, 0,001-0,1% P, 0,1-2% Mn и 0,1-8% ППП (потери на прокаливание).
[0050] Флюсы, используемые в способе получения агломератов, выбирают из группы, состоящей из гидроксида кальция, кальцитового известняка, доломитового известняка, кальцинированного магнезита, серпентинита, талька, дунита и оливина.
[0051] Пластифицирующий агент, используемый в способе получения агломерата, выбирают из группы, состоящей из бентонита, кукурузного крахмала, крахмала маниоки, глицерина и КМЦ (карбоксиметилцеллюлозы).
[0052] Третий этап способа получения агломерата заключается в регулировании влажности путем добавления воды таким образом, чтобы смесь имела оптимальную влажность (0-30%) для последующего процесса агломерации.
[0053] Четвертый этап способа получения агломерата состоит из выполнения агломерации с помощью гранулирования, брикетирования или экструзии.
[0054] Если выбран метод агломерации путем брикетирования, смесь предпочтительно должна иметь влажность в диапазоне 2-10%. Брикетирование может осуществляться с использованием пресса с валками, имеющими полости, подходящие для получения брикетов размером 20-40 мм x 10-30 мм x 5-20 мм, и с необходимой регулировкой давления для получения брикетов с объемной плотностью 2,5-3,5 г/см3. Контроль объемной плотности необходим для получения брикетов с надлежащей пористостью.
[0055] Если выбран способ агломерации путем гранулирования, смесь предпочтительно должна иметь влажность в диапазоне 8-11%. Процесс гранулирования можно выполнять во вращающемся диске или барабане, формируя сферические окатыши диаметром 10-30 мм.
[0056] Если выбран способ агломерации путем экструзии, смесь предпочтительно должна иметь влажность в диапазоне 10-30%. Процесс экструзии можно выполнять на экструдерах, которые предпочтительно позволяют формировать цилиндрические агломераты диаметром 5-30 мм и высотой 5-30 мм.
[0057] Пятый этап способа получения агломерата заключается в отверждении при комнатной температуре.
[0058] Использование катализаторов, чтобы способствовать отверждению силиката натрия, является эффективным для сокращения времени отверждения с 15 дней до 2 дней, что позволяет транспортировать продукт и осуществлять с ним манипулирование в дождливых условиях (плохая погода). Катализатор способствует образованию нерастворимых соединений и полимеризации силиката натрия, делая продукт более водостойким за более коротком время отверждения, как показано на рисунке 2.
[0059] Полное отверждение при комнатной температуре, которое происходит за 2-10 дней, позволяет конечной влажности агломератов составлять меньше 3%.
[0060] Опционально, если необходимо, чтобы агломераты приобрели стойкость в кратчайшие сроки, можно выбрать сушку в горизонтальной печи в течение 10-30 минут при температуре 100-550°C. Однако этот вариант не рекомендуется, так как он не считается экологически сбалансированной альтернативой.
[0061] Железорудный агломерат, полученный с помощью настоящего изобретения, представлен в качестве альтернативы для замены металлической шихты в восстановительных печах, так как он имеет надлежащее химическое, физическое и металлургическое качество, такое как представлено в приведенных ниже Таблице 1, Таблице 2 и Таблице 3.
