Железорудные окатыши. диссертация Серіктай Нұрайлым. ЖАа байланыстырушы материалдарды олдана отырып, темір кені шекемтастарын дайындауа арналан технологияларды зерттеу жне зірлеу
 Скачать 1.38 Mb.
|
|
ӘБІЛҚАС САҒЫНОВ АТЫНДАҒЫ ҚАРАҒАНДЫ ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ ӘОЖ Серіктай Нұрайлым Өркенқызы ЖАҢА БАЙЛАНЫСТЫРУШЫ МАТЕРИАЛДАРДЫ ҚОЛДАНА ОТЫРЫП, ТЕМІР КЕНІ ШЕКЕМТАСТАРЫН ДАЙЫНДАУҒА АРНАЛҒАН ТЕХНОЛОГИЯЛАРДЫ ЗЕРТТЕУ ЖӘНЕ ӘЗІРЛЕУ 7М070204 – «МЕТАЛЛУРГИЯ» БІЛІМ БЕРУ БАҒДАРЛАМАСЫ БОЙЫНША ҒЫЛЫМ МАГИСТРІНІҢ АКАДЕМИЯЛЫҚ ДӘРЕЖЕСІН АЛУ ҮШІН МАГИСТРЛІК ДИССЕРТАЦИЯ
Қарағанды 2022 МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ Зерттеу жұмысының өзектілігі. Қара металлургияның дамуы ұлттық экономиканың барлық салалары үшін өндіріс құралдары мен техникалық жабдықтар шығарудың маңызды шарты болып табылады. Металл өндірісінің артуы жұмыс істеп тұрған кәсіпорындардың қуатын кеңейту және темір кенін алу үшін жаңаша технологияны игеру арқылы шикізат базасын дамытуды болжайды. Бүгінгі күні Қазақстандағы темір кенінің қоры l6,6 млрд тоннаға бағаланады, бұл бүкіл әлемдік қорлардың шамамен 8% құрайды, оның 8800 млн тоннасы зерттеліп, пайдалануға дайындалған. Темір кенінің шамамен 90%-ы Солтүстік Қазақстанның Қостанай облысында шоғырланған, қалғаны Орталық Қазақстанда. Республикада бекітілген 6 миллиард тоннадан астам қоры бар темір кенінің бірнеше кен орындары пайдаланылады: 2500 миллион тоннадан астам қоры бар Соколов-Сарыбай, темір мөлшері – 38-43%, зиянды қоспалар – күкірт; Лисаковскіде (ЛТБК), бекітілген қорлар – 3000 миллион тоннадан астам, темір құрамы – 34-38%, зиянды қоспалар – фосфор; Атасуда (Кентөбе, Қаражал) бекітілген қорлар – 800 миллион тоннадан астам, темір құрамы – 48-70%, зиянды қоспалар – күкірт. Антропосфераның тұрақты дамуын қамтамасыз етудің маңызды бағыттарының бірі ресурс үнемдейтін технологияларды құру болып табылады. Дәстүрлі түрде ресурстарды үнемдеудің ең жоғары тиімділігін ресурстарды тұтынатын салаларда күту керек, олар сөзсіз темір рудасының шекемтастарын өндіруді қамтиды. Одан әрі темір рудасы шикізаты, әсіресе шекемтастар нарығындағы қатал бәсекелестік кәсіпорындарды өндіріс шығындарын азайтуға және өз өнімдерінің сапасына көбірек көңіл бөлуге мәжбүр етеді. Үшінші, одан кем емес маңызды фактор – бұл темір рудасының шекемтастарын өндірудегі дәстүрлі байланыстырушы жоғары сапалы бентонит ресурстарының біртіндеп сарқылуы, бұл оның сапасының тұрақты төмендеуіне, тапшылықтың өсуіне және өзіндік құнының өсуіне әкеледі. . Осы үш фактордың барлығы бентонитті алмастыратын материалдарды іздеуге әкелді. Тұтқырларды қарастыру үлкен қызығушылық тудырады, оларды пайдалану табиғи ресурстарды тұтынуды айтарлықтай азайтады және ландшафттық жүйелердің бұзылуын болдырмайды. Сонымен қатар, байланыстырушы қоспа әртүрлі технологиялық және экономикалық талаптарды қанағаттандыруы керек, сонымен қатар жоғары сапалы түйіршіктерді, әсіресе оларда ганга мөлшері азырақ өндіруді қамтамасыз етуі керек [1]. Жақында темір кендерін өндірушілер салыстырмалы түрде арзан бентонитті қымбатырақ органикалық байланыстырғышпен, яғни карбоксиметил целлюлозамен алмастыруға қызығушылықтарын жаңартты, өйткені домна жұмысында үнемдеуге қол жеткізуге болады. Бұл үнемдеу негізінен қышқылдың бос жыныстарымен ластануынан (алюминий силикаттары) және шекемтастардың жақсарған металлургиялық қасиеттерін алуға болады, бұл шойын өндіруге кететін шығындарды төмендетуі мүмкін. Сонымен қатар, жаңа байланыстырғыш заттар төмен дозаларда тиімдірек болады, нәтижесінде сақтау және жеткізу шығындары төмендейді. Материалды бүкіл темір жасау процесінде өңдеу керек, бұл ағынға деген қажеттіліктің жоғарылауын және темір жасаудың өнімділігінің төмендеуін білдіреді; бентонитте әдетте 80% алюминий силикаттары болады, бұл мысалда шекемтастардың темір құрамын 0,8% төмендетеді. Қосылған бентонит қалдықтарын өңдеу күшейтілген энергияны қажет етеді. Мысалы, шекемтастарды өндіруде кездесетін қышқыл қалдықтарының әрбір қосымша пайызы алдын-ала ойластырылған материалдың құнын бір дана үшін 2 доллардан артық төмендететіндігін хабарлады. Бұрын көптеген органикалық байланыстырғыш заттар бентониттің алмастырғыштары ретінде зерттелген. Зерттелген байланыстырғыш заттардың көпшілігі синтетикалық полимерлер; тек кейбіреулері арзан табиғи полимерлер мен қалдықтар болды. Органикалық байланыстырғыштардың қабылданбауының екі себебі бар: олардың жоғары құны және байланыстырғыштардың тиімділігі туралы тиісті деректердің болмауы. Бұл зерттеудің мақсаты: Бентонитті жаңа байланыстырғышпен алмастырғанда шекемтастарды түйіршіктеу технологиясын зерттеу. Темір кені шекемтастарын органикалық байланыстырғышпен алудың тиімді технологиясын жасау. Сонымен қатар, әртүрлі типтерде және жаңа байланыстырғыштардың дозаларында жасалған шекемтастардың физикалық-металлургиялық қасиеттерін анықтау және шекемтастардың осы қасиеттерін зерттеу. Ғылыми жаңалығы: - жаңа байланыстырғыштың таралу механизмі магнетит бетіне қатысты ылғалдылығы жоғары жылжымалы ерітіндінің түзілуіне байланысты жасалды; - ылғалдандырумен шектелген процесс ретінде органикалық байланыстырғыш түйіршіктеу тиімділігінің байланыстырғыш шығынына тәуелділігі; - кептіру процесінің қарқындылығын және шекемтастардың ыстыққа төзімділігін анықтайтын шикі шекемтастардың құрылымының параметрлері (оның бетінің кеуектілігі мен ылғалдылығын қоса алғанда); - түйіршіктің құрылымдық қасиеттерін бағалау үшін түйіршіктің көлденең қимасы бойынша ылғалдың таралуын және біркелкі еместігін сандық бағалауды қолданатын есептік-эксперименттік әдіс ұсынылады. МАТЕРИАЛДАРДЫ ТҮЙІРШІКТЕУ НАРЫҒЫНЫҢ ҚАЗІРГІ ЖАҒДАЙЫН ТАЛДАУ Темір рудасы шекемтастарының сапасы Шекемтастардың сапасын сипаттайтын негізгі параметрлер: химиялық және гранулометриялық құрамы, «суық» және «ыстық» беріктігі, төмендетілу және жұмсарту қасиеттері. Химиялық құрам – шекемтастар сапасының ең маңызды сипаттамасы. Сапалы шекемтастар құрамының жоғары болуымен, бос жыныстардың оңтайлы құрамымен, шахталық пештері мен соңғы өнімге зиянды қоспалардың аз мөлшерімен сипатталады. Домна пешінің зарядының темір кені бөлігінде темірдің 1% өсуі коксты 0,8 ... 1,2% үнемдеуге және өнімділіктің 1,5 ... 