автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Исследование влияния бенто-полимерных композиций на свойства железорудных окатышей и совершенствование на этой основе технологии подготовки шихты для их производства

На правах рукописи

УСОЛЬЦЕВ Данила Юрьевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ БЕНТО-ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЫШЕЙ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ НА ЭТОЙ ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ ДЛЯ ИХ

ПРОИЗВОДСТВА

Специальность 05 16 02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2007

003174644

Работа выполнена в ГУ Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук

Научный руководитель заслуженный деятель науки и техники

Российской федерации, Лауреат государственных премий, доктор технических наук,

профессор_

|Шаврин Сергей Викторинович |

Официальные оппоненты доктор технических наук, ст н с

Кашин Виктор Васильевич

кандидат технических наук, ст н с Жуков Юрий Сергеевич

Ведущая организация ОАО «Качканарский ГОК Ванадий»

Защита диссертации состоится «_2_» ноября 2007 г

в 13 ч 00 мин на заседании диссертационного совета Д 004 001 01 при ГУ Институт металлургии УрО РАН по адресу 620016, Екатеринбург, ул Амундсена, 101

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной библиотеке УрО РАН Автореферат разослан «_»_2007 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 004 001 01, доктор технических наук

Дмитриев А Н

Общая характеристика работы

Актуальность работы Рост конкуренции на рынке железорудного сырья наряду с возрастающей стоимостью природного газа ставят перед всеми, без исключения, производителями такого продукта две основные проблемы повышение его качества и снижение затрат на его производство Традиционные пути решения каждой из этих проблем обычно оказываются альтернативными в достижении совместной цели' пути решения одной из проблем, часто исключают возможность разрешения другой, и наоборот

Поэтому разработка комплексных технических решений, одним из которых является оптимизация состава, свойств и дозировки полимерсодержащего связующего, является исключительно актуальной задачей

Целью диссертационного исследования является разработка и апробация в промышленных условиях технических решений по оптимизации свойств и составов полимерсодержащих связующих для повышения качества окатышей (в том числе и повышение содержания железа) и улучшения технико-экономических показателей их производства

Научная новизна

1 Впервые изучены и систематизированы реологические свойства основных типов бенто-полимерных композиций (БПК),

2 Разработаны модельные представления о механизме взаимодействия БПК с частицами железорудного концентрата,

3 Впервые предложены модельные представления о механизме влияния полимера на свойства связующего и его роли в формировании качества сырых и обожженных окатышей,

4 Развиты модельные представления о наследственной взаимосвязи качества сырых и обожженных окатышей, а также их свойств при последующем переделе,

5 Впервые разработаны и научно обоснованы способы раздельного ввода полимерной и бентонитовой составляющих в шихту для окомкова-ния

Практическая значимость работы

1 Разработана технология подготовки БПК с сохранением их реологических свойств в процессе переработки в условиях фабрики окомкова-

ния ОАО «Михайловский ГОК»,

2 Показана и подтверждена в ходе промышленных испытаний возможность повышения качества окатышей и технико-экономических показателей их производства в условиях нескольких горно-перерабатывающих предприятий России (ОАО «Михайловский ГОК», ОАО «Карельский окатыш») за счет использования БПК в качестве связующего,

3 Разработанные технические решения использованы в проекте новой фабрики окомкования ОАО «Михайловский ГОК».

Степень достоверности результатов исследований. Проведенные исследования и их результаты отличаются высокой степенью достоверности, так как выполнялись с использованием стандартных методик в лабораторных, опытно-промышленных и промышленных условиях При обработке результатов использованы современные методы анализа и статистической обработки При этом противоречий известным физическим и физико-химическим положениям не установлено

Автор защищает.

