UA119756C2 - Спосіб отримання котунів марганцевої руди - Google Patents

Abstract

Винахід стосується способу отримання спечених котунів марганцевої руди. Спосіб полягає в: готуванні сировини для обкочування, що включає тонкоподрібнену марганцеву руду і зв'язувальну речовину; обкочуванні сировини для отримання сирих котунів; і спіканні сирих котунів в печі для спікання зі сталевим стрічковим конвеєром. Операція спікання включає транспортування котунів на сталевому стрічковому конвеєрі крізь технологічні зони з різними температурами, а саме щонайменше одну зону сушіння, щонайменше одну зону нагрівання, щонайменше одну зону спікання і три зони охолодження.

Description

Галузь техніки

Винахід стосується способу отримання обпалених котунів марганцевої руди. Винахід також стосується обпалених котунів марганцевої руди, отриманих зазначеним способом.

Рівень техніки

Значні кількості частинок тонкоподрібненої руди отримують під час видобутку, подрібнення, транспортування і технологічної обробки марганцевої руди. Тонкоподрібнену марганцеву руду, яка має частинки з розміром зерен менше 6-9 мм, не може бути безпосередньо застосовано при виплавці марганцевого сплаву. Тонкоподрібнена руда легко утворює ливарні кірки і твердий поверхневий шар поверх шихти в електричній печі. Утворення кірки може викликати газові викиди, створити проблеми з осіданням шихти і значні збурення під час плавильного процесу.

Тонкоподрібнену марганцеву руду, як правило, обкатують і спікають в спікальній машині стрічкового типу, коли необхідна велика продуктивність виробництва агломерату марганцевої руди. Кількість коксу, який використовується при спіканні є істотною, навіть вище 10 мас. 95, так як тонкоподрібнену марганцеву руду, в основному, плавлять в процесі спікання. Продукт - агломеровану марганцеву руду - потім подрібнюють до розміру частинок менше 50-75 мм.

Подрібнений продукт є пористим, твердим і шпилястим. Подрібнений продукт з розміром частинок 6-75 мм, завантажують в плавильну піч. Тонку фракцію, створену при обробці продукту рециркулюють назад у блоку агломерації і у спікальній печі. Навантаження рециркуляції може досягати 15-2095 спеченого продукту. Рециркуляція такого значного відсотка збільшує витрати енергії в процесі спікання.

В патенті США 6063160 описано спосіб агломерації тонкоподрібненого марганцевмісного матеріалу, який має розмір частинок менше 6 мм, в агломераційній машині конвеєрного типу, по суті, безперервної роботи. Спосіб включає операції додавання зв'язувальної речовини і додаткового вуглецевмісного матеріалу до тонкоподрібнений матеріал, мікрогранулювання отриманої суміші і пропускання мікрогранульованої композиції крізь зону сушіння і попереднього нагрівання, зону реакції і спікання і зону охолодження. Спечений матеріал подрібнюють, просівають і транспортують до плавильного агрегату. Агломерат, отриманий таким чином, має недостатню механічну міцність, щоб витримати велике навантаження при обробці і транспортуванні на велику відстань.

Зо В іншому відомому процесі виробництва марганцевих котунів використовують марганцеву руду, яку було обпалено в псевдозрідженому шарі у відновлювальній атмосфері. Процес включає термічну обробку, також відому як випал марганцевої руди, з подальшим обкочуванням і спіканням. Кальцинування при утворенні магнетиту сприяє ліквідації заліза шляхом магнітної сепарації що призводить до збагачення марганцевої руди. Побічним ефектом термічної обробки є розкладання піролюзитів, які взаємодіють з марганцевим котуном, які спалюють при традиційних процесах виробництва.

В заявці МУО 2010/009527 Аї описано спосіб отримання марганцевих котунів з некальцінованої марганцевої руди. Спосіб включає підготовку руди відповідного розміру, додавання флюсу, додавання агломерувальної (зв'язувальної) речовини, обкочування з утворенням сирових котунів, а також термічна обробка шляхом сушіння, попереднього нагрівання і нагрівання сирових котунів.

При плавленні спечені котуни переважно перепалюються через їх більш високу пористість, однаковий розмір і однакову форму.

Для сталеплавильного виробництва, отримання котунів марганцевої руди досі не було вирішена задовільно. Важко отримати фізично прийнятні котуни з марганцевої руди. Фізично неприйнятний о котун може утворювати надмірно дрібні частинки при обробці, при транспортуванні і під час відновлення в печі. Утворення дрібних частинок може призвести до втрат при виробництві або до утворення матеріалу з неякісними характеристиками для процесу відновлення через втрату проникності шару матеріалу.

Мета винаходу

Метою винаходу є створення нового, вдосконаленого способу виготовлення спечених марганцевих котунів. ІНШою метою винаходу є створення котунів марганцевої руди, придатних для виробництва нержавіючої сталі, в легкій для застосовування формі.

