(54) ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МАРГАНЦЕВОГО АГЛОМЕРАТА(54) CHARGE FOR MANUFACTURE OF MANGANESE SUSTAINER
Изобретение относитс к подготовке сырь , а именно к получению офлюсованного марганцевого агломерата дл производства углеродистого ферромарганца в рудновосстановитель ных печах. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сьтцности и достигаемому результату вл етс шихта-дл получени марганцевого агломерата/ состо ща из марганцевого концентра та, твердого топлива и флюса ll. Недостатками известной шихты-дл получени офлюсованного марганцевого агломерата вл ютс малопригодность получаемого агломерата дл выплавки углеродистого ферромарганц ввиду его рассыпани при взаимодейс вии содержгидейс в нем неусвоенной извести с влагой шихтовых материало и вод ными парами в ванне электропе чи и сравнительно низка производительность аглоустановкиу. а также высокий расход кокса, достигающий 140-160 кг. на тонну агломерата., Опыт промышленного производства и физико-химический анализ процесса агломерации свидетельствует о том, что спекание офлюсованного марганце вого агломерата имеет свои особенно ти, которые не учитываютс в известных составах шихт дл производства марганцевого агломерата. Как и при спекании железных руд, при получении марганцевого агломерата происходит дегю1ратаци , диссоциаци окислов и карбонатов, окислительно-восстановительные реакции, взаимодействующие в сложных окисных системах. Анализ диаграмм состо ни систем МпО - SiO,j, Мп - О - Са, МпО - S i 0,СаО , МпО - МдО, СаО - СаО Мп2 .0з показывает, что при спекании марганцевого агломерата температурный интервёш протекани реакций, однотипных с реакци ми производства железорудного агломерата, смещаетс в область более высоких температур на 150-200. Однако- создание высоких температур не всегда решает задачу получени прочного влагостойкого агломерата , так как образующа с окись Ксшьци неполностью ассимилируетс окислами марганца и кремнезема, содержащимис в марганцевой руде. Одной из причин этого образование на частицах окиси кальци сплошных слоев, состо щих из 2CaO-SiO и ЗСаО-ЗЮ, сильно тормоз щих массообмен. Сравнительные исследовани показ вают, что в случае спекани железорудного офлюсованного агломерата эт слои разрываютс окислами железа, тогда как при температурах агломерации марганцевых шихт свойства нар шени сплошности орто- и трисиликат кальци про вл ютс слабо. .Цель изобретени - улучшение ас мил ции извести в процессе спекани а также повышение производительност аглоустановки и снижение расхода твердого топлива. Поставленна цель достигаетс тем, что в известную шихту, состо .щую из марганцевого концентрата, твердого топлива и флюса, дополните но ввод т ж езосероуглеродистый материал при следующем соотношении компонентов, вес.%: Флюс12-20 Твердое топливо 7-9 Железосерруглербдистый материал .1-8 Марганцевый материалОстальное Железосероуглеродистый материал вл етс отходом обогащени сернис тых углей Подмосковь и имеет след щий состав, вес.%5 Железо40-42 Сера48-50 Углерод10-12 Проведенный термодинамический анализ показывает, что интенсифика ци процесса массообмена и усвоени извести происходит за счет последо вательно протекающих реакций а) диссоциации FeSa FeS.,- FeS + 1/2 S-j,) FeS - Fe + 1/2 Sa; Известный 12,0 10,0 12,0 9,0 1,0 60 1,55 16,0 7,0 . 4,5 73 1,83 20,0 8,0 8,0 72 1,79 1,46 б) с.ульфидизации известн ка СаСОа+ 1/2 S 3/4 CaS + 1/4 CaSa+ + СО.,, СаСОа + 3/4 5,2 CaS + 1/2 + СОа, в) разложени известн ка CaCOg-. CaO + CO, шлаковани окиси кальци CaO + FeS- CaO FeS, Последн реакци особенно интенсивно протекает при температурах более 800 С, когда скорость образовани высокотемпературной модификации СаО меньше скорости ее шлаковани . Углерод, вход щий в состав железосероуглеродистого материала, преп тствует образованию сульфата кальци и двуокиси серы: СаСО + 1/2 $-2. + С CaS + 2СО, SO, + 4С CaS + SCO. CaCOj + Введение в состав шихты комплексного железосероуглеродистого материала позвол ет стабилизировать образующиес в системе Mn-Fe-0-Ca-S фазы и тем caivbJM уменьшает фазовые превращени и разрушени агломерата, что подтверждаетс петрографическими и микрорентгеноспектральными исследовани ми. Выбранное количество добавл емого в шихту железосероуглеродистого материала обосновываетс по верхнему пределу максимально допустимым содержанием железа в углеродистом ферромарганце, а по нижнему,- тем, что добавка в аглошихту менее 1% железосероуглеродистого материала не оказывает существенного вли ни на механические характеристики получаемого агломерата. Шихту предлагаемого состава испытывают в лабораторных услови х при получении офлюсованного марганцевого агломерата. Состав опытных шихт и результаты лабораторных исследований приведены в таблице. 