1 Систему взглядов о влиянии БПК на структуру и свойства сырых и обожженных окатышей;

2 Системный подход к анализу реологических свойств бенто-полимерных композиций,

3 Технологию приготовления БПК и шихты для окомкования, включая раздельный ввод бентонитовой и полимерной составляющих

Апробация результатов диссертации Материалы диссертации доложены и обсуждены на международной научно-технической конференции «Теория и практика производства чугуна» (Украина, Кривой Рог, 2004г)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в т ч получено положительное решение по заявке на патент

Структура, объем и краткая характеристика диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений, изложена на 151 страницах машинописного текста и содержит 20 таблиц, 46 рисунков и список использованной литературы, содержащий 95 наименований

Содержание работы

В первой главе приведен аналитический обзор литературных данных о роли связующего в формировании качества железорудных окатышей Так, на фоне роста конкурентной борьбы на рынке железорудного сырья, возрастают требования к его качеству Одним из путей их реализации являются технические решения, базирующиеся на представлениях наследственной взаимосвязи сырых и обожженных окатышей, носителем которой является бентонит Разработанные подходы к выбору его составов и свойств, основанных на систематизации реологических свойств связующих, в частности на показателях эффективной вязкости и набухаемости, а также разработанных модельных представлениях о механизме взаимодействия бентонитовой суспензии с частицами железорудного концентрата, позволили существенно повысить эффективность его использования в шихте для окомкования, однако необходимость значительных дозировок (0,5-1,0 °/о) приводит к снижению общего содержания железа Другим аспектом, сдерживающим эффективность использования бентонита, является его слабая относительная роль в формировании поровой структуры окатыша Последнее, в значительной мере, определяет как закономерности окисления окатышей при их подготовке, так и восстановление при последующем металлургическом переделе

Поэтому перед исследователями возникла проблема — поиск новых типов связующих, влияющих на структуру и свойства обожженных окатышей Одним из этапов ее решения явились предложения по использованию полимерных материалов в качестве связующего. Так, в условиях Оскольского электрометаллургического комбината были проведены лабораторные и промышленные испытания полимеров типа Р1оГогш в качестве связующего Их результаты носили неоднозначный характер - наряду с общим повышением содержания железа в обожженных окатышах, ухудшились свойства сырых и, соответственно, показатели работы обжиговой машины Лурги - 480 м2 Наряду с этим, использование чистых полимеров определило и увеличение общей пористости окатышей, что важно при формировании их металлургических свойств Однако, вопросам корректировки технологии подготовки полимерных связующих уделено незначительное внимание

Проведенный анализ литературных данных о роли связующих при формировании как свойств сырых и обожженных окатышей, так и показателей их производства, позволил сформулировать задачи исследования, направленные на разработку нетрадиционных решений по использованию новых связующих, позволяющих совместить преимущества и бентонитов и полимерных связующих

К числу их относятся

1 Провести систематизацию реологических свойств БПК и на этой основе разработать теоретические основы механизма формирования свойств связующего и качества сырых окатышей при использовании БПК Провести его экспериментальную апробацию,

2 Исследовать влияние различных типов БПК на свойства сырых и обожженных окатышей (офлюсованных и неофлюсованных),

3 Разработать технологию подготовки БПК с сохранением их реологических свойств в процессе переработки и с целью повышения эффективности ее использования,

4 Разработать технологию ввода полимерной и бентонитовой составляющих БПК в шихту для окомкования,

5 Провести комплексные промышленные испытания эффективности использования БПК при производстве железорудных окатышей и их последующем переделе

Во второй главе приведены результаты исследований по определению реологических свойств бенто-полимерных связующих, а также характера их влияния на свойства окатышей

Ранее показано, что три основных показателя - эффективная вязкость бентонитовой суспензии т|, показатели набухаемости и водопоглощения (методика Энслина) симбатно отражают свойства связующего и его роль в формировании качественных показателей сырых окатышей и посредством установленных наследственных взаимосвязей, и свойства обожженных окатышей Их взаимосвязь подтверждена рис 1 - рост эффективной вязкости приводит к увеличению других реологических показателей, что дает основание при систематизации качества бентонитов использовать лишь один показатель Механизм взаимодействия полимеров с компонентами шихты более сложный, чем

