SU654181A3 - Способ производства железа из руд - Google Patents

Claims (1)

1. Изобретение касаетс  способа производства железа путем восстановлени железных руд при помощи твердых угле родсодержащих восстановителей при темпера-турах несколько ниже температуры плавлени . Известны способы производства железа из окисных руд путем восстановлени  окиси с использованием угл  в качестве восстанавливающего реагента вз того Б количестве, большем стехиометрически необходимого (1. Однако этим способом невозможно получать восстановленное железо в порошкообразной форме. Там, где в качестве конечного продукта необходим железный порошок, используютс  способы, проводимые в промышленных масштабах в определенные экономически выгодные циклы времени, с применением относительно дорогосто щих газообразных восстанавливающих реагентов , например водорода, который реагирует при относительно низких температурах (пор дка 1400-1600 с) . Необходимо отметить, что кокс  вл етс  наилучшим восстановителем при низкотемпературном восстановлении же леза. Кроме того, -необходимо отметит что в таких способах необходим контроль над абсолютной температурой. Целью изобретени   вл етс  получение восстановленного железа с размером частиц, равным размеру частиц исходной руды. Дл  достижени  поставленной цели РУДУ нагревают в смеси с восстановителем , вз тым в количестве на 50-500% большем стехиометрически необходимого , в течение 0,5-5 ч при 9681024С . Предлагаемым способой можно наго товл ть железо в форме порошка или м гких легко размалываемых агломератов в больших количествах с большой производительностью из окиси железа в таком же самом виде, как железо, которое изготовл етс , путем во сстановлени  твердыми углеродсодержащими восстановител ми. Окись подаетс  в . процесс или как порошок (крупностью пор дка - 6 М2Ш и, что предпочтительно , более мелкий), или как рыхлый, пористый, легко измельчаемый агломерат из такого порошка; восстановитель имеет порошкообразную форму, предпочтительно несколько другого размера чем. руда дл  того, чтобы обеспечить успешное отделение, при грохочеНИИ . Восстановитель представл ет собой специально приготовленный коксованием уголь (антрацит низкого качества ) . Услови  приготовлени  таковы , что полукокс реагирует при температуре восстановлени  со скоростью превышающей 10% израсходованного вещества в 1 ч, восстановитель испольэ етс  в избытке по отношению к стехиометрическому количеству по сравнению с окисью железа, по крайней ме ре, 25% , а предпочтительно 50-500%; и руда и восстановитель наход тс  в смешанном виде, температура восста новител  составл ет пор дка 968-1024 Температура не должна превышать 1024 в противном случае будет наблюдатьс  спекание. Окись, предназначенна  дл  исполь зовани  в данном процессе, должна быть в виде тонкоразмолотого порошка крупностью 6 меш (стандарт США), а наиболее предпочтительно, чтобы раз мол позвол л проходить массе через грохот в 60 меш. Однако така  порошкообразна  руда может быть также агломерирована . Например, можно вз ть 2 вес.ч. крахмала любого вида, например кукурузного, и 98 вес.ч. отоб ранной и подготовленной железной руды , перемешать тщательно в смесителе и добавить 10-15% от веса сухой сме си воды и смешивать непрерывно до тех пор, пока не будет получена тес тообразна  масса. Существует некоторый р д руд с таким содержанием естественной глины что может потребоватьс  большее коли чество воды. Избыточное количество воды можно определ ть экспериментально . Тесто подаетс  на грохот, которы совершает вращательное движение. Используютс  два размера грохота. Шари или окатыши могут быть образованы, например,на грохоте крупностью 8 меш Ожидаемый продукт собираетс  на грохоте крупностью 14 меш. Материалы,, проход щие через этот грохот, собираютс  и заново замешиваютс . Таким образом, выход окомкованной железной руды составл ет 100%. Полученные агломераты крупностью -8 - -14 меш высушиваютс  при 92,5- i2l°C. Полученный таким образом продукт имеет одинаковый размер и представл  ет собой пористый агломерат, содержащий 50% и более (относительно объема) крупной св занной пористой структуры. Эта рыхла , пориста  структура позвол ет восстанавливающим газам проникать с такой высокой скоростью, что внутренность окатыша нагреваетс  и восстанавливаетс  во всех случа х практически в одно и то хсе врем , что и его поверхность. Восстановитель должен быть подан в процесс в порошкообразной форме. Дл  улучшени  отделени  от готового железа и других добавлений при помощи простого грохочени  восстановитель должен иметь размер, отличаю1цийс  от размера окиси. Кроме того, необходимо выбрать уголь, который при коксовании дает требуемую реакционную способность . Из антрацита получают полукокс со слишком низкой реакционной способностью со,, в то врем  как битуминозный и бурый уголь обладают значительно более высокой реакционной способностью. Реакционна  способность СО2 полученного кокса может возрасти при добавлении к восстановителю на любой из стадий процесса приготовлени  кокса незначительного процента соли металла, например углекислого натри . Хот  реакционна  способность СО антрацитного полукокса может возрасти несколько вшие 10% при добавлении активатора, полученный восстановитель все еще непригоден дл  промышленных целей. Все низкие сорта угл , от низколетучего битуминозного угл  до бурого, могут образовывать кокс с необходимой реакционной способностью СО и восстанавливающей способностью. Содержание водорода в восстановителе , смешанном с окисью железа при температуре восстановлени , должно быть минимум 1% дл  того, чтобы обеспечить необходимую реакционную способность СО.. Дл  того, чтобы поддержать.такое содержание водорода , конечную стадию коксовани  необходимо производить при температуре, не превышающей 982с. Изготовление восстановител  происходит , как правило, в р де псевдоожиженных слоев. При практическом осуществлении процесса важно, чтобы восстановитель использовали в избытке от стехиометрического количества по отношению к окиси железа, дл  того, чтобы исключить возможность случайного вторичного окислени  той части железа, котора  находитс  на поверхности смеси . Теоретически избыток должен составл ть 25%, практически обычно этот избыток составл ет 300-400 %. При указанных температурах восстановлени  избыточный восстановитель преобразуетс  во врем  реакции в порошкообразный активный уголь за счет реакции COg с углем до образовани  СО, последний  вл етс  активным агентом дл  восстановлени  окиси железа . Избыток восстановител  не должен превышать 500% сверх стехиометрического количества дл  того, чтобы предохранить ОТ какого-либо ослаблени  активации общей массы восстановител . При нижних пределах температуры и реакционной способности восстанов ление может иногда требовать остаточного времени пор дка 5 час дл  того. чтобы достичь требуемой степени восстановлени . При верхних пределах тем пературы и реакционной способности врем  в 30 мин даст полное восстанов ление при использовании некоторых руд и высокореактивных восстановителей. Это врем  измен етс  в некоторой степени в зависимости от характера подачи , а именно от ее химического состава , размера и структуры частиц окиси. Формула изобретени  Способ производства железа из руд, включающий ее смешивание с порошкообразным обожженным восстановителем - углем класса ниже антрацита, вз том в количестве, большем стехиометрически необходимого дл  восстановлени  6 1 ркислов железа, реакционна  способность которого по двуокиси углерода при температуре восстановлени  составл ет 10 вес.% в 1 ч, и последующий нагрев смеси до температуры ниже температуры плавлени  железа, отличающийс  тем,что, с целью получени  восстановленного железа с размером частиц, равным размеру частиц исходной руды, ее нагревают в смеси с восстановителем, вз том в количестве, на 50-500% большем стехиометрически необходимого в течение 0,5-5 час при 968А «J А ft Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 86948, М. Кл.2 С 21 В 13/06, 1964