Таблица 1 - Химическое качество агломератов, полученных с использованием способа в соответствии с настоящим изобретением
Брикеты Feобщ (30-68%); SiO2 (0,5-15%); Al2O3 (0,1-5%); P (0,001 до 0,1%); Mn (0,1-2%); CaO (0-15%), MgO (0-5%); ППП (0,1 до 8%). Окатыши Feобщ (30-68%); SiO2 (0,5-15%); Al2O3 (0,1-5%); P (0,001 до 0,1%); Mn (0,1-2%); CaO (0-15%), MgO (0-5%); ППП (0,1 до 8%). Экструдированные Feобщ (30-68%); SiO2 (0,5-15%); Al2O3 (0,1-5%); P (0,001 до 0,1%); Mn (0,1-2%); CaO (0-15%), MgO (0-5%); ППП (0,1 до 8%). |
Таблица 2 - Металлургическое качество агломератов, полученных с использованием способа в соответствии с настоящим изобретением
Брикеты ISO 7215 восстановимость: >60% ISO 4696-2 RDI: %-2,8 мм: <25% ISO 4698 вспучивание: <25% Окатыши ISO 7215 восстановимость: >60% ISO 4696-2 RDI: %-2,8 мм: <25% ISO 4698 вспучивание: <25% Экструдированные ISO 7215 восстановимость: >60% ISO 4696-2 RDI: %-2,8 мм: <25% ISO 4698 вспучивание: <25% |
Таблица 3 - Физическое качество агломератов, полученных с использованием способа в соответствии с настоящим изобретением
Брикеты JIS M8711 Испытание на прочность при сбрасывании: % + 10мм: >90% ISO 3271 Испытание на механическую прочность во вращающемся барабане: % + 6,3мм: >85% ISO 3271 Истираемость: % -0,5мм: <10% ISO 8371 Растрескивание: % -6,3мм: <5% JIS M8711 Испытание на прочность при сбрасывании *Погода: %+10мм: >80% Прочность на сухое сжатие: дН/брикет >200 Окатыши JIS M8711 Испытание на прочность при сбрасывании: %+10мм: >90% ISO 3271 Испытание на механическую прочность во вращающемся барабане: % + 6,3мм: >85% ISO 3271 Истираемость: % -0,5мм: <15% ISO 8371 Растрескивание: % -6,3мм: <5% JIS M8711 Испытание на прочность при сбрасывании *Погода: %+10мм: >80% Прочность на сухое сжатие: дН/брикет >150 Экструдированные JIS M8711 Испытание на прочность при сбрасывании: %+10мм: >90% ISO 3271 Испытание на механическую прочность во вращающемся барабане: % + 6,3мм: >85% ISO 3271 Истираемость: % -0,5мм: <15% ISO 8371 Растрескивание: % -6,3мм: <5% JIS M8711 Испытание на прочность при сбрасывании *Погода: %+10мм: >80% *Погода: погружение в воду на 1 час |
ПРИМЕР
[0062] Чтобы оценить качество и рабочие характеристики агломератов, полученных с помощью описанного в настоящем изобретении способа, были проведены пилотные испытания для получения брикетов с использованием шихты для спекания в качестве железорудной мелочи.
[0063] Используемая шихта для спекания имела влажность меньше 8% и d902-8мм. Кривая гранулометрического состава представлена на фиг. 3, из которой видно, что используемый образец находится в гранулометрическом диапазоне, о чем свидетельствует заштрихованная область. Испытания проводили партиями по 100 кг питания для спекания каждая.
[0064] Используемый раствор силиката натрия имел мольное соотношение SiO2/Na2O, равное 2,15, процентное содержание твердых веществ 47%, и содержал 14,6% Na2O, 31,4% SiO2 и 54% H2O. Раствор имел истинную плотность 1,57 г/см3 и вязкость 1175 сП (1,175 Па-с) при 25°C. Функционализированный микросиликат добавляли в дозе 0,1% относительно количества силиката натрия, используемого в смеси. Катализатор гидроксид кальция добавляли в дозе 2,5%. Механическое перемешивание выполняли в течение 5 минут для получения конечной связующей смеси.
[0065] 3% указанной связующей смеси добавляли к 71,7% шихты для спекания, 25% мелких частиц флюсов (кальцитовый известняк и серпентинит) и 0,3% бентонита. Перемешивание выполняли в смесителе интенсивного действия Eirich в течение 120 секунд.
[0066] Брикеты получали с использованием брикетировочного пресса Komarek при давлении 200 бар (20 МПа), что позволяло получать брикеты в форме типа «подушка» с размерами 25 мм x 20 мм x 15 мм и влажностью <0,5%. Отверждение выполняли при комнатной температуре в течение 5 дней.
[0067] Качество брикетов оценивали по физическим, химическим и металлургическим характеристикам в соответствии с процедурами, определенными в стандартах для оценки железных руд.
[0069] Прочность на сжатие оценивали с использованием сухих брикетов в автоматическом прессе с чувствительностью ±5 дН, чтобы оценить сжимающую нагрузку, которая вызывает их разрушение. Такое же испытание было проведено с брикетами после погружения в воду на 1 час. Средний результат, полученный для сухих брикетов, составил >120 дН/брикет в самой большой области (25 мм x 20 мм), а для брикетов после погружения наблюдалось падение стойкости на 30%.