Суть винаходу

Спосіб відповідно до даного винаходу характеризується ознаками, наведеними в п.1 формули винаходу.

Більш точно, спосіб отримання спечених котунів марганцевої руди полягає в отриманні шихти для обкочування, яка має тонкоподрібнену марганцеву руди і зв'язувальну речовину; агломерування шихти для обкочування для отримання сирових котунів; і спікання сирових бо котунів в спікальній печі зі сталевим стрічковим конвеєром, причому, операція спікання включає транспортування котунів на сталевому стрічковому конвеєрі крізь технологічні зони з різними температурами, а саме щонайменше одну зону сушіння, щонайменше одну зону нагрівання, щонайменше одну зону спікання і щонайменше одну зону охолодження, переважно три зони.

В одному варіанті втілення винаходу утворення тонкоподрібненої марганцевої руди виконують вологим подрібненням та фільтрацією дріб'язку марганцевої руди.

В іншому варіанті втілення винаходу утворення тонкоподрібненої марганцевої руди виконують сухим подрібненням дріб'язку марганцевої руди.

В одному варіанті втілення винаходу спосіб має операції подрібнення і просівання марганцевої руди для отримання розподілу розміру частинок, який складає менше, ніж 5095 під ситом Мо 400 (38 мкм) і 40-8595, більш переважно, 55-7095, під ситом Мо 200 (74 мкм).

В одному варіанті втілення винаходу зв'язувальна речовина є бентонітом. Кількість бентоніту складає 0,5-1,0 мас. 95, переважно 0,6-0,8 мас. 95.

В одному варіанті втілення винаходу дрібнодисперсне вугілля додають до шихти для обкочування. Кількість мілкого вуглецю становить 0,1-2,0 мас. 95, переважно 0,5-1,0 мас. 95.

В одному варіанті втілення винаходу флюс додають шихти для обкочування. Прийнятний флюс має, наприклад, вапняк, доломіт і кварцит.

В одному варіанті втілення винаходу час витримування в зоні сушіння складає 6-8 хвилин, а температура сушильного газу, що подають в зону сушіння, становить 200-30092 С, переважно, 220-2809 С. Якщо сушку проводять занадто інтенсивно, котуни руйнуються в зоні сушіння.

В іншому варіанті втілення винаходу сушіння котунів виконують в двох зонах сушіння. В цьому випадку час витримування в першій і другій зоні сушіння складає 7-8 хвилин і 5-6 хвилин, відповідно, а температура сушильного газу, що подають в першу і другу зону сушіння може бути 150-25070 і 350-4507С, відповідно.

В одному варіанті втілення винаходу час витримування в зоні нагрівання становить 5-12 хвилин.

В одному варіанті втілення винаходу час витримування в зоні спікання становить 7-14 хвилин.

В одному варіанті втілення винаходу шар матеріалу в зоні спікання нагрівають до максимальної температури 1200-14507С, переважно, 1250-14107С, більш переважно, 1280-

Коо) 139076.

В одному варіанті втілення винаходу повітря із зони охолодження рециркулюють в щонайменше одну з попередніх зон.

Спечені котуни марганцевої руди, отримані способом за даним винаходом мають опір стисненню щонайменше 150 кг/котун діаметром 12 мм.

Детальний опис винаходу

Якість марганцевої руди в значній мірі змінюється в залежності від родовища руди.

Марганцеві руди зазвичай містять оксиди марганцю, силікати, карбонати і гідратні компоненти.

Вміст летких речовин тонкоподрібненої марганцевої руди може складати до 20,095. Деякі марганцеві руди також містять кальцити. Дрібні частинки руди утворюються, наприклад, при екскавації, подрібненні, просіюванні і промивання марганцевої руди. Цю тонкоподрібнену фракцію можна використовувати як шихту для виробництва спечених котунів марганцевої руди відповідно до даного винаходу.

Дрібні частинки марганцевої руди переважно піддають вологому подрібненню у кульовому млині вологого подрібнення. Суспензію від вологого подрібнення фільтрують для видалення надлишку води. Ніякого додаткового сушіння не потрібно. Відфільтрований осад утворює основу шихти для обкочування. Потрібна дрібнозернистість становить менше 50 95 під ситом Мо 400 (38 мкм) і 40-85 95, переважно 55-70 95, під ситом Мо 200 (74 мкм).

Сухе подрібнення дрібнозернистої марганцевої руди можливе, коли вихідна руда містить невелику кількість вологи.

При необхідності, подрібнена марганцева руда може бути просіяна для отримання тонкоподрібненої марганцевої руди з потрібним розміром частинок.

Зв'язуючу речовину додають до шихти для обкочування для отримання котунів. Зв'язуючою речовиною переважно є бентоніт, який може бути доданий до шихти для обкочування в кількості 0,5-1,0 мас. 95, переважно 0,6-0,8 мас. 95. При виробництві в промисловому масштабі такі кількості бентоніту є достатніми, в той час як для лабораторних випробувань кількості бентоніту, необхідного для отримання прийнятних котунів може бути вищою.

