UA79850C2

UA79850C2 - Method for reduction of fine dispersed iron ore and reduction reactor of bodrov - kostiuchenko

Info

Publication number: UA79850C2
Application number: UAA200507480A
Authority: UA
Inventors: Volodymyr Viktorovych Bodrov; Vitalii Ivanovych Kostiuchenko
Original assignee: Volodymyr Viktorovych Bodrov; Vitalii Ivanovych Kostiuchenko
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2007-07-25
Also published as: RU2006126106A

Abstract

The invention relates to the ferrous metallurgy. A method for reduction of fine dispersed iron ore includes loading of ore in the preheating chamber with following heating thereof in the fluidized bed to the temperature of 400 - 450 oC, reduction in the fluidized bed in the first stage reactor to conversion of Fe2O3 to Fe3O4 under the temperature of 400 - 540 DEGREE C, carrying out magnetic separation in the temperature range of 500 - 540 DEGREE C and reduction of the magnetic constitute in the fluidized bed in the second stage reactor under the temperature of 500 - 570 DEGREE C to the degree of metalling thereof not less than 92 %. A reduction reactor is proposed for implementation of the method. The invention allows to increase quantity and quality of iron obtained and to simplify the structure of device for iron ore reduction.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до металургії заліза і може бути використаний в порошковій металургії. 2 За останні сто років розроблялися десятки технологічних процесів виробництва рідких чавуна і сталі на основі прямого відновлення заліза. У кожному з них вирішувалися й експериментально перевірялися різні варіанти способів і пристроїв, що вирішують окремі аспекти загальної проблеми безкоксової металургії. Огляд цих процесів приведений у роботі |11.The invention relates to iron metallurgy and can be used in powder metallurgy. 2 Over the past hundred years, dozens of technological processes for the production of liquid iron and steel have been developed based on the direct reduction of iron. In each of them, various variants of methods and devices solving individual aspects of the general problem of coke-free metallurgy were solved and experimentally verified. An overview of these processes is given in work |11.

Найближчим технічним рішенням до способу, що заявляється, по істотних ознаках і розв'язуваній задачі є 70 процес "Новальфер", розроблений для одержання заліза з особливо дрібної руди (більш 9095 складає фракція 100-Омкм). Процес включає операції нагрівання руди до 850923 у псевдозрідженому шарі в камері попереднього нагрівання (у нижній частині якої спалюється водень і природний газ у гарячому повітрі), переміщення її у відновний реактор першого ступеня, де руда при температурі 8502С воднем металізується в псевдозрідженому шарі до 6795, охолодження до 550-580 С, магнітної сепарації, переміщення магнітної складової у відновний то реактор псевдозрідженого шару другого ступеня, де при 5802С вона відновлюється до 9295.The closest technical solution to the claimed method, in terms of essential characteristics and the solved problem, is the "Novalfer" 70 process, developed for obtaining iron from particularly fine ore (more than 9095 is the 100-Ωm fraction). The process includes operations of heating the ore to 850923 in a fluidized bed in a preheating chamber (in the lower part of which hydrogen and natural gas are burned in hot air), moving it to the reduction reactor of the first stage, where the ore at a temperature of 8502C is metallized with hydrogen in a fluidized bed to 6795, cooling to 550-580 C, magnetic separation, transfer of the magnetic component to the reduction fluidized bed reactor of the second stage, where at 5802C it is reduced to 9295.

Двоступінчасте відновлення з проміжним охолодженням прийнято щоб уникнути раптового осадження псевдозрідженого шару через злипання часток матеріалу зі ступенем відновлення більш 7595 в атмосфері водню при температурі порядку 90020.Two-stage reduction with intermediate cooling is adopted to avoid sudden deposition of the fluidized bed due to the sticking of material particles with a degree of reduction greater than 7595 in a hydrogen atmosphere at a temperature of the order of 90020.

Установка, що проробила кілька років, була зупинена через низьку економічність, див., наприклад, (1, с.63).The installation, which worked for several years, was stopped due to low efficiency, see, for example, (1, p.63).

Низька економічність процесу обумовлена досягненням необхідної продуктивності за рахунок проведення першої стадії відновлення руди при підвищеній температурі. При цьому: - виробляється низькосортна продукція з підвищеним вмістом шкідливих домішок - сірки, фосфору, миш'яку, міді, оскільки, по-перше, легковідновні навіть при порівняно низьких температурах миш'як і мідь при с температурі більш 8002 частково розчиняються в металевому залізі, вміст якого в матеріалі при 6790 ступені відновлення перевищує 5095, по-друге, з фосфорнокислих солей заліза фосфор відновлюється вже при 800 г о (2, с.56)| і утворить із залізом фосфіди, у третіх, арка з відновного газу і відновлених при цій температурі сірчанокислих солей заліза також активно поглинається залізом; - конструкції камери попереднього нагрівання, відновного реактора і передатних систем необхідно ав! виготовляти з дорогих, особливо жаростійких сталей, або втрачати теплову енергію в системі охолодження елементів конструкції; о - порівняно висока енергоємність процесу - необхідно нагріти матеріал до 8509С, потім остудити його до об 550-580; - імовірне злипання відновлених часток заліза, що приводить до аварійної зупинки відновного реактора. ФThe low cost-effectiveness of the process is due to the achievement of the required productivity due to the first stage of ore recovery at an elevated temperature. At the same time: - low-grade products are produced with an increased content of harmful impurities - sulfur, phosphorus, arsenic, copper, because, firstly, arsenic and copper, which are easily reducible even at relatively low temperatures, at a temperature of more than 8002 partially dissolve in metallic iron , the content of which in the material at 6790 degree of reduction exceeds 5095, secondly, phosphorus is recovered from iron phosphate salts already at 800 g o (2, p.56)| and will form phosphides with iron, in the third, an arc of reducing gas and sulfuric acid salts of iron reduced at this temperature is also actively absorbed by iron; - the design of the preheating chamber, reduction reactor and transfer systems must be av! be made of expensive, especially heat-resistant steels, or lose thermal energy in the cooling system of structural elements; o - relatively high energy intensity of the process - it is necessary to heat the material to 8509С, then cool it to 550-580 o; - probable sticking of reduced iron particles, which leads to an emergency shutdown of the reduction reactor. F

Найближчим технічним рішенням до пристрою, що заявляється, по істотним ознакам і розв'язуваній задачі є - реактор на основі розробленого в середині минулого століття для хімічних технологій |З) і використаний для здійснення способу прямого відновлення заліза в багатоподової печі |41.The closest technical solution to the claimed device, in terms of essential features and the problem to be solved, is a reactor based on the one developed in the middle of the last century for chemical technologies |Z) and used to implement the method of direct iron recovery in a multi-bed furnace |41.