2,5% -ға жоғарылауына әкеледі. Шекемтастардың гранулометриялық құрамы шахталық пештеріндегі заряд бағанасының газ-динамикалық параметрлерін анықтайды. Домна пештеріндегі шекемтастардың мөлшері 5 мм нс-тен кем емес және 20 мм-ден аспауы керек деп жалпы қабылданған. Газ ағынының жоғары жылдамдығы жағдайында пештен кішірек шекемтастар белсенді түрде ұсақталады, ал түйіршік өлшемінің 20 мм-ден жоғарылауы олардың азаюының төмендеуіне әкеледі. Шекемтастардың маңызды сипаттамасы – бір мезгілде қыздыру және азайту кезіндегі олардың әрекеті. Жоғары сапалы шекемтастар жоғары «ыстық» беріктікпен, жұмсару процесінің басталуының максималды температурасымен және олар вископластикалық күйде болатын минималды температуралық интервалмен сипатталады. Шекемтастардың қалпына келуі шекемтастардың мөлшерімен, олардың кеуектілігімен және минералогиялық құрамымен анықталады. Темір кенінің шикізатын қалпына келтіру қабілетінің I% -ға жоғарылауы 1 тонна шойыннан 4 кг коксты үнемдеуге көмектесетіні белгілі. Шекемтастардың ұқсас сапалық сипаттамалары шекемтастарды металдандыру үшін қажет. Шекемтастардың жоғары жұмсарту температурасы процестің температурасын жоғарылатуға және осылайша шахталық пештерінің өнімділігін арттыруға, тотықсыздандырғыштың меншікті шығынын және металл оқшауланған өнімнің реактивтілігін төмендетуге мүмкіндік береді [2]. Темір кені шекемтастарын өндірудің заманауи технологиясы шихтаның дәйекті түйіршіктелуін және алынған шекемтастардың қатаюын қамтамасыз етеді. Заряд құрамында темір кенінің концентраты, флюстендіргіштер, байланыстырғыш заттар және басқа қоспалар бар. Байланыстырғышты қосудың мақсаты – темір кені шекемтастарын өндіруге берілген сапалы және жоғары техникалық-экономикалық көрсеткіштерді қамтамасыз ету. Технологиялық кезеңдердің реті бойынша байланыстырушы келесі функцияларды орындайды: - темір кенінің концентратындағы артық ылғалды сіңіру; - қауіпсіз соққысыз кептіруді қамтамасыз ететін шикі шекемтастар мен құрылымның тасымалдау беріктігін қалыптастыру; - күйдіру процесінде байланыстырушы шлак байланыстырушы құрамы мен күйдірілген шекемтастардың құрылымын құруға қатысады. 1.2 Әр түрлі байланыстырғыштармен дайындалған шекемтастар Қазіргі заманғы нарық байланыстырушы заттардың алуан түрін ұсынады, олар үшін жалпыға бірдей қабылданған классификация жоқ. Байланыстырғыштың күшейту әсерінің сипатына байланысты байланыстырғыштардың жіктелуі көрсетілген, оған сәйкес байланыстырғыш заттар екі негізгі топты құрайды: қатаю және нығайтушы қоспалар. Оның үстіне, олардың біріншісі шекемтастар шығару үшін күйдірмейтін әдістерде, ал екіншісі - күйдіруде қолданылады. Байланыстырғыштардың басқа классификациясын ұсынады, оған сәйкес байланыстырғыш заттар заттардың түрлері және олардың шығу тегі бойынша бөлінеді. Төменде темір кені шекемтастарының химиялық құрамының түзілуі тұрғысынан байланыстырушы қоспаларды қарастырамыз. Барлық ұсынылған материалдарды екі үлкен топқа бөлуге болады: сұйылтылған шекемтастар және сұйылтылмайтындар. Темір кендерін түйіршіктеу үшін ең көп қолданылатындар – бентонит саздары. Бентониттер – лавалардың, олардың күлдері мен туфтарының геологиялық өзгеруі нәтижесінде пайда болған теңіз шөгінді саздары. Бентониттердің химиялық құрамы әр түрлі және минералогиялық құрамымен бентониттердің толық техникалық сипаттамасы берілген. Бентонит саздарының олардың тұтқыр қасиеттерін қамтамасыз ететін негізгі компоненті – монтмориллонит минералы. Бентонит құрамында аздаған спутник бар. Ылғалданған кезде бентониттер суды сіңіріп, көлемін 15 ... 20 есе арттырады және дамыған меншікті беті 600 ... 