Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Подготовка рудного сырья

Рисунок - Установка для сушки марганцевых концентратов

1 - кареточный питатель; 2 - камера; 3 — циклоны; 4 - газораспределительная решетка; 5 — направляющий лоток; 6 — камера смешения продуктов сгорания 7 - горелки

Сушка. Применение мелких и влажных концентратов не только снижает производительность и ухудшает технико-экономические показатели электропечей, но и усложняет их обслуживание, поскольку высокая влажность является источником образования в печи водорода. В зимних условиях концентраты смерзаются, что затрудняет разгрузку, поэтому при подготовке к плавке их сушат в печах с кипящим слоем (КС) (рис.) и снижают влажность до 9%, что обеспечивает получение шихты оптимальной влажности (12-13 %).

Агломерация. Практика применения агломерата для выплавки марганцевых ферросплавов в электропечах показала, что он является хорошим кусковым материалом, обеспечивающим ровный ход печи, глубокую посадку электродов, хорошую газопроницаемость. Применение агломерата в количестве 50% от рудной составляющей при выплавке товарного ферросиликомарганца позволило повысить производительность электропечи мощностью 10,5 МВА на 7,1% и снизить расход электроэнергии на 5,8%. Шихта для агломерации состоит из марганцевых концентратов одного или нескольких сортов, флюсов (известняк, доломит), железной руды или концентратов, твердого восстановителя (коксик, антрацитовый штыб) и возврата, представляющего собой мелкий агломерат и частично неспеченную шихту. Крупность марганцевых концентратов, подлежащих агломерации, составляет 10(8)—0 мм.

Твердый восстановитель применяют крупностью 4— 0 мм. Количество твердого топлива в зависимости от сорта концентрата и его минералогического состава составляет 5—9% ат веса, или 10— 15% от объема шихты.

Компоненты шихты дозируют, тщательно перемешивают и при необходимости увлажняют.

Тепло для зажигания можно вводить в слой шихты продуктами горения газообразного, жидкого и твердого топлива, сжигаемого над слоем в зажигательном горне, установленном над рамой агломерационной машины (рис.).

Рисунок - Схема агломерационной машины ленточного типа

1—спекательные тележки (паллеты) с колосниковыми решетками; 2— укладчик постели на колосники паллет; 3— укладчик шихты; 4—зажигательный горн; 5 — слой постели; 6 — сырая шихта; 7—зона подогрева, и сушки шихты; 8—зона горения твердого топлива; 9 — зона готового агломерата; 10—направляющие рельсы; 1 —готовый агломерат; 12- вакуумкамеры; 13 — сборный газопровод; 14 — ведущая звездочка привода агломерационной ленты.

На аглофабриках НЗФ и ОГОКа производятся марганцевые агломераты следующего химического состава:

Агломерат марганцевый ОАО «Орджоникидзевский горно-обогатительный комбинат». ТУ У 14-9-374-98

По химическому и гранулометрическому составам и физическим свойствам агломерат должен соответствовать требованиям, указанным в таблице.

Таблица

Наименование показателей качества	Норма
АМВ	АМ-1	АМ-2	АМ-3
1.Массовая доля марганца, %, не менее	48,0	43,0	40,0	37,5
2.Крупность, мм	5-200	5-200	5-200	5-200
3.Массовая доля класса 0-5 мм, %, не более	19,0	19,0	19,0	20,0

Требования к марганцевому агломерату производства НЗФ СТП 146-67-95

Назва показника якості	АМНВ-2	АМНВ-1
1. Среднее содержание Мн, % не менее	37,0	47,0
2. Крупность, мм	5-200	5-200
3. Содержание класса менее 5мм, % не более		3,5
4. Прочность по классу +5мм, не менее	76,5	78,0

Тепло для осуществления процесса спекания выделяется непосредственно в слое при горении твердого топлива, введенного в состав шихты. Мелкие кусочки твердого топлива рассредоточены по всему объему и обладают большой реакционной поверхностью. В зоне подогрева шихта сушится, теряя, в основном, гигроскопическую влагу. В зоне подогрева MnO₂ диссоциирует до Mn₂O₃ по реакции

4МnО₂ = 2Мn₂O₃ + О₂.

В зоне горения твердого топлива в зависимости от типа концентратов (окисные, карбонатные), подвергающихся агломерации, и от основности шихты развиваются высокие температуры, иногда превышающие 1500°С, что создает благоприятные условия для протекания процессов диссоциации оксидов марганца по реакции

6Mn₂O₃ = 4Mn₃O₄ + O₂

Температура начала диссоциации Mn₂O₃ до Mn₃O₄ составляет 1100°С. Диссоциация Mn₃O₄ до MnO описывается уравнением

2Mn₃O₄= 6MnO + O₂

Последнее соединение стабильно до очень высоких температур.

При температурах агломерации (1200—1500°С) СО является практически единственным продуктом горения вблизи горящей частицы твердого топлива в микрообъемах устанавливается восстановительная атмосфера, несмотря на окислительный характер процесса агломерации. Таким образом, наряду с процессами термической диссоциации при спекании в зоне горения твердого топлива происходит восстановление оксидов марганца, как окисью углерода, так и твердым углеродом.

Диоксид марганца легко восстанавливается до Mn₂O₃ оксидом углерода по реакции

4MnO₂ + 2CO = 2Mn₂O₃ + 2СО₂

Косвенное восстановление Mn₂O₃ происходит почти до полного использования восстановителя по реакции

6Mn₂O₃ + 2CO = 4Mn₃O₄ + 2СО₂

Процесс восстановления Мn₃O₄ до МnО является обратимым и описывается уравнением

2Mn₃O₄ + 2CO = 6MnO + 2CO₂

MnO относится к наиболее трудновосстановимым оксидам и не восстанавливается оксидом углерода не только в процессе агломерации, но и при выплавке марганцевых ферросплавов в электропечах.