190 О 140С

20 30 40 50 60

Эффективная вязкость, п, мПахс

Рис 1 Зависимость показателей индекса набухаемости бентонита и ли водопоглощения (показателя Энслина) от эффективной вязкости

для бентонита, что определяет необходимость проведения исследований их реологических свойств

Поэтому бы-проведены исследования с

пятью типами полимеров - три российского производства (НПК «Бентонит») и два импортных (Р1ойэгт и Репёиг), для которых в смесях с бентонитом хакасского месторождения определялись эффективная вязкость водной суспензии и показатель индекса набухания Эти данные приведены на рисунке 2, из которого следует, что в отличие от традиционных связующих — бентонитов, эффективная вязкость и набухаемость не являются однозначными характеристиками их качества рост первой сопровождается уменьшением второй

Следующим этапом исследования взаимодействий связующего с рудными частицами явились лабораторные испытания прочности обожженных окатышей при различных расходах связующего (бентонит и БПК) С этой целью готовили шихты с различными дозировками бентонита и БПК, которые

затем окомко-вывались и обжигались в идентичных условиях на обжиговой машине Результаты исследования (рис 3)

— ПБ инд наб

—•-Motorm инд неб -^Floform эфф вяз

Perldur инд наб Paiidur эфф »m

Доля полимера, %

Рис 2 Зависимость показателей индекса набухания и эффектив- свидетельствют о ной вязкости связующего от доли полимера различном ха-

рактере зависимости прочностных свойств от дозировки связующего если снижение расхода бентонита приводит к уменьшению прочности окатышей,

то при уменьшении расхода БПК от 0,8 % (масс ), зависимость более сложная - на начальном этапе (до 0,5-0,6 %) прочность практически не меняется и затем начинает снижаться

Для определения необходимого количества полимера в композиции провели опыты (рис 4) с постоянной дозировкой БПК в шихте, откуда видно, что наиболее хорошие показатели имеют окатыши с 1,5-2,5 % полимера в

композиции

На основании рис 3 и 4 выявлено, что использование БПК при малых дози-

200 ---<---■-■---1 --

0,00 1,00 2 00 3 00 4,00 5 00 6,00 7,00 8 00 9,00 роВКаХ ПОЗВОЛЯвТ Содержание полимера в композиции, %

<Цифры у точек - доля полимера а композит« % цифры ■ сковках расход бентонита кг/т) СНИЗИТЬ раСХОД

Рис 3 Зависимость прочности обожженных окатышей от доли бентонита Ис-полимера в связующем

следование степени окисленности и пористости окатышей при снижении содержания бенто-полимерного связующего также выявило значимую закономер-

Рис 4 Зависимость прочности обожженных окатышей от нооть полимер в со содержания полимера в связующем при дозировке послед- ставе БПК модифици-него 0,3 %

рует структуру окатыша, приводит к более развитой поровой структуре, предопределяющей повышение степени окисленности окатышей (рис 5) и, как следствие, повышение их металлургических свойств Эти результаты определяют перспективу использования бенто-полимерных композиций при производстве окатышей

Таким образом, на основании рис 2-5 можно сделать вывод, что лишь эффективная вязкость (г() является главным реологическим свойством, определяющим качество сырых окатышей

00 10 20 3,0 40

Содержание полимера а композиции, % масс

Определив показатель, определяющий качество БПК при его небольших дозировках провели исследования по их систематизации, позволяющие выделить композиции, наиболее эффективные при производстве окатышей -

ПБ-Х, РЬГогт (табл 1)