Реактор являє собою багатоподову піч, що включає корпус у виді циліндричної камери, до бічної стінки якої « закріплені багатоярусні горизонтальні кільцеві газонепроникні поди (секції) з отворами для пересипання матеріалу на нижче розташовану секцію, причому отвори розміщені поперемінно з протилежних країв секцій - з - с боку бічної поверхні корпуса, потім з боку осі і т.д. Верхній торець корпуса обладнаний пристроєм для и завантаження на верхню секцію залізовмісного пилу і з'єднаний із трубопроводом для відведення димових газів, ,» бічна стінка обладнана пристроями для завантаження на верхні секції пилового вугілля, пальниками з підведеними до них повітропроводами для допалювання пальних газів, що виділяються з матеріалу, фурмами для подачі в нижню частину реактора відновного газу, а також трубопроводами для відводу з реактора частини -і димових газів. Нижній торець корпуса обладнаний пристроєм для виведення з реактора відновленого матеріалу. с Й Внутрішня поверхня корпуса футерована вогнетривкою цеглою, секції також виготовлені з вогнетривкої цегли - їхня нижня частина виконана у виді самопідтримуваного зводу. (ее) На рівні кожної секції маються шкребки, розташовані під кутом до радіуса і до обрію, жорстко з'єднані з сл 50 центральною охолоджуваною колоною, установленою з можливістю обертання соосно з корпусом. Діаметр колони приблизно дорівнює внутрішньому діаметрові кільцевих секцій. Шкребками матеріал перемішується і 62 переміщається по окружності уздовж кільцевих секцій (поперемінно) від периферії до осі, потім навпаки, для пересипання на наступний рівень.The reactor is a multi-bed furnace, which includes a body in the form of a cylindrical chamber, to the side wall of which multi-tiered horizontal annular gas-tight pods (sections) with holes for pouring material to the lower section are attached to the side wall, and the holes are placed alternately from the opposite edges of the sections - c - c from the side of the side surface of the case, then from the side of the axis, etc. The upper end of the case is equipped with a device for loading iron-containing dust onto the upper section and is connected to a pipeline for the removal of flue gases, the side wall is equipped with devices for loading pulverized coal onto the upper sections, burners with air ducts connected to them for afterburning fuel gases, are separated from the material, nozzles for feeding the reducing gas into the lower part of the reactor, as well as pipelines for the removal of part -i flue gases from the reactor. The lower end of the housing is equipped with a device for removing the recovered material from the reactor. c Y The inner surface of the housing is lined with fire-resistant brick, the sections are also made of fire-resistant brick - their lower part is made in the form of a self-supporting vault. (ee) At the level of each section there are scrapers located at an angle to the radius and to the horizon, rigidly connected to the sl 50 central cooled column, installed with the possibility of rotation coaxially with the body. The diameter of the column is approximately equal to the inner diameter of the ring sections. With scrapers, the material is mixed and 62 moved around the circumference along the ring sections (alternately) from the periphery to the axis, then vice versa, for pouring to the next level.

Ферооксидвмісний матеріал, що завантажується на верхню секцію, перемішується і переміщуєтьсяFerrous oxide-containing material loaded into the upper section is mixed and moved

Шкребками до корпуса, нагрівається димовими газами і пересипається на другу секцію, куди подають частину о вугільного пилу. Суміш, продовжуючи нагріватися, переміщується до осі і пересипається на третю секцію, де до неї додають вугільний пил. На виході з третьої секції температура суміші, що нагрівається від димових газів іме) над шаром матеріалу, досягає 11002 і в повній мері розвивається процес відновлення ферооксидів вуглецем і, частково, монооксидом вуглецю. Вихідний із шару матеріалу газ горить у струменях повітря, тепловий потік від бо смолоскипа компенсує тепло, затрачуване на ендотермічну реакцію прямого відновлення.With scrapers to the case, it is heated by flue gases and poured into the second section, where part of the coal dust is fed. The mixture, continuing to heat, moves to the axis and is poured into the third section, where coal dust is added to it. At the exit from the third section, the temperature of the mixture heated by flue gases above the layer of material reaches 11002 and the process of reduction of ferrooxides with carbon and, partially, carbon monoxide is fully developed. The gas leaving the material layer burns in air jets, the heat flow from the torch compensates for the heat spent on the endothermic reaction of direct reduction.

Швидкість обертання колони зі шкребками і кути нахилу шкребків приймаються такими, щоб тривалість перебування відновлюваного матеріалу в реакторі була достатня для заданого ступеня відновлення заліза.The speed of rotation of the column with scrapers and the angles of inclination of the scrapers are taken in such a way that the duration of the renewable material's stay in the reactor is sufficient for a given degree of iron recovery.

Принципові недоліки пристрою: - проведення реакцій не в псевдозрідженому шарі дрібнодисперсних часток, де тепломасообмін найбільш 65 інтенсивний, а в товстих малорухомих шарах на поверхні газонепроникних секцій, різко негативно позначається на продуктивності процесу, оскільки реакція відновлення металів вуглецем ендотермічна, а теплопідведення від смолоскипа над шаром у середні і нижній обрії практично теплоізоляційного пилового шару здійснюється теплопровідністю в протипотокові з оксидами вуглецю, що утворюються в процесі реакції; - механічне перемішування і переміщення матеріалу, по-перше, вимагає великих питомих витрат електроенергії, по-друге, виключає задовільну працездатність конструкції при продуктивності, необхідної для металургійних агрегатів, оскільки термін служби металевих шкребків в умовах інтенсивної силової взаємодії з абразивним пиловим матеріалом при високій температурі вкрай обмежений, заміна зношених шкребків без руйнування реактора можлива тільки у випадку відстані між секціями, достатнього для переміщення людини (що різко збільшує загальний обсяг реактора) і наявності відповідних люків і засобів доставки ремонтного 7/0 персоналу до шкребків, при цьому перед ремонтом реактор необхідно остудити, а після заміни знову нагріти, що вкрай негативно позначається на працездатності вогнетривів.The main disadvantages of the device: - carrying out reactions not in a fluidized bed of finely dispersed particles, where the heat and mass transfer is the most intense, but in thick slow-moving layers on the surface of gas-tight sections, has a sharp negative effect on the productivity of the process, since the reaction of reducing metals with carbon is endothermic, and the heat transfer from the torch is above the layer in the middle and lower horizons, the practically heat-insulating dust layer is carried out by heat conduction in the counterflow with carbon oxides formed during the reaction; - mechanical mixing and movement of the material, firstly, requires high specific consumption of electricity, secondly, excludes the satisfactory performance of the structure at the productivity required for metallurgical units, since the service life of metal scrapers in conditions of intensive force interaction with abrasive dust material at high temperature extremely limited, the replacement of worn scrapers without destroying the reactor is possible only in the case of a distance between sections sufficient for the movement of a person (which dramatically increases the total volume of the reactor) and the presence of appropriate hatches and means of delivery of repair 7/0 personnel to the scrapers, while before repair, the reactor must cool down, and after replacement, heat it up again, which has an extremely negative effect on the performance of refractories.

Задачею, на рішення якої спрямований винахід, є істотне підвищення якості виробленого заліза і рентабельності його виробництва, а також спрощення конструкції, підвищення довговічності, зниження енергоємності при експлуатації пристрою для реалізації способу шляхом нового конструктивного виконання /5 елементів реактора і нової сукупності дій над об'єктом.The problem, the solution of which is aimed at the invention, is a significant increase in the quality of the produced iron and the profitability of its production, as well as a simplification of the design, an increase in durability, and a decrease in the energy consumption during operation of the device for the implementation of the method by means of a new design of /5 elements of the reactor and a new set of actions on the object

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в способі відновлення дрібнодисперсної залізної руди, що включає її нагрів в псевдозрідженому шарі в камері попереднього нагрівання, відновлення в псевдозрідженому шарі в реакторі першого ступеня, магнітну сепарацію і відновлення магнітної складової в псевдозрідженому шарі в реакторі другого ступеня до ступеня металізації не менше 92905, відповідно до винаходу, у камері попереднього нагрівання залізну руду нагрівають до температури 400-45022 і відновлюють у реакторі першого ступеня до перетворення Бе 503 у Бе3О, при температурі 400-5402С, у температурному інтервалі 500-5402С роблять магнітну сепарацію, магнітну фракцію (концентрат) відновлюють у реакторі другого ступеня при температурі 500-5702С, причому: - перед завантаженням руди в камеру попереднього нагрівання її здрібнюють до розміру частокменше 5б0мкм ЄМ високошвидкісним ударним впливом (дезинтеграцією), що приводить до механосактивації структури матеріалу; (5) - немагнітну фракцію магнітної сепарації прохолоджують до температури менше 1002 і піддають вторинній магнітній сепарації, магнітну фракцію вторинної магнітної сепарації відновлюють окремо від магнітної фракції первинної сепарації.The problem is solved due to the fact that in the method of recovery of finely dispersed iron ore, which includes its heating in a fluidized bed in a preheating chamber, recovery in a fluidized bed in a first-stage reactor, magnetic separation and recovery of the magnetic component in a fluidized bed in a second-stage reactor to degree of metallization is not less than 92905, according to the invention, iron ore is heated in the preheating chamber to a temperature of 400-45022 and restored in the first-stage reactor to the transformation of Be 503 into Be3O, at a temperature of 400-5402С, in the temperature range of 500-5402С magnetic separation is performed , the magnetic fraction (concentrate) is restored in the second-stage reactor at a temperature of 500-5702C, and: - before loading the ore into the preheating chamber, it is crushed to a size of less than 5b0μm by EM high-speed shock impact (disintegration), which leads to mechanoactivation of the material structure; (5) - the non-magnetic fraction of magnetic separation is cooled to a temperature below 1002 and subjected to secondary magnetic separation, the magnetic fraction of secondary magnetic separation is recovered separately from the magnetic fraction of primary separation.