Залежно від складу тонкоподрібненої марганцевої руди, дрібнодисперсне вугілля (кокс або інший вуглецевий матеріал), необов'язково, може бути доданий до шихти для обкочування.

Кількість дрібнодисперсне вугілля може складати 0,1-2,0 мас. 95, переважно 0,5-1,0 мас. 95. бо Додавання вуглецю не потрібне, коли марганцева руда знаходиться в окисленій формі, що містить багато МпО». В цьому випадку сильна екзотермічна реакція між вуглецем і киснем призводить до руйнування структури котунів. Вуглець може бути застосований, коли марганцева руда містить невелику кількість, наприклад, карбонатів, таких як кальцит. Невеликі кількості вуглецю також можуть бути використані, коли марганцева руда містить більшу кількість карбонатів. Реакції вуглецю вивільняють монооксид вуглецю (СО); ця реакція є ендотермічною, що обмежує збільшення температури шару матеріалу.

Залежно від складу тонкоподрібненої марганцевої руди, флюс, необов'язково, може бути введений у сировину для обкочування. Відповідні флюси включають: вапняк, доломіт, кварц, кварцит, волластоніт і будь-які їх суміші. Флюс може бути доданий, коли температура шару необхідно знизити. Потреба у флюсі залежить від мінералогії руди. Також флюси необхідні, коли виробляють самофлюсуючі котуни для мінімізації необхідності додавання флюсу при плавці.

Сировину для обкочування, яка складається з тонкоподрібненої марганцевої руди, бентоніту, мілкого вуглецю і, необов'язково, флюсу, ретельно перемішують. Вміст вологи. у сировині для обкочування необхідно контролювати дуже ретельно. Утворення котунів можна проводити в роторному гранулювальному барабані або на тарілчастому окомковувачі.

Розвантажений матеріал з пристроїв обкочування переважно просіюють на обертальному ситі, розташованому під кінцевим пристроєм обкочування. Як правило, негабаритні куски подрібнюють і повертають після просіювання продукт зменшеного розміру, як рециркулююче завантаження, назад у сировину для обкочування. Сирові котуни потрібного розміру можуть бути скинуті на стрічковий конвеєр для подачі у хитний живильник спікальній печі.

Спікання сирових котунів може бути виконано в спікальній печі зі сталевим стрічковим конвеєром або в спікальній печі з рухомою решіткою. Пил від котунів і пил з спікальній печі подають назад у сировину для обкочування.

Спікальна піч зі сталевим стрічковим конвеєром містить нескінченний стрічковий конвеєр для транспортування матеріалу, що спікається, крізь спікальну піч. Термічна обробка в обладнанні для спікання включає операції сушіння, нагрівання, спікання і охолодження котунів.

Спікальна піч переважно є багатокамерною піччю, крізь яку проносять сировинні котуни на перфорованій сталевій конвеєрній стрічці. Зустрічний потік охолоджувальних газів слугує, щоб

Зо нести відпрацьоване тепло від спечених котунів і подавати його у передні кінцеві камери.

Звичайно, гази всмоктується, а охолоджувальне повітря продувають крізь повітряні короби, розташовані під стрічковим конвеєром. Переважно, спечені котуни використовують як нижній шар на сталевій стрічці, щоб захистити її від занадто високих температур.

Спікальна піч, як правило, містить щонайменше одну сушильну камеру як першу зону. В сушильній камері, гарячий газ, який переважно рециркулюють з третьої зони охолодження, може бути всмоктаний крізь шар котунів і, як наслідок, шар починає сохнути. Температура сушильного газу переважно складає 200-400"С. Зона сушіння може бути розділена на дві секції, особливо, коли вологість котунів перевищує 1095. Тоді температура в першій зоні сушіння знаходиться в інтервалі 200-3007"С. Температуру сушіння можна регулювати шляхом регулювання потоку охолоджувального повітря крізь третю зону охолодження. Як правило, додатковий рециркулюючий газ подають в обхід сушильної камери.

Спікальна піч додатково має щонайменше одну нагрівальну камеру як другу зону. У нагрівальній камері гарячий газ, який переважно рециркулюють з другої зони охолодження, протягують крізь шар матеріалу, щоб збільшити температуру шару. Шар переважно нагрівають до такої температури, при якій вуглець в шарі сирових котунів запалюється для початку реакцій спікання. Температура нагріву газу переважно становить 1050-11507С. Переважно, необхідне тепло отримують шляхом спалювання паливного газу в пальнику, розташованому в трубі циркулювання газу.

Крім того, піч для спікання має камеру спікання як третю зону для отримання спечених котунів. В камері спікання гарячий газ, який переважно циркулює з першої зони охолодження, як правило, всмоктується крізь шар матеріалу. Температуру шару переважно підвищують до температури спікання, яка, в залежності від мінералогії, може бути 1200-14507С. Максимальна температура шару спікання переважно складає 1250-14107С, більш переважно 1280-139076.

