SU804703A1 - Способ подготовки шлама дл агло-МЕРАции - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШЛАМА ДЯЯ АГЛОМЕРАЦИИ

Изобретение относигс  к окускованию металлургического сырь  и может быть использовано при утилизации мелкоаис- перснык откодов металлургического производства - шламов, путем их спекани  совместно с агломерационной шихтой. При добавке в агломерационную шихту металлургических шламов снижаютс  основные технологические показатели агломерационного производства: произвоцител ность, прочность и однородность вещественного и механического составов агломерата . Это вызвано характерным дл  шламов узким классом крупности частиц преимущественным (75-90%) содержанием зерен размером от 100 до 2ОО мк и отсугсгвием глинистых частиц (менее 1 мк), способных при увлажнении св зы- вать грубодисперсные зерна. Высока  влажность (2О-25%) шлама и монодисперсность частиц ухудшает его смешивание с компонентами агломерационной ших ты, а отсутствие глинистых частиц спосо ствует снижению прочности скомкованных гранул. Отсутствие в шламах пылеватых частиц закономерно и объ сн ете тем, что вместе с носителем пыли в первую очередь тер ютс  наиболее мелкие и легкие частицы, которые способны при увлажнении коагулировать. Так, например, в шлама к черной металлургии содержание частиц менее V4 мк колеблетс  от 0,2 до 1,0%, а менее 40 мк нет вообще. Известен способ подготовки шлама дл  агломерации путем ввода в него обожженной извести, предварительно активированной гор чей водой или паром с получением шламоизвестковой смеси в соотношении соответственно 3,5-2,0 : 1 1. Обожженна  известь при гашении образует гидрат окиси кальци , который способен коагулировать и, наход сь на час ицах шлама, св зывать их в фпокулы. Дл  достижени  положительного эффекта необходимо равномерное смешивание .в;1ажного шлама с тонкодисперсной известью. Это1« у преп тсгвует высока  коагулирующа  способность взвеств, частицы которой , отбира  влагу от шлама, в первую очередь опиваютс  аруг с другом, образу известковые комки.. Дл  нспользовани  извести .в качестве коагул тора ее необходимо смешивать с сухим шламс  и пос ла этого, равншлерыо увлажн ть готовую смесь. Однако сушка шлама требует дополнительных затрат в, как показывают расчеты, зко юаическн не выгодна. Идеальный коагул тор ОЛЯ влажного шлама должен приобретать коагулирующие свойства лишь после смешивани , а дл  улуч шени  последнего - ,быть грубодисперсны Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому ре зультату  вл етс  способ подготовки агломерационной шихты, в которую ввод т в количестве 1ОО-15О кг/т готового продукта предварительно подготовленную коагулированную смесь осветленных аХпа- мов с влажностыо 12-15% с возвратом эакции менее 3 мм в с€Я тношении соот- вё1Ътвенно 10:1-1,5. Коагул цию частиц шлама осуществл ют путем его послойной укладки с во ратом и последующей выдержки 2j. Недостатком известного спосс а  вл етс  то, что в прсжессе выделени  вoзвp та осуществл ют отсос пыли, поэтому в нем не остаетс  мелкодисперсных частиц способных к коагул ции. Кроме того, воз врат представл ет собой спиав;|ение зерна шихты, поверхность которой под дейст вием воды не разрушаетс  и на ней не образуютс  коллоидные частицы, способные к коагул ции. Ввиду того, что количество возврата в агломерационн(Я«1 производстве посто нно уменьшаетс , количество шлемов (по той же причине) неизменно увеличиваетс , что приводит к диспропорции предусмотренного известным способом отношени  вводимого в смесь шлама и возврата. Послойна  укладка шлама и возврата способ твует усреднению этих компонентов в макрообъемах, несоизмеримых по пор дку величин с объемами фпокул образуемых при коагул ции частиц. При этом контакт частиц в сравнении с другими способами смешивани  минимальный. Необходимо также производить дополнительное обезвоживание шлама, имеющего влаж ность 12-25%. Кроме того, используетс  гранулометрический состав компонентов смеси дл  интенсификации коагул ции частиц, что особенно важно при узксш фракционном составе шлама. Положительный эффект в известном способе достигаетс  не за счет коагул ции шлама, а за счет его усреднени  с более сухим компонентом агломерационной шихты - возвратом, г. е. за счет обезвоживани  шлама. Цель изобретени  - утилизаци , повышение степени коагул ции и улучшение газопрсшицаемости шихты. Поставленна  цель достигаетс  тем, что шлам подвергают сначала смешиванию с полизернистым компонентом с коллоидным состо нием поверхности зерен в, например , гематитовой руде в соотношении, пропорциональном отношению величин их удельных поверхностей соответственно 1:О,25 - 1,6, причем удельную поверхность шлама определ ют дл  фракции в пределах 10О-200 мк, а компонента за этим пределом, а затем подвергают выдержке до влажности, превышающей .максимальную молекул рную влаиоемкость на 1-5%. Предлагаемый способ основан на эффекте Ребиндера. При увлажнении твердой поверхности в результате проникновени  молекул воды в вершины микротрещин снижаетс  прочность твердого вещества и облегчаетс  механическое д спергирование . Исследование компонентов агломерационной шихты с точки зрени  способности к разрушению поверхностей влажных зерен без внешнего механического воздействи  показали, что одним из материалов с коллоидным состо нием поверхности зерен  вл етс  гематитова  руда. Ее смачивание водой приводит к самопроизвольному диспергированию поверхности зерен с образованием на них пленки коллоидных частиц. Наличие коллоидов можно наблюдать визуально в процессе промывки зёрен руды по красной окраске смыва. Cte- раска воды наблюдаетс  уже при выдержке ручы во влажном состо нии в течение одного часа. Остальные изученные ксииспо- ненты (известн к, магнетитовый концентрат , коксик, антрацитовый штыб) не про вл ют заметных признаков самопроизвольного разрушени  поверхности зерен даже при выдержке материала в воде в течение нескольких мес цев. Вы вленна  способность гаматитовой руды образовывать на поверхности зерен коллоидные пленки при смачивании позвол ет использовать это  вление дл  раз- работки способа коагул ции частиц шлама ,  вл ющегосй (с точки зрени  коагу ции ) инертнымматериалом. В предлагаемом способе коагул цию смеси осуществл ют созданием условий ал   преимущественного образовани  в ней точек контакта между поверхност ми разного размера частиц шлама и коагулирующего компонента - гематитовой руды. Это достигают подбором состава смеси по удельной поверхности разных дл  каждого компонента фракций. Благодар  такому подбору спектр крупности рааюроаных по вещественному составу частиц в смеси расшир етс  пропорцисжально их поверхности: крупные частицы действуют на мелкие, как зародыши коагул ции, способ ству  увеличению скорости коагул ции в 4ОО-500 раз по cpaBtieHmo со скоростью коагул ции однородных по крупности частиц .