Таблица 1 - Показатели эффективной вязкости бентополимерных композиций, мПа*с

Тип полимера Дозировка, %

0 0,5 1,0 1,5 2,0

ПБ-1 30 32 36 36 38

ПБ-2 30 33 35 39 42

ПБ-3 30 32 39 38 40

ПБ-Х 30 35 42 46 48

Р1оГогт 30 35 39 39 44

РеЫиг 30 32 38 38 40

Следующим этапом работы являлось развитие модельных представлений о механизме формирования свойств БПК и закономерностях его взаимодействия с рудными частицами Присутствующие в составе композиции полимеры имеют анионный характер, степень которого может меняться в зависимости от природы и соотношения мономеров Взаимодействие последних приводит к образованию протяженных агрегатов, имеющих отрицательные заряды на своих концах

Механизм взаимодействия полимера с бентонитом можно представить следующим образом его частицы отрицательными зарядами притягиваются к щелочным или щелочно-земельным катионам, осуществляющим связь между собой слоев монтмориллонита, приводя, тем самым, к большей степени диспергации связующего Очевидно, следствием этого процесса является повышение показателя эффективной вязкости БПК по сравнению с бентонитом, что и наблюдается на практике (рис 6)

Рассмотрим роль полимера в формировании механизма взаимодействия

Содержание полимера в композиции,%

(Цифры у тоне« доля полимера ■ композиции % Цифры ■ скобках расход бентонита, кг/т)

Рис 5 Зависимость пористости и степени окисленности обожженных окатышей от доли полимера при изменении доли бентонита

О 2 4 в 8 10 12 14 16 Содержание полимера в композиции, %

Рис 6 Зависимость эффективной вязкости композиции от доли полимера

[-«-ПБ -*-Р1о1огт -»-Регк1иг|

БПК с железорудными частицами Присутствие ионизированного полимера изменяет заряд поверхности рудных частиц Так, гидрофильные (они же отрица-18 тельно заряженные) окончания полимерных агрегатов в суспензии с бентонитом ориентируются к рудной поверхности, имитируя появление на ней положительного заряда (рис 7) Очевидно, при этом энергия межфазного взаимодействия рудных поверхностей и суспензии возрастает на величину энергии электростатического поля

Схема взаимодействия бентонитовой суспензии с частицами концентрата

Предпринята попытка ана-

Бентонитовад

суспензия литического ОПИСЭНИЯ

предложенного механизма С этой целью на базе извес-

Схема взаимодействия бенто-полнмерной суспензии с частицами концентрата

С этой целью на базе известных представлений о закономерностях взаимодействия твердой и жидкой фаз проведен учет энергии электростатического взаимодействия частиц концентрата с бенто-полимерной суспензией Оценка энергии электростатического поля, возникающего при добавлении полимера, позволила определить изменение энергии взаимодействия по сравнению с бентонитом

О <72

= а-> где

Железорудные ^^ частицы^.

Желеэоруд ные частицы

С + :>

—

с +

Дилольные поли--мерные сцепки

Бенгонито-ш суспензия

Рис 7 Схематическое взаимодействие полимера с железорудной поверхностью

о - поверхностная плотность зарядов, зависящая от концентрации полимера,

Бо-электрическая постоянная, е - диэлектрическая проницаемость суспензии

Приближенные оценки значимости второго слагаемого в последнем соотношении показывают, что его величина составляет 20 — 50% от значения работы адгезии бентонитовой суспензии В конечном счете, это приведет к интенсификации процесса пропитки железорудного концентрата Последнее обстоятельство, с учетом выгорания полимера уже при 150-200 °С, определяет более развитую поровую структуру сухого окатыша

Экспериментальной апробации этих модельных представлений посвящены последующие разделы работы

В третьей главе приводятся результаты исследований закономерностей формирования качественных характеристик сырых и сухих окатышей в зависимости от количества и содержания БПК.