900 м2 /г дейін гельдер түзеді, бұл басқа саз түрлеріне қарағанда едәуір жоғары. Бентониттердің екі негізгі тобы бар: сілтілі және сілтілі жер. Сілтілі бентониттерді «шын» деп те атайды, мұндай саздардың алмасу кешені негізінен Na + иондарымен ұсынылған. Мұндай бентониттер жоғары ісінумен және төмен пластикамен сипатталады, ал осы топтың бентониттерімен алынған шекемтастар ылғалды және құрғақ күйінде де жоғары беріктікке ие. Сілтілік-жерлік бентониттердің алмасу кешені K+ және Ca2+ иондарымен ұсынылған, мұндай бентониттерді «суббентониттер» деп атайды. Мұндай бентониттердің ісіну қабілеті төмен, пластикасы жоғары және шикі шекемтастардың жеткілікті беріктігін алу үшін шығын көп болады. Судың кермектігінің жоғарылауы бентониттердің қасиеттерін нашарлататыны да белгілі.  Сурет 1 – Байланыстырғыштарды заттардың түрлеріне және шығу табиғатына қарай жіктеу Бентониттердің темір кенінің концентраттарын түйіршіктеуге жарамдылығын бағалау үшін әр түрлі әдістер қолданылады. Суспензияның ісінуін, тұтқырлығын және бентониттің дзета потенциалын зерттеңіз. Қанағаттанарлық сапалы бентониттердің ісіну ылғалдылығы кем дегенде 200%, ал суспензия пластикасының мәні кемінде 200с-1 болуы керек. Зерттеушілердің айтуынша, байланыстырушы зат ретінде бентониттің сапасы туралы ең сенімді ақпарат зертханалық технологиялық әдіспен беріледі. Әдістің мәні зертханалық жағдайларда белгілі бір параметрлер бойынша алынған шикі шекемтастардың беріктік сипаттамаларын анықтау болып табылады. Ең жақсысы – шекемтастардың ең үлкен беріктігін қамтамасыз ететін, оны зарядқа аз шығыны бар, бентониттің зарядқа түсуі және шығыны әр түйіршіктеу қондырғысы үшін жеке болады, бұл әртүрлі технологиялық жағдайлармен және сапамен байланысты ақы төлеу материалдары. Мысалы, ССТБК жағдайында Григорьевск және Черкасск кен орындарындағы бентониттерді қолдану тиімділігі өте төмен. Сондықтан бентониттің тұтыну жылдамдығын есептеу әдістемесі бар, ол бентониттің сапасын, өндірістік факторларды және олардың байланыстырғышты тұтынуға әсер ету дәрежесін талдауға негізделген. Бентониттердің басты артықшылығы - қанағаттанарлық беріктігі мен көлемінің шикі шекемтастарын қалыптастыру, шикі шекемтастардың кеуектілігі мен ыстыққа төзімділігі жоғарылайды. Жоғары сапалы бентонитті қолдану ақаулардың ықтималдығын азайтады. Түйіршіктеу, тасымалдау және күйдіру процесінде туындайтын күйдірілген шекемтастардың құрылымдары болып табылады. Алайда, бентониттерді қолдану бірқатар маңызды кемшіліктермен байланысты. Темір кенінің шикізаты бойынша бентонит бос жыныстар болып табылады, сондықтан ол шекемтастарды сұйылтады, олардың құрамындағы темірді азайтады. Бентонит шекемтастарға қышқыл оксидтерін енгізеді және осылайша олардың негізін төмендетеді. Бентонит кен орындары сирек кездеседі, әдетте олар түйіршіктеу фабрикаларынан белгіленген қашықтықта орналасқан және оны жеткізу үшін көлік шығындары оның жалпы құнының 70% -на дейін жетуі мүмкін [3]. Қазіргі уақытта бентонит шығынын азайту үшін әртүрлі әдістер жасалынып жатыр. Әдістердің бірінші тобы алдын-ала араластыру есебінен қоспаның біртектілік дәрежесін жоғарылатуды көздейді немесе тиімділігі жоғары араластырғыштарды орнату. Басқа әдістер бентониттердің қасиеттерін содамен белсендіру арқылы жақсартуға бағытталған, яғни, ион алмасу әдісімен бентонит пен натрий иондарының алмасу кешені. Соданы тұтыну бентонит түріне байланысты және әдетте бір кесек