[0070] Испытание на определение показателей истираемости и механической прочности проводили с использованием 1,5 кг сухих брикетов, которые были подвергнуты 464 оборотам вращения в барабане. В конце испытания массу просеивали через сита с отверстиями 6,3 мм и 0,5 мм. Показатель механической прочности (ISO 3271), определяемый процентом массы, оставшейся на отверстии 6,3 мм, составлял >85%. Показатель истирания (ISO 3271), определяемый процентом массы, проходящей через отверстие 0,5 мм, составлял <15%.
[0070] Испытание на прочность при сбрасывании проводили с образцом сухих брикетов весом 3 кг, подвергнутым четырем последовательным падениям с трех метров. После последнего падения массу просеивали через сито с отверстием 10 мм. Показатель прочности на сбрасывание (Shatter-JIS M8711), который определяется процентом массы больше 10 мм, составлял >95%.
[0071] Для определения показателя растрескивания (DI) массу для испытания быстро нагревали от комнатной температуры до 700°C, выдерживали при этой температуре и затем охлаждали воздухом до достижения комнатной температуры. Просеивание проводили через сито с квадратными отверстиями 6,3 мм. Показатель растрескивания, определяемый процентом массы материала с размером больше 6,3 мм, составлял <5%.
[0072] Показатель восстановимости брикетов (RI) был оценен в соответствии с ISO 7215 в условиях, аналогичных условиям, преобладающим в зоне восстановления доменной печи. Полученный средний результат составил >60%.
[0073] Испытание на низкотемпературное восстановление-измельчение (RDI) выполняли в соответствии с ISO 4696-2, после восстановления с газообразными CO и N в условиях, аналогичных зоне восстановления доменной печи. Средний результат составлял <15%.
[0074] В Таблице 4 представлено сравнение физического качества брикета, полученного способом в соответствии с настоящим изобретением, с другими продуктами, такими как спеченный агломерат (полученный с помощью обычного процесса спекания), окатыши (полученные с помощью обычного процесса гранулирования), а также коммерческие гранулы из Бразилии и Австралии. Можно подтвердить, что брикет, полученный способом в соответствии с настоящим изобретением, имеет высокие физические и металлургические рабочие характеристики, и поэтому он рассматривается в качестве альтернативы для замены металлической шихты восстановительных печей с меньшим воздействием на окружающую среду.
[0075] Следует отметить, что в Таблице 4 аббревиатура «RDI» относится к испытанию на низкотемпературное восстановление-измельчение, «S» соответствует индексу проницаемости, «ΔPmax» соответствует максимальному перепаду давления газа, «Ts200» соответствует температуры начала каплепадения, «Td» соответствует температуре окончания размягчения, а «ΔT» относится к температурному градиенту, соответствующему зоне размягчения и плавления (Td - Ts200).
Таблица 4 - Сравнение параметров качества брикетов, полученных с помощью способа в соответствии с настоящим изобретением
Механическая прочность | Истирание | Сбрасывание | RDI | Восстановимость | S | ΔP max | TS200 | ΔT | Td | Мелкие частицы приставших веществ | |
%>6,3 мм | %<0,5 мм | %>4,75 мм | %-2,8 мм | % | кг*C/см2 | ммH20 | °C | °C | °C | % | |
Vale Брикеты | 85 | 10 | 0,1 | 15 | 60 | 30 | 3000 | 1150 | 200 | 1350 | 0,5 |
Vale Спеченный агломерат | 65 | НЕТ | НЕТ | 25 | 65 | 30 | 3000 | 1150 | 200 | 1350 | НЕТ |
Vale Окатыши | 90 | 6 | 0 | 5 | 60 | 100 | 5000 | 1100 | 300 | 1400 | НЕТ |
Vale Гранулы 1 | 75 | 18 | 3 | 26 | 66 | 45 | 3247 | 1087 | 312 | 1427 | 2,8 |
Vale Гранулы 2 | 79 | 15 | 2 | 15 | 58 | 41 | 3440 | 1104 | 250 | 1392 | 3 |
Vale Гранулы 3 | 81 | 15 | 0,5 | 32 | 64 | 30 | 2363 | 1156 | 296 | 1457 | 2,02 |
Vale Гранулы Средний | 78 | 16 | 2 | 24 | 63 | 38 | 3017 | 1116 | 286 | 1425 | 3 |
AUS Гранулы 1 | 85 | 10 | 6 | 26 | 56 | 56 | 4897 | 1111 | 282 | 1406 | 3,89 |
AUS Гранулы 2 | 85 | 8 | 3 | 19 | 70 | 44 | 4897 | 1128 | 269 | 1429 | 0,96 |
AUS Гранулы 3 | 85 | 9 | 4 | 23 | 60 | 34 | 3676 | 1146 | 228 | 1418 | 2 |
AUS Гранулы Средний | 85 | 9 | 4 | 23 | 62 | 45 | 4490 | 1128 | 260 | 1418 | 2 |
[0076] Таким образом, хотя здесь были представлены только некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, следует понимать, что специалистами в этой области техники могут быть сделаны различные удаления, замены и изменения, не отходя от сущности и объема настоящего изобретения. Описанные варианты осуществления во всех аспектах являются только иллюстративными и не ограничивают изобретение.