Відновний реактор, що включає корпус, до бічної стінки якого закріплені багатоярусні секції з отворами («в») для пересипання матеріалу, а також пристрою для підведення і відводу газу, верхній торець корпуса з пристроєм ю для завантаження матеріалу на верхню секцію, а також нижній торець корпуса з пристроєм для висновку з реактора обробленого матеріалу, відповідно до винаходу, корпус виконаний у виді прямокутного г) паралелепіпеда, секції виконані у виді аерожолобів жалюзійного типу, ширина яких дорівнює внутрішній ширині Фо корпуса, при цьому один кінець кожного агрожолоба примикає до вузької бічної стінки корпуса, а інший кінець відстоїть від протилежної вузької бічної стінки і граничить з верхнім торцем каналу для пересипання і - матеріалу, під нижніми кінцями каналів для пересипання матеріалу встановлені з можливістю повороту навколо горизонтальної осі підтиснуті до крайок каналів клапани, корпус розділений горизонтальними перегородками на модулі, з яких складаються реактори першого і друго ступеня, а також камера попереднього нагрівання, « усередині модулів розташовані від одного до чотирьох аерожолобів, простір під нижнім аегрожолобом кожного модуля реакторів з'єднаний з колектором підведення відновного газу, простір над кожним верхнім агрожолобом т с з'єднано з колектором відводу відпрацьованого газу, у модулях камери попереднього нагрівання простір під ч нижніми і простір над верхніми аерожолобами з'єднані відповідно з колекторами підведення свіжого і відводом ни відпрацьованого теплоносія, верхні модулі камери попереднього нагрівання і реактора другого ступеня обладнані прийомними бункерами, канали для пересипання матеріалу під нижніми аерожолобами нижніх модулів реакторів виведені за межі корпуса, інші модулі каналами для пересипання матеріалу сполучені один з - одним, вивідний канал для пересипання матеріалу реактора першого ступеня сполучений із прийомним о пристроєм установки магнітної сепарації, у якій пристрій видачі концентрату сполучений через транспортуючий пристрій із прийомним бункером для завантаження матеріалу на верхній аерожолоб верхнього модуля реактора (ее) другого ступеня, причому: сл 50 - аерожолоба встановлені під кутом до обрію з підйомом убік підйому жалюзійних пластин аерожолобів, а жалюзійні пластини встановлені з можливістю зміни кута їхнього нахилу до площини аерожолобів. с2 Чим вище ступінь збагачення залізної руди, тим менше в шихті шкідливих елементів, наприклад, сірки і фосфору і тим більш економічний металургійний процес. Практично всі залізні руди, у тому числі і гематитові, більш-менш магнітні, але основний компонент гематитових руд, Бе2Оз, - не магнітний. У зв'язку з цим сухе збагачення руди магнітною сепарацією приводить до істотних втрат заліза в хвостах, а збагачення зA renewable reactor, which includes a casing, to the side wall of which multi-tiered sections with holes ("in") for pouring material, as well as devices for gas supply and removal, the upper end of the casing with a device for loading material onto the upper section, as well as the lower the end of the housing with a device for extracting the processed material from the reactor, according to the invention, the housing is made in the form of a rectangular d) parallelepiped, the sections are made in the form of louver-type air gutters, the width of which is equal to the internal width Fo of the housing, while one end of each agro-gutter is adjacent to a narrow side walls of the case, and the other end stands back from the opposite narrow side wall and adjoins the upper end of the channel for overflow and - material, under the lower ends of the channels for overflow of material, valves are installed with the possibility of rotation around the horizontal axis, pressed to the edges of the channels, the case is divided by horizontal partitions on the module , which make up the reactors of the first and the second stage, as well as the preheating chamber, "inside the modules there are from one to four aerochutes, the space under the lower aegrochute of each reactor module is connected to the recovery gas supply collector, the space above each upper agrochute ts is connected to the exhaust collector gas, in the modules of the preheating chamber, the space under the lower and the space above the upper air chutes are connected, respectively, with the collectors of the supply of fresh and the outlet of the spent coolant, the upper modules of the preheating chamber and the second stage reactor are equipped with receiving hoppers, channels for pouring material under the lower air chutes of the lower modules of the reactors are taken outside the body, the other modules are connected to each other by channels for pouring material, the output channel for pouring material of the first stage reactor is connected to the receiving device of the magnetic separation installation, in which the concentrate dispensing device is connected through a transp orting device with a receiving hopper for loading material onto the upper air chute of the upper module of the reactor (ee) of the second stage, and: sl 50 - the air chute is installed at an angle to the horizon with the rise to the side of the rise of the louvered plates of the air chutes, and the louvered plates are installed with the possibility of changing the angle of their inclination to planes of air ducts. c2 The higher the degree of enrichment of iron ore, the less harmful elements, for example, sulfur and phosphorus, and the more economical the metallurgical process. Almost all iron ores, including hematite, are more or less magnetic, but the main component of hematite ores, Be2Oz, is not magnetic. In this regard, dry beneficiation of ore by magnetic separation leads to significant losses of iron in the tailings, and beneficiation with

Ге! використанням флотації зв'язано з великими енерговитратами на сушіння. Включення в пропонований процес операції попереднього відновлення має на меті повне відновлення не зв'язаного з іншими оксидами Ре 25О3, де який вміщується в металургійній сировині, до ГезО) для наступного практично повного виділення ферооксидів мінімальними енерговитратами, виведення з подальшого процесу шкідливих домішок і супутніх металів, чому в 60 істотному ступені сприяє особливо тонке здрібнювання руди шляхом руйнування зростків магнітних кристалів з немагнітними.Gee! the use of flotation is associated with large energy costs for drying. The inclusion in the proposed process of the preliminary recovery operation is aimed at the complete recovery of Re 25O3 not bound to other oxides, which is contained in the metallurgical raw materials, to HezO) for the subsequent almost complete separation of ferrooxides with minimal energy consumption, removal of harmful impurities and associated metals from the further process , which is significantly facilitated by particularly fine grinding of the ore by destroying the junctions of magnetic crystals with non-magnetic ones.

Відновлення вільного Бе 203 до БезО, необоротно відбувається при температурі вище 3002 навіть при малій концентрації відновного газу в газовому потоці, але чим менше температура, тим менше швидкість реакції і нижче 4002 продуктивність реактора першого ступеня буде незадовільно низкою, а вище 5402 піднімати бо температуру недоцільно щоб уникнути необхідності в деякому охолодженні залізної руди перед магнітною сепарацією, тому що вище 5402 магнітність Рез3О,; швидко убуває і при 5802С магнетит не магнітний (5).The reduction of free Be 203 to BezO occurs irreversibly at a temperature above 3002 even with a low concentration of reducing gas in the gas stream, but the lower the temperature, the lower the reaction rate and below 4002 the performance of the first-stage reactor will be unsatisfactorily low, and above 5402 it is impractical to raise the temperature to avoid the need for some cooling of the iron ore before magnetic separation, because the higher 5402 magnetism of Rez3O,; rapidly decreases and at 5802C magnetite is not magnetic (5).