бентониттің тоннасына 20...40 кг құрайды. Активтендіру процесі жалғасуы үшін сода мен саз қоспасының кем дегенде екі апта сақталуын қамтамасыз ету қажет. Бентониттерді содамен белсендірудің екі әдісі бар – құрғақ және дымқыл – соңғысы екі нұсқада: суық сода ерітіндісі және ыстық. Технологиялық әдіспен бағалау көрсеткендей, ең жақсы нәтижеге температурасы 80°C және қоспаның ұзақ әсер етуі түрінде ерітінді түрінде 3% мөлшерінде сода қосқанда. Бентониттердің активтену мүмкіндігі модификация коэффициентімен бағаланады: М = 0,053+Е/С*(К-Ко) (1) мұндағы, Е - айырбастау қабілеті /100 г; С — балшыққа сода қосу, %; 0,053 - сода құрамындағы натрийдің конверсия коэффициенті,мг-экв/100 г; Ки, Ко - активтендірілген және өзіндік бентониттің реологиялық индексі. Қымбат сирек бентониттерден басқа саздардың басқа түрлері де қолданылады. Мысалы, Марганецкий ТБК мамандары монмориллонит бар марганец кендерін байыту үшін ұсақ дисперсті саз өнімін пайдалану мүмкіндігін көрсетті. Нонтронит – сазды минерал, темір силикаттарына жатады және құрамында 30 ... 40% Fe2O3, 35 ... 40% SiO2, 5 ... 8% Al2O3: және 4 ... 6% MgO. Саздардағы нонтрониттің мөлшері 60% жетеді. Нонтронитті саздардың суспензиясының ісіну қабілеті мен тұтқырлығы сілтілі жер бентониттерімен сәйкес келеді. Өнеркәсіптік сынақтар көрсеткендей, шекемтастардың салыстырмалы сапасына нонтронитті зарядқа сілтілік жерді тұтынудан екі есе көп мөлшерде дозалау кезінде қол жеткізіледі. Демек, нонтрониттегі темір оксидтерінің мөлшері көп болғанымен, кальциленген құрамындағы темірдің жалпы мөлшері 0,1 .... 0,3% -ға төмендейді. Түйіршіктегіштерде нонтрониттік пластиналарды қолданудың максималды тиімділігіне жету үшін көлбеу бұрышын арттыру және пластинаның айналу жылдамдығын азайту қажет. Тәжірибелік тастарды домна пешінің нонтронитімен балқыту оның металлургиялық екенін көрсетті. Қиыршық тастың құны құрамында бентонит бар шекемтастармен салыстырылады. Шекемтастар өндірісінде байланыстырушы зат бола алатын нонтронит саздарының аналогы – Лисаковск кен орнында темір рудалары бар нашар глинозем. Өнеркәсіптік сынақтар ССТБК-да шекемтастарды қабылдау кезінде Лисаковский ТБК-тің ұсақталған кен және гравитациялық концентрат қоспасын қолдану мүмкіндігін көрсетті. Қоспаны тұтыну 3 ... 10% құрады, ал қанағаттанарлық сападағы шекемтастар алынады. Лисаковск кенін пайдалану тиімділігі шекемтастарды Қарағанды металлургия зауытының домна пештерінде балқыту арқылы сыналған. Диірмендерге тікелей жақын жерде Михайловский темір кен орнының саздары сияқты байланыстырғыш саз материалдарын, мысалы, каллов кезеңінің бентонит саздарын пайдалану экономикалық тұрғыдан тиімді. Сода күлімен белсендірілген төмен реологиялық қасиеттері бар табиғи калловит сазы қолдануға жарамды, бұл Михайловский ТБК-қа импорттық бентониттен толығымен бас тартуға және жергілікті табиғи шикізатпен шекемтастарға көшуге мүмкіндік берді. МТБК-та байланыстырғыш материалдың үздіксіз жеткізілуін қамтамасыз ету үшін қасиеттері жақсартылған іріктеліп өндірілген калловин сазының араластырғыш қоймасы құрылды. Калловтық саз үйіндісінің жоғарғы қабаты климаттық факторлардың әсерінен күзгі-көктемгі кезеңде ұзақ уақыт сақталғаннан кейін монтмориллонит пен басқа да ісінетін саз минералдарында сарқылатыны анықталды. Сондықтан калловиан сазын содамен бірге