Практика применения агломерата в ферросплавном производстве из марганцевых концентратов при выплавке ферросиликомарганца и ферромарганца показала, что агломерат является хорошим кусковым материалом, обеспечивающим ровный ход печи, глубокую посадку электродов, хорошую газопроницаемость, но он не является наилучшим окускованным материалом, так как в нем содержится значительный процент силикатов марганца, затрудняющих восстановление из них марганца. Кроме того, в агломерат нельзя запечь все компоненты шихты (можно только готовить офлюсованный агломерат).

В результате этого количество компонентов шихты остается тем же, что и при применении обычной шихты, и это ведет к сегрегации шихты в бункерах и в печи.

Окатывание.

Окускование мелких концентратов методом окатывания позволяет эффективно вовлекать в металлургический передел мелкие и мелкодисперсные категории марганецсодержащего сырья – флотоконентраты, концентраты химического обогащения, марганецсодержащие пыли, шламы и т.п., крупность которых составляет 0,16-0 мм.

Существуют 2 направления упрочнения окатышей – безобжиговое и обжиговое. Безобжиговый метод получения окатышей из флотационных и других концентратов, при котором упрочнение окатышей диаметром 12-15 мм достигается низкотемпературной сушкой за счет отвердевания связующего – гудрона, цемента, с.с.б. и т.п. Основным критерием выбора связующего является его низкая цена, обеспечение высокой прочности готового окатыша и отсутствие в связующем вредных примесей для технологии марганцевых ферросплавов. Обжиговый метод предусматривает нагрев до 1150—1220 °С. При этом образуется жидкая фаза, цементирующая компоненты окатыша.

Опыты по выплавке марганцевых ферросплавов на окатышах показали, что окускование методом окатывания дает возможность получить хороший окускованный материал. Окатыши обеспечивают хорошую газопроницаемость, обладают достаточной механической прочностью. Применение окатывания дает возможность увеличить производство тонкоизмелъченных концентратов и стимулирует применение более глубоких методов обогащения.

Метод окомкования применим только для концентратов тонкого измельчения (флотоконцентраты, концентраты химического обогащения). Для концентратов гравитационного обогащения, имеющих крупную фракцию, этот метод окускования не пригоден. Окатыши включающие в себя все компоненты шихты, пока еще не изучены, но есть указания, что они, по-видимому, будут иметь достаточные прочностные свойства.

Брикетирование.

В последние годы проявляется большой интерес к окускованию марганцевых концентратов методом брикетирования. Доказано, что скорость процесса восстановления мелких частиц руды, находящихся в тесном контакте с восстановителем в брикете, очень высокая. В процессе брикетирования в каждом элементарном объеме брикета находятся все необходимые для протекания процесса восстановления компоненты. Газопроницаемость шихты хорошая, а высокое удельное электрическое сопротивление дает возможность вести процесс плавки при глубокой посадке электродов.

Прочные сырые и обожженные брикеты можно получить при крупности концентрата 5—0 мм, тогда как для окатывания необходимо иметь крупность концентратов 0,16—0 мм..

Разработана технология получения механически прочных и термически стойких рудных и рудоугольных брикетов. Оптимальными параметрами брикетирования являются влажность шихты 3,5—6,0 %, количество с.с.б. (связующего) 8-10% для рудных и 7-8% рудоугольных брикетов, температура сушки 130-140°С и минимальное давление прессования 19,6 МПа.

По имеющимся данным, оборудование для брикетирования и окатывания значительно проще и дешевле агломерационного.

Дальнейшим большим шагом до пути прогресса ферросплавного производства является выплавка ферросплавов на нагретой или нагретой и предварительно восстановленной шихте.

Работа на предварительно восстановленной и нагретой шихте.

При выплавке ферроникеля в электропечи на подогретой шихте производительность печи резко увеличивается, а удельный расход энергии снижается, примерно, на 25 %.

ДМетИ совместно с институтами "Гипросталь" и "Механобрчермет" провели полупромышленные опыты по нагреву, спеканию и предварительному восстановлению концентратов в трубчатой печи на малофосфористый шлак, углеродистый ферромарганец и ферросиликомарганец. Проплавление обычной холодной шихты на углеродистый ферромарганец, окускованной и предварительно восстановленной в печи 1200 ква,показало, что расход энергии на плавку 1 т металла снижается на 30%.

На предварительно восстановленной и нагретой шихте можно выплавлять также и хромистые сплавы (углеродистый феррохром). Такие опыты проводит Актюбинский завод ферросплавов на брикетированой шихте. В Японии и Финляндии работают промышленные установки по выплавке углеродистого феррохрома на горячей шихте. Можно применить на предварительно подогретой и спеченной шихте выплавку кремнистых сплавов (Fe- Si, Si-Ca). Такой процесс даст возможность использовать песок вместо кварца и снизит расход энергии.

Положительной стороной применения плавки на предварительно восстановленной, подогретой и спеченной шихте, или даже только нагретой и спеченной, является то, что имеется возможность применять мелкие шихтовые материалы (концентрат, песок, отсевы кварцита, бурый уголь и т.п.). В процессе нагрева до 900-1200° в трубчатой печи такие материалы хорошо спекаются и получаются прочные кусочки, достаточно пористые и хорошо восстанавливающиеся в печи. Процесс плавки на предварительно восстановленной и нагретой шихте можно вести и без ее спекания, применяя брикетирование или окатывание.

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 7 8 9 101112 Следующая ⇒