Исследования производились с концентратом производства ОАО «Михайловский ГОК» Согласно используемой на ОАО «Михайловский ГОК» методике, сырые окатыши формировали на лабораторном окомкователе из шихты общей массой 10 кг Далее их подвергали рассевам на ситах 16,14,12, 10, 8 и 5 мм с одновременным выделением класса 12-14 мм для определения качественных характеристик накатанных окатышей Прочность сырых окатышей определяли методом раздавливания, пластичность - путем сбрасывания с высоты 0,4 м до обнаружения трещинообразования Часть окатышей того же класса высушивали в сушильном шкафу при t = 105 °С и определяли прочность сухих окатышей

На первом этапе (22 опыта) для получения опытной партии неофлюсо-ванных окатышей использовали дообогащенный концентрат с массовой долей железа - 69,7% и базовый концентрат с массовой долей железа - 65,5% В качестве связующего добавляли Хакасский бентонит, а также композицию, состоящую из Хакасского бентонита и полимерных добавок (Floform, ПБ-500), в различных процентных соотношениях В опытах с дообогащенным концентратом, дополнительно к связующему, добавляли сидерит и глиноземистый концентрат (боксит), содержание в котором А120з не менее 65%

На втором этапе (39 опытов) были получены офлюсованные окатыши из базового концентрата В качестве связующего добавляли Хакасский бен-

тонит в сочетании с различными полимерами (ПБ-1, ПБ-2, ПБ-3, Репс1иг 330, Б1о£огт 2049), также в различных процентных соотношениях Во всех опытах содержание полимеров в связующем варьировалось от 0 до 10 %, а дозировка связующего в шихту для окомкования - от 0,25 до 0,6 %

В результате проведенных исследований выявлено, что увеличение количества вводимого в композицию бентонита улучшает физические свойства окатышей Увеличение же количества вводимых в композицию полимеров оказывает неоднозначное влияние на физические свойства (в некоторой степени увеличивается пластичность (рис 8), прочность сухих (рис 10) и уменьшается прочность сырых (рис 9) окатышей), однако, с учетом увеличения показателей пористости сухих окатышей, оказывает позитивное влияние и, в дальнейшем, следует ожидать улучшения качественных характеристик окатышей в процессе их термообработки Следует особо отметить, что проведенные исследования показали реальную возможность снижения расхода бентонита при использовании БГЖ Однако, величина такого снижения зависит от состава ВПК (результаты опытов с полным замещением бентонита полимером отражают невозможность его выведения из шихты) Выявлено, что наилучший состав имеет ВПК марки ПБ-3, а оптимальным количеством введения его в бентонит, при котором физические свойства сырых и сухих окатышей имеют наилучшие средние показатели, следует считать 2,0-3,2 % Содержание бентонито-полимерной добавки в шихте при этом составляет 0,25—0,4 %, что значительно меньше существующих на всех ГОКах дозировок бентонита

Исследовано и влияние основности шихты на закономерности формирования качественных характеристик сырых и сухих (а также и обожженных) окатышей В результате показано, что наличие ВПК оказывает наибольшее влияние на неофлюсованные окатыши, и меньшее на офлюсованные, что связано с обладанием известняком, в некоторой мере, связующими свойствами

Введение полимерной и бентонитовой составляющих в состав шихты для производства железорудных окатышей, по причине различных механизмов их влияния на формирование структуры окатыша, ставит задачу рассмотрения путей раздельного ввода данных компонентов Для бентонита механизм его взаимодействия состоит из нескольких последовательных стадий

содержание полимер« в композиции, %

Рис. 8. Зависимость пластичности сырых окатышей от содержания полимера при добавке бентонита в шихту 0,4 %

содержание полимера в композиции, %

Содержание полимера в композиции, %

Рис. 10. Зависимость прочности сухих окатышей от содержания полимера при добавке бентонита в шихту 0,4 %

Рис. 9. Зависимость прочности сырых окатышей от содержания полимера при добавке бентонита в шихту 0,4 %