Тепло, необхідне для забезпечення спікання, може бути отримане спалюванням паливного газу в пальнику.

Переважно, технологічні гази окремо витягують з кожної передньо-кінцевої зони для регулювання температури спікання, тиску і параметрів газового потоку в спікальній печі. Як правило, гази очищають в вологих скруберах. Газові потоки можна регулювати зміною швидкості обертання вентиляторів для газів, що відходять. 60 У переважному варіанті здійснення, спечені котуни охолоджують в одній або декількох наступних камерах охолодження. Спечені котуни охолоджують продувкою повітря крізь шар знизу стрічкового конвеєра. Охолоджувальні гази можуть бути направлені до передніх кінцевих камер. Як правило, повітря вдувають окремо до кожного повітряного короба відповідно до потрібного тиску в камерах над шаром котунів. Реакції спікання зазвичай продовжують, щонайменше частково, в зонах охолодження для подальшого зміцнення отриманих котунів.

Як правило, свіжоспечені котуни розвантажують разом з нижнім шаром котунів і транспортуються на конвеєрній стрічці до обладнання для просіювання і до бункерів для котунів. Готові котуни, придатні для використання як засипка для плавлення, можуть бути просіяні для отриманням частинок розміром близько 6-16 мм.

Опір стисненню спечених котунів складає переважно більше 150 кГ/котун діаметром 12 мм.

Опір стисненню є здатністю котунів чинити опір силам стиснення, не руйнуючись. Її визначають шляхом розміщення котунів між двома сталевими плитами і рівномірного прикладення тиску, що вимірюють, до моменту руйнування котунів. Опір стисненню виражають як прикладений тиск в кілограмах на котун. Опір стисненню Еї2змм можна розрахувати за такою формулою:

Еізмм-(12/0)2. Еб, де - Р є виміряним діаметром котуна (ммі|; - 12 є вихідний діаметром бажаного котуна |ммі; - Ер є виміряна опір стисненню котуна ІкГ/котуні|.

Загальна пористість спечених котунів складає, переважно, 10-50 95, більш переважно 12-40 удо. Фактична щільність спечених котунів складає, переважно, 3-5 г/см", більш переважно, 3,5-4,5 г/см.

Продукт, отриманий з спікальній печі марганцевих котунів є твердим пористим котуном з постійними фізичними і хімічними властивостями. Котуни марганцевої руди, отримані відповідно до цього винаходу, можуть бути використані як вихідний матеріал для виробництва феромарганцю, силікомарганцю і ферохромних марганцевих сплавів.

Кількість рециркульованого пилу при виробництві спечених котунів значно нижче, ніж при виробництві звичайного спеченого продукту, так як не потрібне подрібнення спеченого продукту. Котуни витримують навантаження, без руйнування або утворення надлишкової

Зо кількості пилу, при поводженні і перевезенні.

Приклад 1

Випробування обкочування і спікання були проведені в лабораторних умовах на зразках бразильської марганцевої руди. Руда була окисненого типу і містила різні типи гідроксидів.

Основні фази зразка складалася з оксидів марганцю, піролюзиту, вернадиту, тодорокіту, гіоситу, накриту, каолініту, оксиду кремнію і муліту. Хімічний склад рудного дріб'язку наведено в таблиці 1.

Випробування обкочування проводили на лабораторному диску діаметром 400 мм. Суміш для обкочування, що складається з висушеного рудного дріб'язку марганцевої руди, бентоніту і кальциту як флюс в деяких тестах, була спочатку перемішана вручну, а потім в лабораторному змішувачі. Змішану порцію вручну подавали на диск для обкочування. Подану порцію змочували розпилювачем води відповідно до формування котунів. Потрібний діаметр котуна був 12 мм. Після обкочування вимірювали діаметри котунів і міцності на стиск вологих і сухих котунів. Вимірювали вологість вологих котунів.

Таблиця 1 771117 АЮз 77 7790 2

Випробування на спікання проводили в індукційній печі. Котуни завантажували в 110 мл плавильний тигель з оксиду алюмінію. Тигель поміщали в великий графітовий тигель в індукційній печі. Графітовий тигель накривали кришкою. Повітря вдували в тигель протягом всього випробування і вимірювали температуру. Котуни нагрівали відповідно до необхідної температури для сталевого стрічкового конвеєра для спікання в лабораторних умовах. Опір стисненню становила 150 кГ/котун (пропорційно розміру до 12 мм). Максимальні температури в трьох вимірах були 13507, 13002 і 125070. Час утримування при максимальній температурі становив 9-12 хвилин.

Коли вихідний сировина для обкочування містила 100 одиниць руди, 5,2 одиниці кальциту і 1,0 одиниця бентоніту, опір стисненню вологих котунів становила 1,5 кГ/котун, а сухих котунів - 7,8 кГ/котун. Опір стисненню цієї порції була досить високою. Вміст вологи в гранулах був близько 1595.