Крапка Кюрі феромагнітного нікелю і його оксидів, а також практично всіх магнітних феритів - нижче 5202, (б).The Curie point of ferromagnetic nickel and its oxides, as well as almost all magnetic ferrites, is below 5202, (b).

Цими факторами і визначений заявлений температурний інтервал ведення процесу до другого ступеняThese factors determine the stated temperature interval of the process up to the second stage

Відновлення.Restoration.

З метою мінімізації тепловтрат і здешевлення технологічного устаткування процес відновлення ферооксидів повинний вестися при мінімально припустимій по термодинамічних умовах температурі, але зниження температури процесу, як відзначено вище, істотно знижує швидкість реакції відновлення. Компенсації температурного зниження швидкості реакції досягають по-перше, особливо тонким здрібнюванням сировини, 70 по-друге, його механоактивацією при високоїнтенсивному ударному здрібнюванні в дезінтеграторі |7| - при такому впливі руйнування часток супроводжується створенням дуже великої поверхні мікрорасколів не тільки по гранях мікрокристалів, але і, частково, з розривом внутрішньокристалічних зв'язків. Усі гетерогенні реакції включають початковий етап - абсорбцію газового реагенту на поверхні розділу, потік абсорбованого газу пропорційний питомої поверхні (зовнішньої та внутрішніх мікрорасколів) твердого реагенту, величина якої назад 75 пропорційна розмірові часток. Крім того, починаючи зі ступеня відновлення 50-6095, процеси у твердій фазі є такими, що лімітують |8, с. 53, 69), а тривалість дифузійного процесу назад пропорційна квадратові радіуса частки. У зв'язку з цим результуюча швидкість реакції відновлення назад пропорційна розмірові часток оксидів у ступені, що значно перевищує одиницю.In order to minimize heat loss and reduce the cost of technological equipment, the process of reducing ferrooxides should be carried out at the minimum temperature permissible under thermodynamic conditions, but lowering the temperature of the process, as noted above, significantly reduces the speed of the recovery reaction. Compensation for the temperature decrease in the reaction rate is achieved, firstly, by especially fine grinding of the raw material, 70 and secondly, by its mechanical activation during high-intensity shock grinding in the disintegrator |7| - under such influence, the destruction of particles is accompanied by the creation of a very large surface of microcracks not only along the faces of microcrystals, but also, partially, with the rupture of intracrystalline bonds. All heterogeneous reactions include the initial stage - the absorption of a gaseous reagent at the interface, the flow of absorbed gas is proportional to the specific surface area (external and internal microcracks) of the solid reagent, the value of which is inversely proportional to the size of the particles. In addition, starting from the degree of reduction 50-6095, the processes in the solid phase are such that limit |8, p. 53, 69), and the duration of the backward diffusion process is proportional to the square of the radius of the particle. In this regard, the resulting speed of the reduction reaction back is proportional to the size of the oxide particles to a degree significantly greater than unity.

Нижче температури 5702С процес відновлення заліза йде за схемою Бе2О3- РезО,- Ре |8, с.35, 38), тому що РеО розпадається на Ре і ГезО,. У зв'язку з тим, що швидкість відновлення Ре стає істотною тільки вище 8002С, економічно доцільно вести процес відновлення другого ступеня нижче 57020. Нижня межа температури в реакторі другого ступеня 5002С обрана по мінімально припустимій швидкості відновлення ЕРезО,.Below the temperature of 5702C, the iron reduction process follows the scheme Be2O3-RezO,-Re |8, p.35, 38), because ReO decomposes into Re and HezO,. In connection with the fact that the rate of reduction of Ре becomes significant only above 8002С, it is economically expedient to conduct the second-stage recovery process below 57020. The lower temperature limit in the reactor of the second stage 5002С is chosen according to the minimum allowable rate of reduction of ЕрезО,.

Фосфор утримується в залізних рудах переважно у виді фосфорнокислих солей заліза - (немагнітного віанітуPhosphorus is contained in iron ores mainly in the form of phosphate salts of iron - (non-magnetic vianite

ЗгеО.Р»ОБ-8НоО і магнітного нижче 3002 керченіту БеО.ЕБеоОз.РоОв.7Н.О), а також солі кальцію - стійкогодо ЄМ 9009с апатиту (ЗСаО.РоОБ) (2, С.56), тому магнітною сепарацією при температурі вище 4502С весь фосфор (39 відокремлюється від РезО,, частина його (Ге.Ре2О3.РоОв) уловлюється вторинною магнітною сепарацією.ZgeO.R»OB-8NoO and magnetic below 3002 kerchenite BeO.EBeoOz.RoOv.7Н.О), as well as calcium salts - resistant to EM 9009c apatite (ЗСаО.РоОБ) (2, P.56), therefore magnetic separation at temperature above 4502C all phosphorus (39 is separated from RezO, part of it (He.Re2O3.RoOv) is captured by secondary magnetic separation.

Побічні метали в залізних рудах утримуються здебільшого у виді феритів і інших складних з'єднань, що не відновлюються нижче 8002 і, як було відзначено раніше, немагнітні при температурі вище 5202С, тому також о відокремлюються від концентрату, але нікель, а також ферити марганцю, міді, нікелю та ін., уловлюються вторинною магнітною сепарацією. ів)Minor metals in iron ores are mostly retained in the form of ferrites and other complex compounds, which are not reduced below 8002 and, as noted earlier, are non-magnetic above 5202C, so they are also separated from the concentrate, but nickel, as well as manganese ferrites, copper, nickel, etc., are captured by secondary magnetic separation. iv)

Таким чином, низькотемпературне відновлення залізної руди дозволяє одержувати первородне залізо со високої якості - практично не утримуюче шкідливих домішок і побічних металів, а вторинна магнітна сепарація при температурі навколишнього середовища дозволяє витя!ти ці метали і підвищити практично до верхньої межі /Ф) ступінь витягу заліза з руди. мThus, low-temperature recovery of iron ore allows obtaining high-quality virgin iron - practically not retaining harmful impurities and side metals, and secondary magnetic separation at ambient temperature allows extracting these metals and increasing the degree of iron extraction almost to the upper limit /F) from ore m

Нагрівання і відновлення руди в псевдозрідженому шарі і переміщення її в реакторі газовим потоком при використанні аегрожолобів жалюзійного типу, що направляють газовий потік під кутом до обрію, дозволяють виключити потребу в швидкозношуємому і енергоємному механічному устаткуванні в реакторі і підвищити його довговічність і надійність на кілька порядків. При температурі менше 6002С в якості відновлювача Н 5 значно « 0 Менш активний, чим СО, а рівноважне відношення СО/СО». не перевищує 0.13, тому, щоб уникнути необхідності ш-в подавати таку кількість відновного газу, при якому його потоком із псевдозрідженого шару неслася б велика с частина дрібнодисперсного матеріалу, використаний прийом поділу процесу відновлення на етапи, після кожного :з» з яких відновний газ регенерують - відновлюють вміст СО до концентрації 8095 - значно більшої, ніж рівноважна.Heating and recovery of ore in a fluidized bed and moving it in the reactor with a gas flow when using aegrochutes of the louver type, which direct the gas flow at an angle to the horizon, make it possible to eliminate the need for fast-wearing and energy-consuming mechanical equipment in the reactor and increase its durability and reliability by several orders of magnitude. At a temperature of less than 6002С as a reducing agent, H 5 is significantly "0 Less active than CO, and the equilibrium ratio of CO/CO". does not exceed 0.13, therefore, in order to avoid the need to supply such an amount of reducing gas in which a large part of the finely dispersed material would be carried by its flow from the fluidized bed, the technique of dividing the reduction process into stages was used, after each of which the reducing gas regenerate - restore the CO content to a concentration of 8095 - much higher than the equilibrium one.

