Обкатування концентратів залізних руд

Обкатування - процес огрудкування зволожених тонкоподрібнених матеріалів (60-80% класу -0,044 мм), заснований на здатності їх при перекочуванні утворювати гранули сферичної форми (окатиші) без застосування безпосереднього тиску.

Ріст видобутку і переробки тонковкрапленних залізних руд і бідних залізистих кварцитів приводить до збільшення виробництва тонкоподрібнених концентратів. Огрудкування таких концентратів(що містять 90-95% класу -0,074 мм) агломерацією неефективно внаслідок зниження продуктивності агломераційних машин. У зв'язку із цим в останні 10-20 років для огрудкування тонких концентратів широко застосовують обкатування вихідної шихти і наступний зміцнюючий випал отриманих окатишів. Останні міцні, легко транспортуються і мають цінні металургійні властивості.

Процес одержання окатишів з концентрату складається із трьох основних стадій: підготовки компонентів шихти до обкатування, одержання сирих окатишів та їх зміцнюючого випалу.

Шихта для виробництва окатишів складається із залізорудної частини, що флюсують і зміцнюючих добавок та іноді твердого палива.

Формування окатишів відбувається за рахунок сил взаємодії між зволоженими часточками шихти, тісний контакт між якими обумовлений ущільнюючими зусиллями, що виникають при перекочуванні окатишів в обкатувачі. При цьому капілярні сили, що виникають при утворенні водних менісків в тонких порах на поверхні окатишів, є найбільш істотними в сумі сил, що визначають міцність сирих окатишів. Здатність концентрату утворювати окатиші визначається його фізичними властивостями, в першу чергу питомою поверхнею та гранулометричним складом, а також схильністю до змочування. Питома поверхня і крупність концентратів, використовуваних для виробництва окатишів, становлять відповідно 1500- 2500 см²/г та 75-90%; класу - 0,044 мм відповідно.

Як добавка для флюсування застосовуються вапняк і бентоніт. Вологість шихти перед обкатуванням повинна бути на 2-3% нижче оптимальній. Відсутній об’єм води додається при обкатуванні.

Сирі окатиші повинні бути досить міцними для можливості транспортування їх від обкатувачів до палючих агрегатів. Окатиші вважаються придатними, якщо вони не руйнуються після 5-6 скидань із висоти 300 мм.

Окатиші не повинні розтріскуватися в процесі їх зміцнюючого випалу. Для поліпшення властивостей сирих окатишів в концентрат уводять добавки: бентоніт, що підвищує опір роздавлюванню й розтріскуванню при швидкому підсушуванні, вапняк, що служить флюсом і збільшує опір окатишів удару при перевантаженнях і роздавлюванню при підсушуванні. Бентоніт являє собою високодисперсну глину, здатну утворювати гелі з дуже розвинутою поверхнею.

Кращими вважаються лужні бентоніти, в обмінному комплексі яких переважають лужні іони Na⁺ і К⁺ з високою здатністю до гідратації. Наявність іонів лужноземельних металів в обмінному комплексі, здатність до гідратації яких менше лужних, знижує якість бентоніту. Бентоніт застосовується крупністю 85-87% -0,074 мм, вологістю 5-8%. Витрати його становлять 0,7-1,5% шихти.

Для обкатування концентратів використовують барабанні або чашеві обкатувачі.

Чашевий (тарілчастий) обкатувач (рис.8.2) являє собою обертову чашу 1 у вигляді диска з бортом по окружності, встановлену під кутом 40-60° до обрію. Обкатування матеріалу відбувається на дні чаші. Внаслідок сил злипання матеріал комкується і окатиші, що утворюються, піднімаються на деяку висоту, а потім скачуються вниз по траєкторіях 2, при цьому відбувається збільшення розміру окатишів що вже утворилися, і виникнення дрібних грудочок - нових центрів обкатування. Кінцева крупність окатишів становить 10-16 мм.

Сирі окатиші піддають сушінню, нагріванню і випалу на колосниковій конвеєрній машині або в обертовій трубчастій печі.

Металізація окатишів здійснюється з метою часткового відновлення оксидів заліза до металу. Це сприяє підвищенню техніко-економічних показників їх використання в доменному виробництві. Одержання металізованих окатишів із застосуванням в якості відновлювача твердого палива здійснюється двома способами:

- тонкоподрібнене паливо змішується з залізорудним концентратом і флюсами, з суміші одержують рудно-паливні окатиші, що піддають відновленню;

- обкатується шихта без палива, після чого окатиші відновлюються в шарі твердого палива.

Сирі рудно-паливні окатиші виготовляються за звичайною технологією. Їх випал і відновлення роблять при температурі 1473-1623 К.

Процес відновлення залізорудних мінералів в окатишах протікає в три стадії:

 

Контрольні питання.

1. Розкрийте сутність процесу агломерації.

2. Послідовність операцій технології агломерації руд.

3. Обкатування та його призначення.

4. Принцип дії чашевого обкатувача.

 

Література

Основна література

1. Елишевич А.Т. Брикетирование полезных ископаемых. - М.: Недра, 1989.

Допоміжна література

 

2. Крохин В.Н. Брикетирование углей. - Г.: Недра, 1984.

3. Равич В.М. Брикетирование в цветной и черной металлургии. - М.: Металлургия, 1980.