Бажана опір стисненню 200 кГ/котун діаметром 12 мм була досягнута після спікання при 130070. Міцності на стиск після операцій спікання, виконуваних при різних максимальних температурах, наведені в таблиці 2.

Таблиця 2

Опір стисненню температура

Результати випробувань показують, що спечені котуни доброї якості можуть бути виготовлені в промисловому масштабі.

Приклад 2

Періодичні випробування на спікання проводилися з двома марганцевими рудами 421 і 22 3

Південної Африки і з марганцевою рудою 23 з Бразилії.

Процедури випробувань

Випробувальні зразки подрібнювали для отримання необхідної крупності дріб'язку марганцевої руди для періодичного випробування обкочування і спікання. Подрібнення проводили на млині подрібнення під тиском і на вібромлині Палла в сухому стані.

Метою періодичного обкочування було вивчення властивостей обкочування тонкоподрібненої марганцевої руди, а також отримання котунів для періодичних випробувань

Зо процесу спікання. Тонкоподрібнену марганцеву руду змішували з бентонітом. У деяких випадках також додавали кокс. Випробування обкочування здійснювали з використанням диска для обкочування. Порцію продукту подавали вручну на диск. Сировину для обкочування зволожували розпилювачем води відповідно до формування котунів. Потрібний розмір котунів становив 12 мм.

Випробування на спікання були проведені з використанням системи періодичної дії для спікання, яка складається з пальника для бутану, камери згоряння, реактора спікання і необхідних газових ліній. Газові лінії були обладнані необхідними водоохолоджувальними клапанами, щоб привести гази згоряння в реактор, а гази, що відходять, в систему очищення газу. Процес спікання безперервно регулювали за допомогою автоматичної системи керування технологічним процесом.

Періодичний процес спікання відбувався в наступних зонах: 1) зона сушіння робочими газами, утвореними продуктами згоряння; 2) зона нагрівання робочими газами, утвореними продуктами згоряння, з використанням збагачення киснем; 3) зона спікання робочим газами, утвореними продуктами згоряння, з використанням збагачення киснем; і 4) зона охолодження повітрям або азотом.

У деяких випробуваннях зона сушіння і нагрівання була розділена на дві різні зони. Кількість газу, що подавався, і часу утримування були попередньо вибрані для кожної зони. Температуру робочих газів регулювали кількістю бутану, кількістю повітря і збагаченням киснем. Робочі гази надходили в реактор зверху. Охолоджувальний газ також подавався по трубах в реактор зверху. В процесах промислового виробництва робочі гази і охолоджувальні гази повинні подаватися в шар матеріалу знизу.

Вологі сирові котуни завантажували в реактор на нижній шар, що складається з попередньо спечених бурих котунів. Висота обох шарів становила близько 200 мм. Після того, як програма спікання була завершена, реактор періодичної дії охолоджували до температури нижче 100С і спечені котуни вивантажували з реактора. Шар спечених котунів було розділено на три різні групи для лабораторних випробувань: верхня група (50 мм), середня група (100 мм), і нижня група (50 мм). Захисний нижній шар замінювали після кожного випробування.

Досліджувані матеріали

Дріб'язок марганцевої руди, яку використовували як матеріал для випробування, спочатку був занадто грубим для обкочування, тому його було необхідно подрібнити. Досліджувальні матеріали були подрібнені в сухому стані. Кінцева крупність складала менше 50 95 під ситом Мо 400 (38 мкм) і 65-70 95 під ситом Мо 200 (74 мкм). Ці значення є більшими, ніж ті, які зазвичай використовують при обкочуванні і спікання хромиту для того, щоб уникнути руйнування котунів через розкладання летючих компонентів руди.

Розмір зерна подрібненого дріб'язку марганцевих руд 21-23, використовуваних при випробуваннях періодичного обкочування і спікання, наведені в таблиці 3. 71 і 22 є дріб'язками марганцевої руди з родовищ Південної Африки, а 23 є дріб'язком марганцевої руди з родовища

Бразилії.

Таблиця З о Месита.// | мм | ///// продуктпідситоміб6Г//:::ГЧ 30 | 0600 | 1000 | 953 1770777 | бе | 9855 2ЮДщ | 954 200... | 0074 | 668 2 2 | 647 | 558 400 | 7777ЮюЮюЮЛ|Гор 468777 | 77469 | 455

Хімічні склади досліджених матеріалів марганцевої руди 71-23, показані в таблиці 4.

Марганцева руда 21 містила набагато більше летких речовин, ніж марганцева руда 22 через високий вміст кальциту. Високий вміст кальцію марганцевої руди 71 необхідно брати до уваги при плавці.

Марганцева руда 7272 була більш багатою на марганець, ніж марганцева руда 71, але відношення Мп/Ре була значно нижчим, ніж у марганцевій руді 21. У марганцевій руді 22 вода була поєднана з різними гидроксидами.

Марганцева руда 73 мала також досить високий вміст летких речовин. Марганцева руда 23 була окисненою рудою і вона містила також велику кількість гідроксидів.