При цьому поділ реактора на однакові модулі, у кожному з яких проводять один етап відновлення, додатково 415 дозволяє уніфікувати, а значить спростити й здешевити виготовлення, монтаж і профілактичне обслуговування -1 реакторів.At the same time, the division of the reactor into identical modules, in each of which one stage of recovery is carried out, additionally 415 allows to unify, which means to simplify and reduce the cost of manufacturing, installation and preventive maintenance of -1 reactors.

Сутність запропонованого винаходу пояснюється кресленнями, де зображені на: се) Фіг.1 - схема відновного реактора; о Фіг.2 - схема роботи клапана;The essence of the proposed invention is explained by the drawings, which are shown on: se) Fig. 1 - scheme of the reduction reactor; o Fig. 2 - valve operation diagram;

Фіг.3 - схематичний фрагмент вертикального розрізу агрожолоба в робочому а) і в закритому - Б) стані. о Технологічне устаткування комплексу включає ділянку підготовки матеріалів, оснащену дезінтеграторами, о газогенератором і вапняно-випалювальною піччю, ділянку виробництва заліза, що включає декілька паралельно працюючих відновних реакторів з установками первинної магнітної сепарації й установку вторинної магнітної сепарації, ділянку виробництва сталі і ділянку утилізації вторинних матеріалів.Fig. 3 - a schematic fragment of a vertical section of an agricultural chute in working a) and in a closed - B) state. o The technological equipment of the complex includes a material preparation area equipped with disintegrators, o a gas generator and a lime-burning furnace, an iron production area, which includes several parallel-working reduction reactors with primary magnetic separation units and a secondary magnetic separation unit, a steel production area and a secondary materials utilization area .

Відновний реактор (Фіг.1) поєднує в одному корпусі 1 камеру попереднього нагрівання, що складає з модулів 2а і 25, реактор першого ступеня З і реактор другого ступеня, розділений на модулі 4а, 4Б, 4с і 44. Модулі (Ф) розділені горизонтальними перегородками 5. Корпус 1 являє собою прямокутний у плані короб, до бічнихThe regenerative reactor (Fig. 1) combines in one housing 1 a preheating chamber consisting of modules 2a and 25, a first-stage reactor З and a second-stage reactor divided into modules 4a, 4b, 4c and 44. Modules (F) are divided by horizontal partitions 5. Body 1 is a box rectangular in plan, to the sides

ГІ широких граней якого жорстко закріплені аегрожолоби б і перегородки 7, що утворюють з бічними стінками корпуса 1 канали 8, під якими встановлені з можливістю підтиску до перегородок 7 пластинчасті клапани 9 во (Фіг.1, 2). Підтиск шарнірно закріплених клапанів 9 до торців каналів 8 контрвантажами 10 (Фіг.2) відрегульовано так, що при вазі матеріалу, висота стовпа якого в каналах 8 (Фіг.1) створює аеродинамічний опір потокові газу в кілька разів більше, ніж опір межуючего з каналом аерожолоба 6 із шаром матеріалу на ньому, клапани 9 повертаються і пропускають матеріал униз, підтримуючи в каналах 8 необхідну висоту стовпа матеріалу. Під прийомними бункерами 11 і 12 (Фіг.1) верхніх модулів камери попереднього нагрівання 27а і бе реактором другого ступеня 4а також установлені клапани 9. З реактора першого ступеня матеріал виводять через канал 8а, з реактора другого ступеня залізо виводять через канал 860.Aegrochutes b and partitions 7, which form channels 8 with the side walls of the body 1, under which plate valves 9 are installed with the possibility of pressing against the partitions 7 (Fig. 1, 2). The pressure of the hinged valves 9 to the ends of the channels 8 by the counterweights 10 (Fig. 2) is adjusted so that with the weight of the material, the height of the column in the channels 8 (Fig. 1) creates an aerodynamic resistance to the flow of gas several times greater than the resistance of the boundary with the channel air chute 6 with a layer of material on it, the valves 9 turn and pass the material down, maintaining in the channels 8 the required height of the column of material. Valves 9 are also installed under the receiving hoppers 11 and 12 (Fig. 1) of the upper modules of the preheating chamber 27a and the reactor of the second stage 4a. From the reactor of the first stage, material is removed through channel 8a, and iron is removed from the reactor of the second stage through channel 860.

У модулях камери попереднього нагрівання 2а і 2 р, у реакторі першого ступеня З і в кожнім модулі 4а-а установлено по два аерожолоба 6. Кожний аерожолоб 6 включає прямокутну несучу раму 13 (Фіг.3), пластини 14, які встановлені в рамі 13 з можливістю повороту навколо осей 15, і керуючу раму 16, шарнірно з'єднану поIn the modules of the preheating chamber 2a and 2p, in the reactor of the first stage C and in each module 4a-a, two air ducts 6 are installed. Each air duct 6 includes a rectangular supporting frame 13 (Fig. 3), plates 14, which are installed in the frame 13 with the possibility of rotation around the axes 15, and the control frame 16, hingedly connected by

ОСЯХ 17 із пластинами 14. Керуюча рама 16 розташована під рамою 13 і через ущільнення з'єднана з керуючим механізмом, закріпленим до корпуса 1 (Фіг.1) із зовнішньої сторони. Крок пластин 14 (фіг.3), їхній профіль і ширина вибираються такими, щоб кут між площиною А-А (Фіг.За) і горизонталлю був меншим кута природного укосу відновлюваного матеріалу. При цьому у випадку аварійного припинення подачі газу аерожолоба 6 (Фіг.1) виявляються непроникними для осілих на них шарів матеріалу. При умовно закритому аерожолобі (Фіг.3Б) між /о пластинами 14 залишається зазор порядку 2мм.AXIS 17 with plates 14. The control frame 16 is located under the frame 13 and through a seal is connected to the control mechanism fixed to the body 1 (Fig. 1) from the outside. The pitch of the plates 14 (Fig. 3), their profile and width are selected so that the angle between the plane A-A (Fig. 3) and the horizontal is smaller than the angle of the natural slope of the renewable material. At the same time, in the event of an emergency stoppage of the gas supply, the air chute 6 (Fig. 1) turns out to be impermeable to the layers of material settled on them. When the air chute is conditionally closed (Fig. 3B), a gap of about 2 mm remains between the /o plates 14.

У зв'язку з тим, що потік газу, проходячи крізь аерожолоб жалюзійного типу, одержує горизонтальну складову швидкості, щоб уникнути занадто великої швидкості переміщення матеріалу уздовж аерожолобів 6 (Фіг.1), по-перше, вони розташовані з підйомом під кутом до обрію в напрямку підйому жалюзійних пластин 14 (Фіг.3), по-друге, жалюзійні пластини 14 виконані з витягнутим З-подібним профілем, загнутим у верхній /5 частині нагору. Величина кута підйому аерожолобів складає 3-82. При величині кута меншій, чим 32, ефект уповільнення незначний, а при величині більшій 82 невиправдано збільшується висота пристрою.Due to the fact that the gas flow, passing through the air chute of the louver type, receives a horizontal component of speed, in order to avoid too high a speed of movement of material along the air chutes 6 (Fig. 1), firstly, they are located with a rise at an angle to the horizon in the direction of lifting the louver plates 14 (Fig. 3), secondly, the louver plates 14 are made with an elongated Z-shaped profile bent in the upper part upwards. The magnitude of the angle of elevation of air chutes is 3-82. If the angle is less than 32, the effect of slowing down is insignificant, and if it is greater than 82, the height of the device increases unnecessarily.

Гаряче повітря підводять у модулі камери попереднього нагрівання 2а, Б (Фіг.1) по колекторі 18 через отвори 19 у бічній стінці корпуса 1, охолоджене повітря відводять Через отвори 20 у колектор 21. У реактор З і в модулі 4а-й відновний газ підводять від колектора 22 через отвори 23, відпрацьований газ виводять через отвори 24 у колектор 25.Hot air is fed into the module of the preheating chamber 2a, B (Fig. 1) through the collector 18 through the holes 19 in the side wall of the housing 1, the cooled air is removed through the holes 20 into the collector 21. The reducing gas is fed into the reactor C and in the module 4a from collector 22 through holes 23, exhaust gas is discharged through holes 24 into collector 25.