ұнтақтау арқылы белсендіреді. Жұмыста ТБК карьерінде ферругинді кварциттерді алу кезінде артық қабат болып табылатын глауконит сазын байланыстырушы ретінде пайдалану мүмкіндігі көрсетілген. Глауконит сазының шығынын азайту оны карбоксиметилцеллюлозамен және натрий фосфаттарымен, триполифосфатпен және трисодий фосфатымен бірлесіп ұнтақтау кезінде белсендіру арқылы мүмкін болады. Артық борда саздар мен әктастар арасында аралық орынды алатын бор тәрізді мергель де бар. Мергельдер, атап айтқанда, темір кені кен орындарының бейметалл қабаттарында кең таралған. мергель Стойленск кен орнының үстіңгі қабатының едәуір бөлігін құрайды. Мергельдің материалдық құрамы карбонатпен (негіз - CaCO3) және карбонатты емес (монтмориллонит, гидромика, галлоизит, каолит және аралас қабатты материалдар) компоненттермен ұсынылған, сондықтан болуы мүмкін. байланыстырушы және ағын ретінде бір уақытта қолданылады. Мергельдегі орташа СаО мөлшері 40% құрайды, SiO2 - 14 ... 20%, табиғи ылғал мөлшері 14%, ісіну қабілеті 2,7 ... 3,2 есе. Зертханалық зерттеулер өңделмеген тастардың беріктігін құрамында 0,8% бентонит, 7% мергель бар тастардың беріктігімен салыстыруға болатынын көрсетті. Мергельмен алынған күйдірілген шекемтастар темір құрамының төмендігімен, негізділігінің жоғарылығымен және күкірттің құрамымен сипатталады (0,002% -ға). «Бурхард» қондырғысындағы шекемтастарды зерттеу кезінде шекемтастардың металдану дәрежесі мергель шығыны артқан сайын арта түсетіні, шекемтастардың реактивтілігі бентониті бар шекемтастарға қарағанда жоғары екендігі анықталды. Мергелмен түйіршіктеу технологиясының өндірістік сынақтары Лебединск ТБК базаларында өткізілді. Жоғары сапалы шекемтастарды алу үшін көрсетілген кәсіпорындарда мергельді тұтыну болды Тиісінше 4,8 және 2,9%. Екі кәсіпорында күйдірілген шекемтастарға темір құрамының айтарлықтай төмендеуі байқалды. Гидромидті саздар, аморфты кремнийлі жыныстар, девон саздары және борат кендері сияқты сазды байланыстыратын басқа қоспалар бар. Шекемтастар өндірісіндегі әдеттегі байланыстырушы қоспалар әктас болып табылады, оның маңызды артықшылығы - оны өндіру үшін табиғатта шикізатты кең тарату. Сонымен қатар, әк – бұл ағын, бұл шекемтастардың металлургиялық құндылығын арттырады [4]. Әк әлемдегі ең ірі кәсіпорындардың бірінде (жылына 8 млн. тонна) - Тубарандағы (Бразилия) фабрикада шекемтастар өндіруде байланыстырғыш зат ретінде қолданылады, сонымен қатар Бразилия, Мексика, Үндістан және басқа да кәсіпорындарда қолданылады. ТБК-да сынақтан өткенде, шихтадағы оңтайлы әк шығыны 1,5% құрады, ал әк құрамындағы белсенді ингредиенттер 55% құрайды. Бентонитті әкпен алмастыру шикі шекемтастардың беріктігіне әсер етпеді, кептірілген шекемтастардың беріктігі 3,6 Н / ок-қа өсті, «соққы» температурасы 96°С-қа төмендеді. Күйдірілген шекемтастардың беріктігі жоғарырақ болды, темірдің мөлшері 0,4% абс-қа өсті. Кептірілген әктастың жоғары беріктігі әкті сөндіргеннен кейін әк көпірлерінің пайда болуымен, сондай-ақ қыздыру кезінде әкті жартылай кокстеу және цементтеумен байланысты. Домна пештеріндегі тәжірибелік шекемтастарды балқыту кезінде кокстың меншікті шығының 0,8% төмендеуі және пештің өнімділігінің 1,3% жоғарылауы анықталды. Әктің байланыстырушы қасиеттерін тиімді пайдалану үшін шихтаны дайындау процесін темір кенінің