Таблиця 4 бе | 77777749 77771711 11111681 ши Си ПК Я ПО КОНЯ ПОЛО 1 Беб/ |Ї77777777171498077777717 17771111 11111681 7 Ваб7777 |77777171711022 | 77777706 ши и ПЕ ЕТ: ПО ЛК ОО ПОЛО ши с жи шишехлишншиш: шишш

Коо)

Що стосується основних фаз матеріалів, що досліджувалися, дріб'язок марганцевої руди 21 потрібно було розділити на три мінералогічних типа: оксиди марганцю, силікати і карбонати.

Фази марганцю в частинках на основі карбонату були мілко вкраплені. Фаза оксиду марганцю виявилась біксобітом (МпгОз) і зернами гаусманіту (МпзО4). Силікатна фаза складалася з зерен марганцевого силікату, такого як брауніт і каріопліт. Карбонатна фаза виявилась кутноритом і зернами кальциту.

Мікроструктура дріб'язку марганцевої руди 22 відрізняється від дріб'язку марганцевої руди 21. Марганцева руда 22 не містить стільки карбонату як марганцева руда 71. Марганцеву руду 22 можна розділити на два морфологічних типа: оксиди марганцю і силікати. Оксиди марганцю виявилися біксбітом і гаусманітом. Силікатна фаза складалася з брауніту, кальцієво- марганцевого силікату і бементиту. Ці оксидна і силікатна фази були дуже тонко вкраплені.

Силікатні зерна також містили включення оксидів заліза. Карбонат виявився кальцитом.

Дріб'язок марганцевої руди 23 був окисленого типу. Марганцева руда містила в основному три гідратовані компоненти: вернандит, гібсит і гетит. Гідроксиди містили домішки. Гідроксид марганцю містив невелику кількість заліза і алюмінію. Марганець їі алюміній також утворювали гідросилікат. Залізо виявилось у вигляді гетиту, який містить алюміній. Марганцева руда 23 також містила чисті зерна МпО?г і 5іО». Калій і барій виявились в марганцевих гідроксидах.

Результати випробувань

Метою випробувань обкочування і спікання було знаходження належних умов спікання для отримання відповідної якості котунів для плавки в електропечі. Досліджуваними параметрами були: час витримування і температури в різних зонах спікання і кількість коксу, що додається.

Однакову кількість бентоніту було використано при кожному випробуванні.

Всього було проведено 23 випробування обкочування і спікання. Марганцева руда 272 використовувалась в 8 випробуваннях, а марганцева руда 71 - в 11 випробуваннях. Два випробування були проведені з сумішшю 21 і 22. Марганцеву руду 23 використовували в двох випробуваннях. Далі представлені результати випробувань кожної руди і наведені окремі коментарі. Багато результатів випробувань руди 23 взяті з більш ранніх досліджень, проведених з тієї ж рудою, і порівнянні з результатами цих досліджень.

Міцність котунів руди 22

Опір стисненню спечених котунів марганцевої руди 22 був дуже високим. Додавання води регулювалося дуже ретельно під час обкочування руди. Котуни ставали липкими і вони також втрачали свою округлену форму, легко ставали еліптичними через надлишок вологи.

Зо Додавання коксу робило обкочування більш важким.

Вміст вологи в сирових котунах був в діапазоні 6,1-7,595. Волога міцність складала 2,2-2,7 кГ/котун, а суха міцність складала 4,6-6,4 кГ/котун. Ці значення міцності є досить високими.

Опір стисненню спечених котунів був дуже високим при деяких випробуваннях. Можна було виміряти опір стисненню більше 300 кГ/котун. Зменшення розміру котунів під час спікання було незначним.

Результати випробувань при отриманні прийнятних котунів показали, що, максимальна температура сушильного газу була 300"С. Температуру газу, що подавався, було збільшено до 11507С, коли починали охолодження. Максимальна температура в шарі матеріалу становила близько 1200"С в нижній частині, 1250"С всередині, і 12807 у верхній частині шару. Загальний час витримування в зонах сушіння, нагрівання і спікання був 22,5 хвилин.

Опір стисненню спечених котунів марганцевої руди 22 був добрим в багатьох технологічних умовах. Мінімальний загальний час витримування, без охолодження, складав 21,5 хвилин. Час сушіння складав від Є до 8 хвилин. Час нагрівання був 5-12 хвилин, а час спікання - 7-14 хвилин.

Величини міцності були задовільними, коли не використовували кокс або додавання вуглецю складало 195 Стих.

Міцність котунів з руди 21

Обкочування марганцевої руди 21 було легким і додавання коксу зробило це ще легшим.

Опір стисненню котунів, виготовлених з дріб'язку марганцевої руди 21, спочатку був значно нижчим в порівнянні з котунами марганцевої руди 22. Були визначені параметри, необхідні для отримання якісних котунів для плавки.