27,7 5,3 26,9 4,7 26,1 4,1 25,9 4,2The invention relates to the preparation of raw materials, in particular to the production of fluxed manganese sinter for the production of carbon ferromanganese in ore-smelting furnaces. Closest to the proposed technical accuracy and the achieved result is the charge for obtaining manganese agglomerate / consisting of manganese concentrate, solid fuel and flux ll. The disadvantages of the known charge for obtaining fluxed manganese agglomerate are the poor suitability of the obtained agglomerate for smelting carbon ferromanganese due to its scattering due to the interaction of undisturbed lime with moisture and charge of the charge materials and the water vapor in the heat of the undigested lime in it and the water, and the dyes in the wadding, in which the untreated lime is mixed with the moisture of the charge materials and the water vapor in the wake layer, it is i, as well as high coke consumption, reaching 140-160 kg. per ton of agglomerate. The experience of industrial production and the physicochemical analysis of the agglomeration process show that the sintering of fluxed manganese agglomerate has its own characteristics, which are not taken into account in the known blend compositions for the production of manganese agglomerate. As in the sintering of iron ores, in the preparation of manganese sinter, dehydration, dissociation of oxides and carbonates, and redox reactions, interacting in complex oxide systems, occur. Analysis of the state diagrams of the MpO –SiO, j, Mn – O – Ca, MpO – S i 0, CaO, MpO – MDO, CaO – CaO Mp2 .0z systems shows that the sintering of the manganese sinter agglomerate temperature range of reactions that are of the same type as the reaction MI production of iron ore sinter, is shifted to higher temperatures by 150-200. However, the creation of high temperatures does not always solve the problem of obtaining a durable, moisture-resistant agglomerate, since the formed Ksjci oxide is not fully assimilated by manganese and silica oxides contained in manganese ore. One of the reasons for this is the formation of continuous layers on calcium oxide particles consisting of 2CaO – SiO and 3CaO – 10H, which strongly inhibit mass transfer. Comparative studies have shown that in the case of sintering iron ore fluxed agglomerate, these layers are broken by iron oxides, whereas at agglomeration temperatures of manganese blends, the properties of the continuity of calcium ortrisilicate are weak. The purpose of the invention is to improve the lime quality in the sintering process, as well as to increase the productivity of the sinter plant and to reduce the consumption of solid fuels. The goal is achieved by supplementing the well mixture, consisting of manganese concentrate, solid fuel and flux, with the addition of a sulfur-carbon material in the following ratio of components, wt.%: Flux 12-20 Solid fuel 7-9 Iron-rounded solid material .1 -8 Manganese material. The remaining Iron-Carbonaceous material is a waste of enrichment of sulfur coals near Moscow and has the following composition, wt.% 5 Iron 40-42 Sulfur 48-50 Carbon 10-12 The performed thermodynamic analysis shows that the intensification of the process mass transfer and absorption of lime occurs due to successive reactions a) dissociation of FeSa FeS., - FeS + 1/2 S-j,) FeS - Fe + 1/2 Sa; Known 12.0 10.0 12.0 9.0 1.0 60 1.55 16.0 7.0. 4.5 73 1.83 20.0 8.0 8.0 72 1.79 1.46 b) sulphidization limestone CaCOa + 1/2 S 3/4 CaS + 1/4 CaSa + + CO. CaCOa + 3/4 5.2 CaS + 1/2 + COa, c) decomposing the limestone CaCOg-. CaO + CO, calcium oxide slag CaO + FeS-CaO FeS, The latter reaction is particularly intense at temperatures above 800 ° C, when the rate of formation of the high-temperature CaO modification is less than the rate of its slagging. Carbon, which is part of iron-carbon material, prevents the formation of calcium sulfate and sulfur dioxide: CaCO + 1/2 $ -2. + С CaS + 2СО, SO, + 4С CaS + SCO. CaCOj + The introduction of complex iron-carbon material into the composition of the mixture makes it possible to stabilize the phases formed in the Mn-Fe-0-Ca-S system and thus caivbJM reduces the phase transformations and destruction of the agglomerate, which is confirmed by petrographic and X-ray microscopic studies. The selected amount of iron-carbon material added to the mixture is justified by the upper limit by the maximum allowable iron content in carbon ferromanganese, and by the lower limit, by the fact that the addition of less than 1% iron-carbon material to the sludge stock does not significantly affect the mechanical characteristics of the resulting agglomerate. The mixture of the composition according to the invention is tested under laboratory conditions when preparing fluxed manganese sinter. The composition of the experimental charge and the results of laboratory studies are shown in the table. 27.7 5.3 26.9 4.7 26.1 4.1 25.9 4.2
Проведенные лабораторные исследовани показывают, что ввод в аглошихту комплексного -материала, содержащего железо, серу и углерод, позвол ет получить весьма прочный агломерат, не разрушающийс при воздействии на него вод ных паров за счет более полного усвоени свободной окиси кальци . Кроме того, производительность установки повышаетс с 1,46 до 1,83 т/м-ч, на 30% снижаетс расход коксовой мелочи , увеличиваетс выход годного.Conducted laboratory studies show that the introduction of complex -material containing iron, sulfur and carbon into the agglomerate allows to obtain a very strong agglomerate, which is not destroyed when water vapor is exposed to it due to more complete absorption of free calcium oxide. In addition, the capacity of the plant increases from 1.46 to 1.83 t / m-h, the consumption of coke breeze decreases by 30%, and the yield increases.