В зависимости от соотношени  в гематитовой руде мелких (менее. 100 мк) и крупных (от 2ОО до 1ОООО мк) фракций дл  достижени  более плотной упаковки частиц и увеличени  точек контакта межоу ними предусмотрено, поддерживать равное количество гематитовой руды в смеси увеличива  ее содержание с увеличением в ней мелочи.

Наличие в коагулирующей смеси 1-5% свободной воды облегчает диспергирование поверхности зерен. Образовавша с  на . частицах гематитовой руды коллоидна  пленка гидратируетс , при этом продукты дисссииации св зывают разнородные поверхности контактирующих частиц шлама и руаы, образу  фпоку 1Ы, пренмущ0ст1ЕЮнным центром кото; 1х служат зерна руды.

Выдержка смеси в течение 2-5 сут. способствует полному завершению диспер .гировани  поверхности рудных зерен и коагул цию с ними частиц шлама, св занных коллоидными частицами руды. Дл  ускорени  коагул ции смеси предусмотрено изменение рН водной выт жки из ВЛАЖНОГО материала путем добавок небольшого (0,5-1,0) количества извести.

Благодар  агрегатному состо нию смеси , достигаемому коагул цией шлама на аериах руды, улучшаетс  смешивание шлама с остальными комп1жентамк агломераиисшной шихты. При окомкованни агрегаты ,  вл  сь зародышами гранул, улучшают грвнсостав окомкован ой шихты. Дл  инертного наполнител  учитываетс  по верхность частиц размером от lOO до 2ОО мк, дл  коагулирующего компонента - менее 1ОО и более 2ОО мк. Пропорционально отношению .величин поверхностей указанных фракций определ ют объемное или весовое содержание компонентов в смеси, которое соответствует

047036

преимущественному количеству точек контакта между частицами разной природы и крупности.

Подготовку ксхмпонентов смеси осуS цествл ют следующим образом.

Из ксмпонентов.агломерационной ших ты выбирают полизернистый материал с :. коллоидным состо нием поверхности зе- рен путем измерени  содержани  коллоид ных частиц в водной выт жке каждого компонента. Дл  этого из навески материала (1ОО-ЗОО г), крупностью менее 1 мм, на сите с размером отверстий 40 мк вымьюают мелкие частицы. Про мытую пробу заливают водой, покрыва  п(жерхность материала, и после 3-5 ч выдержки отсасывают воду, в которой выпариванием определ ют содержание твердого остатка. В качестве активно

0 коагулирующего компоие та выбирают тот материал, в котором твердого остатка больше (обычшо твердого остатка в . зернистсм материале с коллоидным соотнсшением поверхности зерен содержитс 

5 0,3-1,2%). Затем измер ют или расчитывают по игшестному грансоставу удельную поверхность шлама фракции 1ОО 2ОО мк и выбракного компонента, в котором поверхность фракции мк

0 исключают. Дл  гематитовой руды при верхнем пределе крупност л ее зерен Ю мм (1ОСЮО мк) удельн о поверхность определ ют в фракции менее ЮОмк и от 2ОО до 10ООО мк. При снижении

} верхнего предела крупности коагулирующего компсжента соответственно уменьшаетс  размер верхнего предела фракции, в которой опреоел ют удельуую поверхность .

в Дозирсфание осуществл ют исход  из состава смеси, определенного по удельной поверхности преимущественных (1ОО2ОО мк) фракций шлама. Дл  этого расчитывают необходиьшй расход компонен ) тов коагулн юшей смеси, исход  из услови , чти на 1 ч. поверхности шлама фракции 1ОО-2ОО мк должно приходитьс  0,25-1,6 ч. поверхности выбранного компонента }акц||в менее 1ОО и более 20О мк.

O

Пример. В агломерационную шихту ввод т шлам металлургического производства , гранулсметрический состав которого приведен в табл. 1.