Вміст вологи в сирових котунах склав 6,8-7,2 95. Волога міцність була 2,6-3,4 кГ/котун, а суха міцність була 11,8-16,2 кГ/котун. Ці значення міцності є досить високими. Суха міцність котунів марганцевої руди 721 була приблизно в два рази вище, ніж суха міцність котунів марганцевої руди 22.

Котуни значно зменшувалися при спіканні. Це відбувалось, ймовірно, через велику кількість кальциту, який розкладався під час спікання.

Періодичні випробування спікання показало, що котуни з марганцевої руди 71 починають плавитися при температурі близько 1400"С, що, отже, є верхньою межею температури спікання.

Опір стисненню спечених котунів був прийнятним (понад 200 кГ/котун, що не домірні 12 мм), бо в деяких випробуваннях. Найкращі результати були досягнуті коли загальний час витримування при сушінні, нагріванні і спіканні був 24-26 хвилин.

Здавалося, що додавання вуглецю 0,595 Сіх, повинне бути досить великим, щоб підтримувати температуру в нижньому шарі матеріалу досить високою. Але більш великі кількості коксу роблять гранули набагато слабшими. Кокс створює відновну атмосферу всередині котунів, що може зменшити оксиди марганцю і поглинання енергії. Розкладання кальциту вивільняє СО», який вступає в реакцію з вуглецем всередині котунів. На це потрібна енергія і збільшення обсягу газу. Ці фактори можуть погіршити опір стисненню котунів.

Як приклад, в одному успішному випробуванні спікання температура сушильного газу була близько 300"С в кінці періоду сушіння. Максимальна температура в шарі матеріалу була трохи нижче 1400"С. Температура газу, що подавався, була 12007"С до того, як починалося охолодження. Температура в середині шару була 1300-13507С.

Міцність котунів з руди 23

Розподіл частинок за розмірами марганцевої руди 23 був майже таким же, як і у марганцевих рудах 72 і 21. Обкочування було успішним. І волога міцність, і суха міцність сирових котунів були досить високими.

Зменшення котунів було значним під час спікання. Опір стисненню спечених котунів 23 був не дуже відповідним, якщо загальний час утримання при спіканні був занадто малим.

При дослідженнях, проведених з марганцевою рудою 23, було досягнуто опір стисненню близько 300 кГ/котун діаметром 10 мм, що є дуже добрим. При випробуваннях загальний час витримування в процесі спікання (сушіння, нагрівання і спікання, без охолодження) складав 29 хвилин, що є досить довгим. Час витримування при двох операціях сушіння складав з 7-8 хвилин і 5-6 хвилин. Таким чином, загальний час сушіння був 12-14 хвилин.

Інші властивості спечених котунів

Зносостійкість спечених котунів було вивчено, застосовуючи модифікований метод

Тумблера. Завантажена партія являла зразок вагою 1 кГ. Випробування проводили в сталевому барабані, обладнаному шістьма підйомниками. Через 90 хвилин обертання всю партію просівали на ситах з отворами 0,6 мм і 5,0 мм. Величина зносостійкості вказує на довговічність котунів проти стирання. Чим менше значення, тим вище зносостійкість котунів. Значення зносостійкості спечених котунів наведені в таблиці 5.

Зо Величини, отримані за модифікованим методом Тумблера для котунів 21 і 73, були чудовими. Зносостійкість котунів 272 була найвищою, а їх опір стисненню була відмінною. Проте, величина, отримана за модифікованим методом Тумблера для котунів 22, була на тому ж рівні, що і для котунів хромової руди.

Таблиця 5

Щільність і пористість часто використовуються для опису структури спечених котунів.

Щільність і пористість спечених гранул, взятих з середнього шару матеріалу, наведені в таблиці б.

Фактична щільність дорівнює масі, яка поділена на об'єм котуна, при цьому, об'єм не включає простору пор всередині котуна. Фактичну щільність вимірювали Не-пікнометром. Для цього котуни подрібнювали до розміру зерен -74 мкм.

Таблиця 6

Об'ємна щільність дорівнює масі, яка поділена на об'єм котуна, при цьому, об'єм також включає простори між гранулами, тобто фактор пористості. Вимірювали діаметр двадцяти котунів, кожний з трьох напрямків, і підраховували середній діаметр. Котуни зважували разом.

Розраховували середню вагу котунів і об'ємну щільність.

Загальна пористість була розрахована на основі об'ємної щільності та фактичної щільності.

Відкрита щільність була визначена в деїіонізованій воді у вакуумі. Двадцять котунів зважували, поміщали в хімічну склянку і зважують разом. Склянку заповнювали деіїонізованою водою до точного об'єму. Склянку з котунами і водою зважували. Котуни з водою зливали у всмоктувальну пляшку, що містить воду. Пляшка була з'єднана з вакуумним насосом. Повітря видаляли з котунів під вакуумом. Котуни зважували з відкритою пористістю, повною води.