[0077] Здесь прямо предусмотрено, что все комбинации элементов, которые выполняют одинаковую функцию по существу одинаковым образом для получения одинаковых результатов находятся в пределах объема изобретения. Также полностью учитываются замены элементов из одного описанного варианта осуществления на другой.
Claims (23)
1. Способ получения агломерата железорудной мелочи для замены металлической шихты в восстановительных печах, отличающийся тем, что включает следующие этапы:
a) смешивание наноматериала, катализатора и силиката натрия для подготовки связующей смеси;
b) смешивание 1-5% связующей смеси с этапа a) с 70-99% железорудной мелочи, 0-30% мелких частиц флюса и 0-5% пластификатора в смесителе интенсивного действия;
c) регулирование влажности таким образом, чтобы получить количество воды в смеси 0-30% по массе;
d) выполнение агломерации с помощью гранулирования, брикетирования или экструзии;
e) хранение агломерата при комнатной температуре в течение 2-10 дней для отверждения,
при этом:
используют дозу наноматериала 0,05-2% по массе относительно силиката натрия;
используют дозу катализатора 1,5-3,5% по массе относительно силиката натрия;
используемый в способе катализатор представляет собой гидроксид кальция, или пирофосфат натрия, или пропиленкарбонат; и
используемые в способе флюсы представляют собой кальцитовый известняк, или доломитовый известняк, или серпентин, или гидроксид кальция.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наноматериал, используемый на этапе a), выбирают из группы, состоящей из углеродных нанотрубок, расслоенного графита, функционализированного микросиликата, трубчатого нанокремнезема, трубчатого галлуазита, углеродного нановолокна и графена.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что силикат натрия, используемый на этапе a), имеет мольное соотношение SiO2/Na2O от 1,8 до 4,5 и процентное содержание твердых веществ от 36 до 38%.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что железорудная мелочь, используемая на этапе b), имеет гранулометрический состав меньше 10 мм, содержание железа (Feобщ) от 30 до 68% и выбирается из группы, состоящей из шихты для спекания, шихты для гранулирования и ультрамелкодисперсных хвостов.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пластификатор, используемый на этапе b), выбирают из группы, состоящей из бентонита, кукурузного крахмала, крахмала маниоки, глицерина и КМЦ (карбоксиметилцеллюлозы).
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смешивание на этапе b) выполняют на смесителе интенсивного действия в течение от 10 до 180 с.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отверждение на этапе e) выполняют в закрытом месте в первые 2 дня.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапе e) сушка может выполняться в горизонтальной печи в течение от 10 до 30 мин при температуре от 100 до 550 °C.
9. Агломерат железорудной мелочи, получаемый с использованием способа по п. 1, отличающийся тем, что имеет химические, физические и металлургические качества, пригодные для замены металлической шихты в восстановительных печах; имеет по массе: от 30 до 68% Feобщ, от 0,5 до 15% SiO2, от 0,1 до 5% Al2O3, от 0,001 до 0,1% P, от 0,1 до 2% Mn, от 0 до 15% CaO и от 0,1 до 8% ППП (потери на прокаливание); имеет восстановимость >60%; низкотемпературное восстановление-измельчение (RDI) <25%; вспучивание <25%; показатель прочности при сбрасывании >90%; показатель механической прочности >85%; показатель истираемости <15%; и показатель растрескивания <5%.