концентратын бір мезгілде сусыздандыру және шихтаны кептіру кезінде әк сөндіру пайда болатындай етіп ұйымдастыру қажет. Сондықтан әк мөлшері минус 0,1 мм кластан кем дегенде 90% -ды құрауы керек, ұнтақталған әк 8 сағаттан артық сақталуы мүмкін және әкті концентратпен мұқият араластыруды қамтамасыз ету қажет. Зарядтағы әкті сөндіру көлемі кемінде 50м3 силостарда болуы керек, өйткені зарядтың осындай көлемінде сүрлемдегі температураны 80...100 ° C дейін жоғарылатуға жағдайлар жасалады, бұл әкті тез және толық сөндіру үшін қажет. Сондай-ақ, жылу оқшаулауын немесе сүрлемдерді сыртынан жылытуды қолданған жөн. Карбонатты әк, ішінара күйдірілген әктас немесе әктастың әктаспен немесе темір-кремнийлі жыныстармен қоспасы, түйіршіктеу үшін байланыстырғыш ретінде де қолданыла алады. Сонымен бірге шекемтастардың күкіртсіздену дәрежесі жоғарылайды, ылғалдылығы жоғары концентраттарды қолдануға болады, ал шекемтастарды күйдіру үшін отын шығыны азаяды. Зауыттың домна пештерінде балқыту кезінде. Орталық ТБК-те карбонатты әкпен алынған шекемтастардың Петровск тәжірибелік партиясы, 5,3% коксты үнемдеуге және пештің өнімділігін 3,5% арттыруға қол жеткізілді. Автоклавталған және күйдірілмеген шекемтастар, сондай-ақ хром концентраттарынан шекемтастар өндіруде әк қолдану мүмкін. Лисаковск ТБК тәжірибелік зауыты 60 мың тонна автоклавталған шекемтастардың екі партиясын шығарды, олар Қарағанды металлургия зауытының домна пештерінде балқытылды. Домна пешінің зарядына 40% осындай шекемтастарды енгізген кезде оның өнімділігі 3,84% -ға өсті, ал кокстың меншікті шығыны 3,95% -ға төмендеді. Мысыр металлургиялық ғылыми-зерттеу институтының мамандары концентраттарды қақ қоспаларымен түйіршіктеу кезінде сөндірілген әкті қолданған жөн екенін анықтады. Тұтқырды тұтынудың өсуі шикі шекемтастардың беріктігінің жоғарылауына және күйдірілген шекемтастардың редукциясының төмендеуіне әкеледі. Зарядтағы сөндірілген әктің оңтайлы шығыны 4% құрайды. Полтава ТБК өндірістік жағдайында құрамында 79,9% CaO, 9,2% MgO, 75,0% (CaO-M20), 92,5% фракция минусы бар магнезиялық әк 0,5 - 2,0% қосатын шекемтастар өндіру технологиясы. 0,074 мм және 1,5 минут суда сөндіру уақытынан тұрады. Құрамында 1,5% әк бар зарядты түйіршіктеу кезінде әктастың концентратпен жанасу ұзақтығының 15-тен 60 минутқа дейін артуы шикі шекемтастардың қысу күшін және құлдырауды сәйкесінше 19-дан арттыруға мүмкіндік беретіні анықталды. 21 Н/сағатқа дейін және кептірілген әктастың беріктігі 4,6-дан 5,6 есеге дейін 48-ден 56 Н шамамен жоғарылайды. ЛТБК түйіршіктеу қондырғысында партияны дайындаудың қолданыстағы схемасымен (концентраттың әкпен жанасу ұзақтығы 1 минуттан аз) шекемтастардың беріктік сипаттамалары бентонитпен шекемтастарға қарағанда айтарлықтай төмен. Мұндай шекемтастарды аралас қондырғыдағы термиялық өңдеу белгілі бір қиындықтармен байланысты, өйткені шикі шекемтастардағы әк гидратация процесінің аяқталуы олардың жұмсартылуымен және тіпті ішінара бұзылуымен қатар жүреді. Бұл қабаттағы тордың және салқындатқыштың газ өткізгіштігінің төмендеуіне, күйдірілген шекемтастардағы майда бөлшектердің құрамының жоғарылауына әкеледі. Әкті қосу зарядтың жұмсаруын жақсартып қана қоймай, шикі шекемтастарды күйдіру процесін күшейтеді. Костомукша және Соколов-Сарыбай ТБК-ы әктастың шекемтастардың