Магнітну сепарацію попередньо відновленої руди роблять в установці 26, вторинну магнітну сепарацію проводять в установці 27.Magnetic separation of pre-reduced ore is carried out in unit 26, secondary magnetic separation is carried out in unit 27.

У вихідному положенні відновний реактор порожній, газ не подається, клапани 9 і За (Фіг.1) перекривають знизу канали 8 і бункера 11 і 12, аерожолоби 6 закриті (Фіг.3Б), клапан 95 замкнений. ГаIn the initial position, the reduction reactor is empty, gas is not supplied, valves 9 and Za (Fig. 1) block channels 8 and hoppers 11 and 12 from below, aerating channels 6 are closed (Fig. 3B), valve 95 is closed. Ha

Пристрій працює в такий спосіб.The device works in the following way.

У колектор 18 під тиском 0.5кПа подають гаряче повітря, через реактор З і модулі 4а-6 починають помпувати і) з малою витратою гарячий відновний газ, прогрівають установку 26 магнітної сепарації. Після прогріву всього пристрою в бункер 11 (Фіг.1) безперервним потоком з малою витратою починають подавати дрібнодисперсну руду, витрату гарячого повітря збільшують до нормальної. Коли в бункері 11 накопичується маса матеріалу, вага о якої перевищує силу підтиску клапана 9 контрвантажем 10 (Фіг.2), він повертається, руда рівномірним потоком надходить на верхній аерожолоб 6 (Фіг.1) і під дією струменів повітря, що надходять через щілини закритого юю аерожолоба 6, переміщується до верхнього каналу 8. При його заповненні шихтою відкривається клапан 9 під ее ним, матеріал надходить на другий аерожолоб, звідти - на аегрожолоби другого модуля, реактора З і далі в установку 26, підйомником (не показаний) перевантажується в бункер 11 і далі переміщається до каналу 80. При б 3з5 Відкритті клапана 9 у модулі 25 витрату відновного газу збільшують до нормальної. При надходженні в /зча автоматичну систему керування пристроєм сигналу від клапана 9 каналу 86 подачу руди в бункер 11 плавно збільшують до нормальної, відкривають аерожолоби, подають напругу на обмотки електромагнітів установки 26.Hot air is supplied to the collector 18 under a pressure of 0.5 kPa, hot reducing gas is pumped through reactor C and modules 4a-6 and) with a small flow rate, and the magnetic separation unit 26 is heated. After warming up the entire device, finely dispersed ore is fed into the hopper 11 (Fig. 1) in a continuous flow with a low flow rate, and the flow of hot air is increased to normal. When a mass of material accumulates in the hopper 11, the weight of which exceeds the pressure force of the valve 9 by the counterweight 10 (Fig. 2), it turns, the ore enters the upper air chute 6 (Fig. 1) in a uniform flow and under the influence of air jets entering through the slits closed air chute 6, moves to the upper channel 8. When it is filled with the charge, valve 9 opens under it, the material enters the second aer chute, from there - to the aer chute of the second module, reactor Z and further into the installation 26, is reloaded by a lift (not shown) into hopper 11 continues to move to channel 80. At b 3z5 Opening of valve 9 in module 25, the flow of reducing gas is increased to normal. When the automatic device control system receives a signal from valve 9 of channel 86, the supply of ore to hopper 11 is gradually increased to normal, air chutes are opened, voltage is applied to the windings of electromagnets of installation 26.

Пристрій переходить у штатний режим роботи. «The device switches to normal operation mode. "

При роботі відновного реактора в штатному режимі система керування ступенем відкриття аерожолобів, подачею руди, витратою і регенерацією відновного газу, роботою магнітних сепараторів 26 і 27, по заданій - с програмі періодично визначає вертикальну швидкість відновного газу в модулях і підтримує її в заданому ц інтервалі регулюванням витрати подаваного газу, періодично відбирає проби матеріалу на виході з каналу 865 і "» визначає ступінь його відновлення, наприклад, по величині електропровідності, у випадку відхилення від заданої величини коректує параметри роботи елементів комплексу, що дозволяє вести процес з максимальною продуктивністю при заданому ступені відновлення матеріалу. -І Кращою сировиною процесу виробництва заліза є суха дрібнодисперсна залізна руда, можливо і небагата по залізо, порожня порода якої складається переважно з кварциту, вапняка будь-якої крупності і вугілля: для ї-о газогенератора - переважно антрацит, енергетичний - будь-які дешеві марки. (ее) Приклад здійснення способу.During the operation of the reduction reactor in normal mode, the control system of the degree of opening of air chutes, ore supply, consumption and regeneration of reduction gas, operation of magnetic separators 26 and 27, according to the given program, periodically determines the vertical speed of the reduction gas in the modules and maintains it in the given interval by regulation consumption of the supplied gas, periodically takes samples of the material at the exit from channel 865 and "" determines the degree of its recovery, for example, by the value of electrical conductivity, in case of deviation from the specified value, corrects the parameters of the elements of the complex, which allows the process to be carried out with maximum productivity at a given degree of recovery -I The best raw material for the iron production process is dry finely dispersed iron ore, possibly not rich in iron, the hollow rock of which consists mainly of quartzite, limestone of any size and coal: for gas generators - mainly anthracite, energy - any what cheap stamps. (ee) Example is true of the method.

Залізна руда зернистої фракції містить 669 Ре2Оз, 290 магнітних феритів, 0.059060 Р в виді фосфористих і-й з'єднань заліза, 0.039565 5 у виді сульфідів заліза, інше - силікати. Технологічна лінія переробляє Збт/годину с залізної руди, видає 13.851/годину порошкового заліза із ступенем металізації 9590.The iron ore of the granular fraction contains 669 Re2Oz, 290 magnetic ferrites, 0.059060 P in the form of phosphorous iron compounds, 0.039565 5 in the form of iron sulfides, the rest - silicates. The technological line processes Zbt/hour of iron ore, produces 13,851/hour of powdered iron with a degree of metallization of 9590.

Основу відновного реактора складають уніфіковані модулі, у кожному з яких установлені два аерожолоби 6 з каналами для пересипання матеріалу. Аерожолоби мають ширину 2 і довжину 1бм. Камера попереднього нагрівання складається з трьох модулів, реактор другого ступеня - з дев'яти модулів, реактор першого ступеня - з одного модуля. о Руду подрібнюють у дезінтеграторах до середнього розміру часток 20мкм і подають безперервним потоком ко 8.33Зкг/з у прийомний бункер 11 камери попереднього нагрівання. У нижню частину кожного з трьох модулів удмухують по 1.75нм3/з (5.918м3/с) нагрітого до 6502С повітря, відводять його з температурою 1502С. При площі 60 камери 32м? вертикальна швидкість повітряного потоку складає 0.185м/с. Повітря нагрівають у рекуператорі димом із зовнішньої печі, де спалюють низькосортне паливо в повітрі, що виходить з камери попереднього нагрівання через колектор 21.The basis of the reduction reactor consists of unified modules, each of which has two aerochutes 6 with channels for pouring material. Air ducts have a width of 2 and a length of 1 bm. The preheating chamber consists of three modules, the second stage reactor - from nine modules, the first stage reactor - from one module. o The ore is crushed in disintegrators to an average particle size of 20 μm and fed with a continuous flow of 8.33 Зkg/s into the receiving hopper 11 of the preheating chamber. 1.75nm3/s (5.918m3/s) of air heated to 6502С is blown into the lower part of each of the three modules, and it is removed with a temperature of 1502С. With an area of 60, the camera is 32m? the vertical speed of the air flow is 0.185 m/s. The air is heated in the recuperator by smoke from an external furnace, where low-grade fuel is burned in the air leaving the preheating chamber through the collector 21.