10. Агломерат железорудной мелочи по п. 9, отличающийся тем, что имеет характеристики стойкости к манипулированию, транспортировке, воде и воздействию погодных условий; имеет по массе: показатель прочности при сбрасывании >80% после 1 ч погружения в воду, и прочность на сухое сжатие >150 дН/брикет.
11. Агломерат железорудной мелочи по п. 9, отличающийся тем, что имеет форму брикета типа «подушка» с размерами 20-40 мм × 10-30 мм × 5-20 мм.
12. Агломерат железорудной мелочи по п. 9, отличающийся тем, что имеет форму сферического окатыша диаметром 10-30 мм.
13. Агломерат железорудной мелочи по п. 9, отличающийся тем, что имеет цилиндрическую форму диаметром 5-30 мм и высотой 5-30 мм после экструзии.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BRBR1020190231955 | 2019-11-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2781327C1 true RU2781327C1 (ru) | 2022-10-11 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011061627A1 (en) * | 2009-11-17 | 2011-05-26 | Vale S.A. | Ore fine agglomerate to be used in sintering process and production process of ore fines agglomerate |
RU2473706C2 (ru) * | 2010-06-24 | 2013-01-27 | Закрытое акционерное общество "Концерн "Струйные технологии" | Способ безобжигового окускования металлсодержащих пылей и шламов |
RU2623523C2 (ru) * | 2011-09-08 | 2017-06-27 | Вале С.А. | Применение углеродных нанотрубок в агломератах рудной мелочи для повышения механической прочности |
WO2019034859A1 (en) * | 2017-08-14 | 2019-02-21 | Phillips, Peter | BRIQUETTE |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011061627A1 (en) * | 2009-11-17 | 2011-05-26 | Vale S.A. | Ore fine agglomerate to be used in sintering process and production process of ore fines agglomerate |
RU2473706C2 (ru) * | 2010-06-24 | 2013-01-27 | Закрытое акционерное общество "Концерн "Струйные технологии" | Способ безобжигового окускования металлсодержащих пылей и шламов |
RU2623523C2 (ru) * | 2011-09-08 | 2017-06-27 | Вале С.А. | Применение углеродных нанотрубок в агломератах рудной мелочи для повышения механической прочности |
WO2019034859A1 (en) * | 2017-08-14 | 2019-02-21 | Phillips, Peter | BRIQUETTE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2002322154B2 (en) | Iron ore briquetting | |
TWI776268B (zh) | 鐵礦粉團塊生產方法及造塊產品 | |
AU2002322154A1 (en) | Iron ore briquetting | |
AU2002325621A1 (en) | Iron ore briquetting | |
TW201821366A (zh) | 包含「快速」鈣-鎂化合物及鐵酸鈣的經鍛燒團塊及其製造方法 | |
EP1579016B1 (en) | Cold briquetting and pelletisation of mineral fines using an iron-bearing hydraulic binder | |
US6921427B2 (en) | Process for cold briquetting and pelletization of ferrous or non-ferrous ores or mineral fines by iron bearing hydraulic mineral binder | |
RU2781327C1 (ru) | Способ получения агломерата железорудной мелочи и агломерированный продукт | |
JP5786668B2 (ja) | 非焼成含炭塊成鉱の製造方法 | |
JP2009030114A (ja) | 高炉用鉱石原料の製造方法 | |
JP2009030112A (ja) | 高炉用鉱石原料の製造方法 | |
JP2009030115A (ja) | 高炉用鉱石原料の製造方法 | |
JP2009030116A (ja) | 高炉用鉱石原料の製造方法 | |
JP5454505B2 (ja) | 高炉用非焼成含炭塊成鉱の製造方法 | |
OA20236A (en) | Process for the production of iron ore fines agglomerate and the agglomerated product. | |
CN113366128A (zh) | 一种将球团矿粉末、dri淤渣、dri粉末和来自dri粉尘处理系统的残留粉末压制成型煤的方法 | |
KR100952224B1 (ko) | 선재 슬러지를 활용한 비소성 펠릿 제조방법 | |
JP2019157253A (ja) | 炭材内装鉱及びその製造方法 | |
Sivrikaya | Use of boron based binders in pelletization of iron ores | |
ZA200504795B (en) | Cold briquetting and pelletisation of mineral fines using an iron-bearing hydraulic binder |