На основании измерени  содержани 

9 коллоидных частот в материалах из агломерационной шихты в качестве коагулирующего компонента выбрана гематитова  руда, котора  характеризуетс  гранулсмвтрвческвм сосгавом. нрввеценным в габл. 2., гЬверх ость сф&рвческнх частиц, наход щихс  в еакнице объема материала, равен, д. где С{ - об1 емное содержание 1-й Ймикиин; cl - средний анаметр ЧРвкции Определшот экспериментально или с помощью табл. 1 расчитывают удельную поверхность преимущественных (от 1ОО до 2ОО мк) фракций шлама ( Snp ) (федставленных Aj и J (| Аналогично с помощью табл. 2, расчитывают удельйую поверхность гематитовой руды фракции меньше 1ОО и больше SOO мк, т. е. исключа  интервал крупности преимущественных фракций шл ма, см Veg-t l- Ht H : Определ ют объемный состав смеси (количество объемов руды приход щихс  на единицу объема шлама) при соотноше нии удельных поверхностей выбранных фракций руды и шлша соответственно 1,6 : 1,0: 4 Jiil2 -Jd:. 1,6:i -f -. . 1; В данном гтримере верхний предел соотношени  (1,6) соответствует вводу на 7038 единицу объема шлама 3,6 объемов темаТИТОВОЙ руды. Аналогично определ ют состав смеси ал  нижнего предела (0,25:1,0): . ,0,15 -гао %а5и .А4 Таким образом, дл  приведенных гранул (Я летрических составов шлама и гематитовой руды составл ют смесь в пределах соотношени  соответственно 1:6,563 ,6. Шачале выбирают верхний предел расхода гематитовой руды в смеси, после чего , уменьша  ее содержание в указанных пределах, определ ют технико-экономические показатели процесса спекани  KJ на основании этого, принимают рациональный состав смеси. Соотношение между содержанием компонентов в смеси измен ют при изменении круйности шлама и коагулирующего компонента. Смешивание компонентов производ т в смесител х или перелапачиванием на рудном дворе, после чего смесь складируют и выдерживают в течение 2-5 сут дл  завершени  коагул ции, которую ycKopsnoT небольшими (до 1%) добавками извести. Подготовленную смесь дозируют в шихту в качестве отдельного компонента. Преимущества предлагаемого способа перед известныйи заключаютс  в том, что улучшаетс  смешившие агломераци- окной шихты за счет коагул ции шлама на аё1{шак ооного из ее компонентов; образовавшиес  npit коагул ции флокулы способствуют интенсивному озернению шихты и благодар  этому, повышаетс  газопроницаемость сло ; равномерное распреде ение шлама в объеме. спекающей с  шихты уменьшает содержание мелочи и крупных кусков в roTOBUvf агломерате и стабилизирует их вещественный состав, . Срваивй .двамегр частиц, смО,ОО37 О,0087 0,О12 Обозначение среанего диаметра частиц Содержание 1 фракции, О,О45 О,О35 О,О27 дол. ед. Средний диаметр частиц, см0,О78,0,15О 0,250

d.

Содержание 1 и фракции, 0,151 0,130 дол. ед.0,080 Обозначение содержани  { -и фракцииCQ Ф о р М ула изобретени  , Способ подготовки шлама дл  аглсимерации , включающей предварительное усред- нение его с компоненте и последуюшую выдержку, отличающийг с-  тем, что, с целью повышени  степеТаблица 2

0,О48

0,084

Продолжение табл. 2

0,017 0,О24 0,034 0,О73 О,052 0,032 0,4ООО.бОО 0,8501,25 0,040 0,068 0,112О,071 13 ни коагул ции и улучшени  газопроницаемости шихты, шлам подвергают сначала /смешиванию с полизернистым компонвнтом с коллоидным состо нием поверхности зерен в соотношении, пропорциональном отношению величин их удельных поверхностей соответственно 1:0,25 -1,6,,

13 8О47ОЗ14

причем удельную поверхность шламаИсточники информации,

определ ют цл  фракции в прецелах 1ОО прин тые во внимание при экспертизе

20О мк, а компонента - за этим преае 1. Авторское свиаетепьство СССР

лом, а затем подвергают выдержке доh6 590351, кл. С 22 В 1/00, 1976.

влажности, превышающей максимальную. 2. Авторское свидетельство СССР

молекул рную влагоемкость на .М 42О670, кл, С 22 Е 1/ОО, 1972.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ подготовки шлама для агломерации, включающий предварительное усреднение его с компонентом шихты и последующую выдержку, отличающийс- я гем, что, с целью повышения степени коагуляции и улучшения газопроницаемости шихты, шлам подвергают сначала 55^ смешиванию с полизернистым · компонентом с коллоидным состоянием поверхности зерен в соотношении, пропорциональном отношению величин их удельных поверхностей соответственно 1:0,25 - 1,6,.

   причем удельную поверхность шлама определяют для фракции в пределах 100200 мк, а компонента — за этим пределом, а затем подвергают выдержке до влажности, превышающей максимальную молекулярную влагоемкость на 1—5%.