Відповідно до розрахунку, мінімальна швидкість вертикального потоку газу у вільному перетині реактора, необхідна для аерації матеріалу щільністю 4200кГ/м З при середньому розмірі часток 20мкм і при висоті шару бо о0.04м, дорівнює 0.00бм/с, втрата напору в аерожолобі й в аерованому шарі шихти висотою 0.045м - 1.2кПа,According to the calculation, the minimum velocity of the vertical flow of gas in the free cross-section of the reactor, necessary for aeration of material with a density of 4200 kg/m with an average particle size of 20 μm and a layer height of 0.04 m, is equal to 0.00 bm/s, the head loss in the aero chute and in the aerated charge layers with a height of 0.045 m - 1.2 kPa,

швидкість витання частки неправильної форми розміром 20мкм із щільністю 5000кГ/м З у СО при температурі 56020 - 0.81м/с, а часток розміром 2мкм - 0.25бм/с. Система автоматичного керування підтримує кількість газу в реакторі, при якому його швидкість під нижнім аерожолобом у модулях не перевищує 0.15м/с.the speed of floating of an irregularly shaped particle with a size of 20 μm with a density of 5000 kG/m З in CO at a temperature of 56020 is 0.81 m/s, and a particle with a size of 2 μm is 0.25 bm/s. The automatic control system maintains the amount of gas in the reactor at which its velocity under the lower air chute in the modules does not exceed 0.15 m/s.

У вертикальних каналах 8 підтримується стовп матеріалу висотою 0.5м, для його аерації необхідний перепад тиску значно більший, ніж для аерації шару матеріалу на аерожолобі, тому газ практично не проходить Через канали 8.A column of material 0.5 m high is supported in the vertical channels 8, for its aeration the pressure drop required is much greater than for the aeration of the layer of material on the air chute, so the gas practically does not pass through the channels 8.

У реактор першого ступеня З надходить руда з температурою 5002 і виходить із температурою 5302С, від руди віднімається 0.1846кг/с кисню відновним газом, що вдмухується при температурі порядку 5602С з витратою 70. 1.Оонм3/с (2.842м/с) і із вмістом 8095 СО, 8956 СО», 1095 Н» і 295 НО, відпрацьований газ виходить із реактора з температурою 5682С і містить 6096 СО та 495 Но. Первинною магнітною сепарацією одержують 5.315кг/с БезО) і 2.83Зкг/с хвостів, у тому числі 0.167кг/с феритів.Ore with a temperature of 5002 C enters the reactor of the first stage Z and leaves it with a temperature of 5302 C, 0.1846 kg/s of oxygen is removed from the ore by reducing gas, which is blown in at a temperature of the order of 5602 C with a flow rate of 70. 1.Oonm3/s (2.842 m/s) and from containing 8095 СО, 8956 СО», 1095 Н» and 295 НО, the spent gas leaves the reactor with a temperature of 5682С and contains 6096 СО and 495 НО. Primary magnetic separation yields 5.315 kg/s of BezO) and 2.83 Zkg/s of tailings, including 0.167 kg/s of ferrites.

У верхній модуль реактора другого ступеня РезО, надходить з температурою 5102. В дев'яти модулях реактора другого ступеня від магнетиту відбирають 1.4486кг/с кисню, для цього в них удмухують з температурою т5 5602 10.67нм/с (32.57мЗ/с) відновного газу із вмістом 8095 СО та 1095 Но, з реактора відводять газ із вмістом 6595 СО і 6905 Но при температурі 5722С і 3.846кг/с (332т/добу) заліза з температурою 56090. Залізо в закритих теплоїзольованих контейнерах транспортують у сталеплавильний цех і, частково, у герметично закритих контейнерах відправляють на нестатки порошкової металургії.RezO enters the upper module of the second-stage reactor with a temperature of 5102. In nine modules of the second-stage reactor, 1.4486 kg/s of oxygen is taken from magnetite, for this they are blown with a temperature of t5 5602 10.67nm/s (32.57mZ/s) of reducing gas with a content of 8095 CO and 1095 No, gas with a content of 6595 CO and 6905 No at a temperature of 5722С and 3.846 kg/s (332t/day) of iron with a temperature of 56090 are removed from the reactor. The iron in closed heat-insulated containers is transported to the steelmaking shop and, partially , in hermetically sealed containers are sent to powder metallurgy shortages.

Відпрацьований відновний газ продувають через одну з двох камер газогенератора з нагрітим до 1000-11002С; антрацитом, прохолоджують у першому рекуператорі до 70092 за рахунок передачі тепла повітрю для опалення вапняно-випалювальної печі, пропускають через камеру з вапном, піддають сухому газоочищенню, прохолоджують до 802 у другому рекуператорі, піддають мокрому газоочищенню, стискають до 100кПа надлишкового тиску, нагрівають до 6002 у другому рекуператорі, в результаті чого одержують не с утримуючий сірки свіжий відновний газ із вмістом 8095 СО і 1095 Но, що має надлишковий тиск 8ОкПа. При вдмухуванні в модулі газ розширюється до надлишкового тиску 50кПа, температура знижується до 560260. і9)The spent reducing gas is blown through one of the two chambers of the gas generator heated to 1000-11002С; anthracite, cooled in the first recuperator to 70092 due to the transfer of heat to the air for heating the lime kiln, passed through a chamber with lime, subjected to dry gas cleaning, cooled to 802 in the second recuperator, subjected to wet gas cleaning, compressed to 100 kPa overpressure, heated to 6002 in the second recuperator, as a result of which non-sulfur-containing fresh reducing gas with a content of 8095 СО and 1095 НО is obtained, which has an excess pressure of 8 OkPa. When blowing into the module, the gas expands to an excess pressure of 50 kPa, the temperature drops to 560260. i9)

Реакція відновлення вуглекислого газу вуглецем йде з істотною витратою тепла, тому вугілля, Через яке пропускають газ, швидко прохолоджується. При зниженні його температури до 10002 подачу регенеруємого газу переключають на другу камеру газогенератора, у якій вугілля розігріте до потрібної температури, а в (ав) камеру з підстившим вугіллям подають кисень і поповнюють свіжим вугіллям. юThe carbon dioxide reduction reaction with carbon takes a significant amount of heat, so the coal, through which the gas is passed, cools down quickly. When its temperature drops to 10002, the supply of regenerated gas is switched to the second chamber of the gas generator, in which the coal is heated to the required temperature, and in (a) the chamber with frozen coal is supplied with oxygen and replenished with fresh coal. yu

Пил, уловлений у сухому газоочищенні, повертають у прийомний бункер реактора другого ступеня.Dust captured in dry gas cleaning is returned to the reception hopper of the second-stage reactor.