на первой стадии частицы бентонита взаимодействуют с влагой концентра та, на второй - происходит внедрение молекул воды в структурные связи между слоями монтмориллонита, диспергирование частиц бентонита и образование бентонитовой суспензии. На заключительной стадии суспензия растекается по частицам концентрата, образуя пленку. Длительность этих стадий в целом составляет 60-90 мин. Время взаимодействия с водой частиц полимера иное и составляет 10+60 сек, а продолжительность взаимодействия образовавшегося водного раствора с частицами рудного концентрата - 1+2 мин, в течение которых раствор, являющийся поверхностно-активным веществом для поверхности рудных зерен, обволакивает их. Более длительная выдержка водного раствора полимера с рудными частицами может привести к упорядочению ненасыщенных связей, снижению дипольных моментов и, как следствие, к уменьшению сил сцепления рудных частиц. Поэтому оптимальное время выдержки шихты после введения полимерной составляющей составит не более двух минут, а бентонитовой - 60+90 мин. ■<<•> • ■

Результаты проведенных исследований позволили предложить техническое решение, суть которого состоит в раздельной подаче компонентов связующего: на первой стадии подается бентонит в количестве 60-80 % от об-

щего его содержания в связующем, требующий наибольшего времени взаимодействия с железорудным концентратом. На второй - бентонито-полимерная композиция или полимерное связующее, имеющее, например, интерполимерный состав, и оставшаяся часть бентонита Совокупность таких технологических приемов приводит как к повышению качественных показателей сырых и обожженных окатышей, так и к возможности снижения расхода связующего По результатам исследований подготовлена заявка на патент и получено положительное решение о его выдаче

В четвертой главе приведены результаты исследований закономерностей формирования свойств обожженных окатышей при введении БПК в их состав Сырые окатыши помещали в горизонтальный лоток из девяти ячеек, который затем устанавливали на верх слоя и пропускали через обжиговую машину при базовом режиме термообработки Окатыши некоторых проб помещали в вертикальные пробники высотой 300мм, которые устанавливали на постель, и также пропускали через обжиговую машину После термообработки для обожженных окатышей каждой пробы определяли прочность на сжатие, пористость и химический состав, в котором особенно анализировалось содержание БеО (степень окисления) Окатыши из вертикальных пробников разделяли по высоте слоя на три части, верх, середина, низ и также определяли их качественные характеристики

Анализ первого этапа исследований показал, что прочность обожженных окатышей из дообогащенного концентрата в среднем меньше, чем обожженных окатышей из базового концентрата (в среднем на 10-15 %), что связано с уменьшением количества жидкой фазы при обжиге

Следующим этапом исследования явился анализ зависимостей прочности обожженных окатышей на сжатие от дозировки различных полимеров в составе БПК (рис. 11), при долях последнего в шихте от 0,25 до 0,40 % В результате показано, что при использовании полимеров типа ПБ-3 и Репс1игЗЗО, увеличение их дозировки в БПК приводит к росту прочности обожженных окатышей на 5-10 % Тогда как при использовании полимеров типа ПБ-2, РЫогтп 2049, наблюдается снижение этой величины Можно предположить, что в последнем случае образуется большее количество микропор, которые могут являться концентраторами напряжений и зародышами разрушающих

трещин при испытании прочности окатышей на сжатие Общая высокая прочность (340-420 кг/ок) объяснима характером термообработки окатышей на верху слоя обжиговой машины, что не отражает прочностные данные в слое, но показывает, сравнительно, различия во влиянии шихтовых материалов на качество обожженных окатышей Обобщая зависимости прочности от доли полимера в шихте, отметим, что они имеют экстремальный характер Так, при введении в шихту небольшого количества полимера 0,01-0,03 % прочность обожженных окатышей увеличивается, но с увеличением его содержания до 0,04 % и выше она начинает уменьшаться Наибольшие показатели прочности (более 380-400 кг/ок) отмечены при добавке полимера в бентонит в количестве 1,5-2,5 % с содержанием бентонито-полимерной композиции в шихте в количестве 0,25-0,30 % При этом лучшие показатели имели окатыши с применением полимера типа РЫЪгта 2049 (однако, как отмечено выше, с увеличением его дозировки прочность окатышей уменьшается), из российских следует отметить полимер типа ПБ-3, который по соотношению «цена-качество» не уступает зарубежному аналогу