қатаюына және магнетит тотығу процесіне оң әсерін көрсетті. Құрамында әк бар қоспалардың күшейтетін әсері түйіршіктерді келесі ретпен күйдіру кезінде күшейеді: әктас, сөнген әк, әктас. Агломерация механизмі өзгермейді, бірақ әктаспен салыстырғанда, әк қоспаның бастапқы температурасын төмендетеді және ондағы феррит түзілу реакцияларын жылдамдатады. Бұл CaCO3-ке қарағанда ыдырау температурасының (темірдің) төмен болуымен және құрамында темірі бар бөлшектер мен әк арасында көбірек байланыстың болуымен байланысты, т.б. неғұрлым дамыған жауап беті. Әр түрлі цементтерге негізделген байланыстырғыш материалдар көп жағдайда күйдірілмейтін шекемтастарға арналған. Суыққа төзімділік сипаттамалары жағдайында: (сығуға төзімділік > 1100 Н/ок, соққыға төзімділік және тозуға төзімділік > 90% және < 7% тиісінше), қазіргі заманғы домна пештері жанбаған түйіршіктер мен шикізаттың жаңа түрі ретінде қарастырылды, сондықтан қыздыру және азайту кезінде сыну жүктемелеріне төзімді. Цементті байланыстырғышпен отқа айналмаған шекемтастарды қабылдау кезінде, әдетте 70 ... 250°С температурада жылу мен ылғалды өңдеу қажет. Ауада алдын-ала әсер етуді және жылытуды қолдану, жылу және ылғалмен өңдеуден кейін хлоридтердің сулы ерітіндісінде ұстау шекемтастардың бұзылуын азайтуға және олардың беріктігін және күкіртсіздену дәрежесін арттыруға мүмкіндік береді. ТБК ірі дәнді концентраттардың (317% Ee, 40,6% CaO, меншікті бетінің ауданы 9200 см2) түйіршіктеу процесін зерттеу нәтижелері (сәйкесінше 710 және 890 беткейлері) см2 / G) байланыстырғышты тұтыну кезінде 7,5% болғанда, шекемтастардың түйіршіктегі қысу күші 3,0 Н болатындығын көрсетті. Ауада 30 минут әсер еткеннен кейін күш ауада бумен пісіргеннен кейін шекемтастардың 7,2 және 8,0 Н күшіне дейін артады. Шикі және кептірілген шекемтастар 1 м биіктіктен 10-нан астам тамшыға төзімді. Сондай-ақ, ферритикалық және портландцементті қолдануға болады. Феррит-цемент байланысында шекемтастардың беріктігі портландцементтегі шекемтастардың беріктігінен үш есе төмен екендігі анықталды. Феррит-цемент байланысы бар роликтердегі тесік мөлшері портландцементті қолданғанға қарағанда бірнеше есе жоғары және 0,2 ... 0,6 мкм құрайды. Жапонияда 7 ... 8% цементті қолдана отырып, оттық емес түйіршіктер мен брикеттерді өндіру технологиясы жасалды. алынған өнімді портландцемент және 10% -ке дейін қатаю үдеткіші бар су мен тез қататын цемент қоспасымен өңдеу. Металлизация процесі тұрғысынан қарағанда, құрамында бос цемент болатын цементтің көп болуына байланысты күйдірілмеген түйіршіктер онша қолайлы емес. Алайда, күйдіру әдістерімен алынған шекемтастарды өндіруге және қалпына келтіруге арналған жалпы энергия шығынын салыстырмалы түрде талдау цементтің шығыны 3 ... 4% дейін төмендегенде, оны өндіру үшін күйдірмейтін әдісті қолданатынын көрсетеді. түйіршіктер жақсырақ болады. Техногендік ресурстарды байланыстырушы ретінде пайдалану туралы ұсыныстар бар. Дәнекерлеудің дәстүрлі және оттық емес әдістері үшін әр түрлі салалардың қалдықтарын, мысалы, майлы масштаб пен шламнан алынған феррит-кальций қоспаларын, әктас пен әк қалдықтарын, глинозем өндірісінің қалдық шламын, сондай-ақ қалдықтарды қолдануға болады. құрамында оксидтері бар қалдықтар мен қалдықтарды жылтырату [5]. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||