При вертикальній швидкості газового потоку Через аерожолоб жалюзійного типу, рівній 0.1м/с, утвориться (ее) горизонтальна складова потоку зі швидкістю порядку 0.02м/с. Цим потоком псевдозріджений шар матеріалу б переміщається уздовж аерожолоба зі швидкістю порядку 0.00бм/с, при цьому тривалість масообміну матеріалу з відновним газом складає в реакторі першого ступеня понад 1.48 години і в реакторі другого ступеня - 13.33 - години. Цієї тривалості вистачає для завершення реакції відновлення. Тривалість перебування газу в модулі - менше 1 хвилини, за цей час з нерівновагого газу сажистий вуглець практично не виділиться. "Хвости" первинної магнітної сепарації транспортують у накопичувальний бункер для охолодження до « 20-402С, після чого них сепарують спочатку в слабкому (порядку 1100Е), потім у сильному (15000Е) магнітному полі, При цьому витягаються металевий нікель і всі важковідновлювані магнітні і слабомагнітні при низькій З с температурі з'єднання заліза з побічними металами й елементами - нікелем, марганцем, міддю, магнієм, а також "» з фосфором і сіркою. Вторинною магнітною сепарацією витягають 0.5т/годину цих з'єднань. Їх відновлюють у " виготовленому з вогнетривких керамічних матеріалів реакторі при температурі 900-1000900 монооксидом вуглецю, що утвориться при продувці вугілля в газогенераторі киснем, після чого розділяють метали. "Хвости" вторинної сепарації разом з вапном із сіркопоглинаючої камери утилізують, наприклад, при - виробництві низькомарочних в'яжучих у будівельних роботах.If the vertical speed of the gas flow through the louver type air chute equals 0.1 m/s, a horizontal component of the flow with a speed of about 0.02 m/s will be formed (ee). With this flow, the fluidized layer of material b moves along the air chute at a speed of the order of 0.00 bm/s, while the duration of mass exchange of the material with reducing gas is more than 1.48 hours in the first stage reactor and 13.33 hours in the second stage reactor. This duration is enough to complete the recovery reaction. The duration of the stay of the gas in the module is less than 1 minute, during which time carbon black will not be released from the unbalanced gas. The "tails" of the primary magnetic separation are transported to a storage hopper for cooling to 20-402С, after which they are separated first in a weak (about 1100E) and then in a strong (15000E) magnetic field. At the same time, metallic nickel and all difficult-to-reduce magnetic and weakly magnetic fields are extracted at a low temperature of C, iron compounds with secondary metals and elements - nickel, manganese, copper, magnesium, as well as "" with phosphorus and sulfur. By secondary magnetic separation, 0.5 tons/hour of these compounds are extracted. They are restored in the "manufactured from refractory ceramic materials in the reactor at a temperature of 900-1000900 with carbon monoxide, which will be formed when the coal in the gas generator is blown with oxygen, after which the metals are separated. "Tails" of secondary separation together with lime from the sulfur absorbing chamber are disposed of, for example, in the production of low-quality binders in construction works.

Ге) Таким чином, запропонований спосіб низькотемпературного відновлення дрібнодисперсної залізної руди дозволяє не тільки витягати практично цілком усе залізо руди, у тому числі і важкозбагаченої гематитової, але со й одержувати залізний порошок високої чистоти, забезпечує практично мінімально можливі енерговитрати на с 20 здійснення процесу, технологічне устаткування може бути виготовлене з не дуже дорогих середньолегованих сталей із жароміцністю до 6502С, воно не містить інтенсивно зношуємих елементів, а значить довговічне. с Джерела інформації: 1. Н.А.Тулин, В.С.Кудрявцев, С.А.Пчелкин, и др.. Развитие бескоксовой металлургии /под редакцией ТулинаGe) Thus, the proposed method of low-temperature recovery of finely dispersed iron ore allows not only to extract almost all of the iron from the ore, including heavily enriched hematite, but also to obtain high-purity iron powder, ensures the practically minimum possible energy costs for the implementation of the process, technological the equipment can be made of not very expensive medium-alloyed steels with a heat resistance of up to 6502С, it does not contain intensively wearing elements, which means it is durable. Sources of information: 1. N.A. Tulin, V.S. Kudryavtsev, S.A. Pchelkin, etc. Development of coke-free metallurgy / edited by Tulin

Н.АА., Майера К. М.: Металлургия, 1987, 328вс. 2. Большая советская знциклопедия. Второе издание, т.15, с.56. (ФІ З. Большая советская знциклопедия. Второе издание, т.38, с.584. 4. Патент КО Мо2205229, МКИ С21813/06, Е2783/04, БИМП. Мо16, 2003Гг. ді 5. Большая советская знциклопедия. Второе издание, т.25, с.617. 6. Большая советская знциклопедия. Второе издание, т.44, с.635, 638. бо 7. Абакумов Е.Г. Механические методьї активации химических процессов.Новосибирск. 1980г., 297 стр. 8. Ю.С.Юсфин, А.А.Гиммельфарб, Н.Ф.Пашков. Нове процессь! получения металла. М. "Металлургия", 1994г, 320с.N.AA., Mayera K.M.: Metallurgy, 1987, 328vs. 2. Big Soviet encyclopedia. Second edition, vol. 15, p. 56. (FI Z. Bolshaya sovetskaya zncyclopedia. Second edition, vol. 38, p. 584. 4. Patent KO Mo2205229, MKY C21813/06, E2783/04, BIMP. Mo16, 2003. 5. Bolshaya sovetskaya zncyclopedia. Second edition, vol.25, p.617. 6. Bolshaya sovetskaya zncyclopedia. Second edition, vol.44, p.635, 638. bo 7. Abakumov E.G. Mechanical methods of activation of chemical processes. Novosibirsk. 1980, 297 p. 8 Yu.S. Yusfin, A.A. Gimmelfarb, N.F. Pashkov. A new process for obtaining metal. M. "Metallurgy", 1994, 320 p.

Claims

65 Formula of the invention

1. The method of recovery of finely dispersed iron ore, which includes loading ore into a preheating chamber, heating it in a fluidized bed in this chamber, recovery in a fluidized bed in a first-stage reactor, magnetic separation and recovery of the magnetic component in a fluidized bed in a second-stage reactor to the extent metallization not less than 92 95, which is distinguished by the fact that in the preheating chamber, iron ore is heated to a temperature of 400 - 450 C and restored in the first-stage reactor to the transformation of Be2O53 into BezO, at a temperature of 400 - 540 "C, magnetic separation is carried out in the temperature range 500 - 540 °C, and the magnetic component is regenerated in the second-stage reactor at a temperature of 500 - 570 °C.

2. The method according to claim 1, which differs in that before loading the ore into the preheating chamber, it is crushed to a particle size of less than 50 μm by high-speed shock impact, which ensures mechanical activation of the material structure.

C. The method according to claim 1 or 2, which differs in that the non-magnetic component of the magnetic separation is cooled to a temperature of less than 100 C and subjected to secondary magnetic separation, and the magnetic component of the secondary magnetic separation is recovered separately from the magnetic component of the primary separation.

4. A renewable reactor, including a housing, to the side wall of which multi-tiered sections with openings for pouring material, as well as devices for gas supply and removal, an upper end of the housing with a device for loading material onto the upper section, and a lower end of the housing with a device are attached for removing the processed material from the reactor, which is distinguished by the fact that the body has the shape of a rectangular parallelepiped, the sections are made in the form of air ducts that include louver plates, the width of these air ducts is equal to the internal width of the body, while one end of each air duct is adjacent to the narrow side wall of the body, and the other end is located with a gap from the opposite narrow side wall and borders the upper end of the channel for pouring material, under the lower ends of the channels for pouring material, valves are installed, with the possibility of rotation around the horizontal axis, pressed to the edges of the channels, the body is divided by CM horizontal partitions on the module , of which c reactors of the first and second stages, as well as a preheating chamber, are placed inside the modules from one to four air ducts, the space under the lower air duct of each reactor module is connected to the collector of the reducing gas supply, the space above each upper air duct is connected to the outlet manifold of spent gas, in the modules of the preheating chamber, the space under the lower and the space above the upper air chutes is connected, respectively, to (c) the collectors for the supply of fresh and exhaust of the spent coolant, the upper modules of the preheating chamber and the second-stage reactor are equipped with receiving bunkers, channels for overflow of material under the lower air chutes of the lower modules of the reactors is led outside the body, other modules are connected to each other by channels for d) overflow of material, the outlet channel for overflow of material of the first stage Fu reactor is connected to the receiving device of the magnetic separation installation, while the installation of a magnet of separation includes a magnetic component dispensing device, which is connected through a conveying device with a receiving hopper for loading material onto the upper air chute of the upper module of the second-stage reactor.

5. The regenerative reactor according to claim 4, which is distinguished by the fact that the air chutes are installed at an angle to the horizon with a rise in the direction of the rise of the louvered plates of the louvered air chutes, and the louvered plates are installed with the possibility of changing the angle of their inclination to the plane of the louvered air chutes. t s ;" -I se) (ee) c 50 (42) F) ime) 60 b5