Відкриту щільність розрахована на основі маси сухих котунів, насипного об'єму сухих котунів, маси води у відкритій пористості і щільності води.

Загальна пористість котунів руди 21 була дуже високою і значно вище, ніж загальна пористість котунів руди 22. Основною причиною різниці пористостей може бути той факт, що марганцева руда 21 містила набагато більше летючих речовин, ніж марганцева руда 22.

Котуни марганцевої руди 23 мали найнижчу пористість. Ці котуни значно зменшувалися при спіканні. Крім того, здавалось, що є фази плавлення на поверхні котунів руди 23.

Фактична і об'ємна щільності котунів руди 722 були більші щільності інших котунів.

Котуни з відібраних випробувань спікання були піддані хімічному аналізу. Результати цих хімічних аналізів представлені в таблиці 7.

Таблиця 7 72 | 493 | 105 | 71 | 053 | 48 | 064 | «002 | Олі! | - | 47 21 | 440 | 58 | 90 | 047 | 145 | 42 | «002 | 002 | - | 76

Вміст марганцю в котунах руд 23 і 21 був істотно вище, ніж у вихідних рудах. Це відбувається через велику втрату ваги руди при спіканні, особливо при розкладанні летючих речовин. Вміст алюмінію в котунах руди 23 був істотно вище, ніж в котунах руд 21 і 22. Вміст кальцію в котунах руди 21 був високим. Це дозволяє використовувати "спосіб вивідного шлаку" ("аізсага 5іад теїпоа") при плавці.

Ці дослідні випробування дали інформацію про оптимальні умови, обкочування і спікання дріб'язку марганцевої руди. Подрібнений дріб'язок марганцевої руди є прийнятним для обкочування. Опір стисненню вологих і сухих котунів досить висока. Марганцеві котуни руйнуються дуже легко під час сушіння, тому сушіння слід проводити дуже обережно. Умови спікання повинні бути обрані на основі складу дріб'язку марганцевої руди.

Коо)

Claims (14)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб отримання спечених котунів марганцевої руди, який полягає у виконанні наступних операцій: - отримання сировини для обкочування, яка включає тонкоподрібнену марганцеву руду і З5 зв'язувальну речовину; - обкочування сировини для отримання сирих котунів; і - спіканні сирих котунів в печі для спікання зі сталевим стрічковим конвеєром, причому операція спікання включає транспортування котунів на сталевому стрічковому конвеєрі крізь технологічні зони з різними температурами, а саме щонайменше одну зону сушіння, щонайменше одну зону нагрівання, щонайменше одну зону спікання і три зони охолодження, при цьому загальний час утримання в зонах сушіння, нагрівання і спікання становить 21-30 хвилин.

2. Спосіб за п. 1, який має операцію утворення тонкоподрібненої марганцевої руди з дріб'язку марганцевої руди вологим подрібненням та фільтрацією.

3. Спосіб за п. 1, який має операцію утворення тонкоподрібненої марганцевої руди з дріб'язку марганцевої руди сухим подрібненням.

4. Спосіб за п. 2 або п. 3, який має операції подрібнення і просівання марганцевої руди для отримання розподілу частинок по розміру, який складає менше ніж 50 95 під ситом Мо 400 (38 мкм) і 40-85 95, більш переважно 55-70 95, під ситом Мо 200 (74 мкм).

5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, в якому бентоніт застосовують як зв'язувальну речовину, причому кількість бентоніту складає 0,5-1,0 мас. 95, переважно 0,6-0,8 мас. 95.

б. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який включає додавання дрібнодисперсного вугілля до сировини для обкочування, причому кількість дрібнодисперсного вугілля становить 0,1-2,0 мас. до, переважно 0,5-1,0 мас. 95.

7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, який включає додавання флюсу до сировини для обкочування.

8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, в якому час утримання в зоні сушіння складає 6-8 хвилин, а температура сушильного газу, який подають в зону сушіння, становить 200-300 "С, переважно 220-2807С

9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, який включає сушіння котунів в двох зонах сушіння, час утримання в першій і другій зоні сушіння складає 7-8 хвилин і 5-6 хвилин, відповідно, а температура сушильного газу, який подають в першу і другу зони сушіння становить 150-250 7 і 350-450 "С, відповідно.

10. Спосіб за будь-яким з пп.1-9, в якому час утримання в зоні нагрівання становить 5-12 хвилин.

11. Спосіб за будь-яким з пп. 1-10, в якому час утримання в зоні спікання становить 7-14 хвилин.

12. Спосіб за будь-яким з пп. 1-11, в якому шар матеріалу в зоні спікання нагрівають до максимальної температури 1200-1450 "С, переважно 1250-1410 "С, більш переважно 1280-1390 "с

13. Спосіб за будь-яким з пп. 1-12, в якому загальний час утримання в зонах сушіння, нагрівання і спікання становить 22-26 хвилин.

14. Спосіб за будь-яким з пп. 1-13, в якому повітря із зони охолодження рециркулюють в щонайменше одну з попередніх зон.