Важным параметром качества обожженных окатышей является их пористость, которую определяли методом гидростатического взвешивания Зависимость ее от содержания полимера приведена на рис 12 Зафиксирована низкая пористость у обожженных окатышей без полимерных добавок, далее с увеличением доли полимера в композиции она возрастает Исключение составили добавки ВПК типа ПБ-1 Увеличение добавки полимерного связующего, улучшая смачиваемость зерен концентрата, способствует увеличению количества и уменьшению размера пор и, тем самым повышает долю открытой пористости, что, в конечном счете, приводит к более полному протеканию процессов окисления, что иллюстрируется на рис 13 Лучшие показа-

к»р*0 5

4

*

сод«рж«ни* полимера в композиции, %

Рис 11 Зависимость прочности обожженных окатыш ей от содержания полимера при добавке бентонита в шихту 0,4 %

24,5 24,0 23,5

£ 23,0 §

2 22.5 X

О- 22,0

С

21.5

рода в качестве восстановителя. Результаты, приведенные на рис. 14, подтверждают это. Обобщая полученные

содержание полимера в композиции, %

Рис. 12. Зависимость пористости обожженных окатышей от содержания полимера при добавке бентонита в шихту 0,4 %

менения их пористости.

Можно предположить, что более развитая поровая

Рис. 13. Зависимость степени окисления (РеО) обожженных окатышей от содержания полимера при добавке бентонита в шихту 0,4 %

з: н о 1,45

О оГ 1,40

о 1,35

с; 1-ЗП

го н о 1.25

о ж о о 1.20

я ш 1,16

X

ь

1,05

-8-

-н-

О

1 2 3 4 5 в

содержание полимера а композиции, %

123458789 10 11

Количество полимера в композиции, %

тели степени окисления (РеО уменьшается до 0,4 %) показали окатыши с полимерами Р1оЙ5гт и ПБ-3, что соответствует закономерностям из-

структура окатыша, наряду с ускорением окислительных процессов при обжиге, приведет и к возрастанию скоростей восстановления. Апробацию этого предположения проводили на лабораторной установке с использованием во до-

данные, отметим, что наибольшую эффективность показала композиция с содержанием 98 % бентонита и 2% полимера РЫЬгт 2049 при удельном расходе 3 кг/т концентрата. При использовании отече-

Рис. 14. Относительное изменение восстановимо- ственных полимеров (ПБ) ха-сти окатышей при 700 °С в зависимости от добавки полимера РактеР зависимостей сохраняется: оптимальная дозировка композиций также составляет 3 кг/т конц., однако, наибольший эффект достигается при содержании в ней 2+4% полимера. Особенно отчетливо это проявля-

ется при использовании БПК типа ПБ-3.

Для подтверждения сделанных предположений о механизме формирования качественных характеристик обожженных окатышей был проведен их микроструктурный анализ. Исследование проведено на микроскопах отраженного и проходящего света с использованием иммерсионных препаратов для измерения коэффициента преломления силикатных фаз.

Минералогические исследования окатышей с БПК различного состава показали, что последняя как и бентонит, участвует в формировании элементов структуры обожженного продукта. Однако, систематизация результатов исследованийразличных типов бенто-полимерных композиций позволила выявить значительно большее влияние БПК, по сравнению с бентонитом, на норовую структуру - увеличение общей пористости и рост количества мелких пор (рис. 15 и 16).

Рис. 15, Связующее -хакасский бентонит Рис. 16. Связующее -хакасский бентонит 0,5 %. Микроструктура центральной части 0,5 %, полимер — 0,01 %. Микроструктура окатыша - магнетитовое ядро. Светлосерое магнетитового ядра. Светлосерое - магне-- магнетит, белое - гематит вокруг зерен тит, белое - гематит, серое - первичные си-магнетита, темносерое - обломки первич- ликаты, черное - поры. В центре распад ных силикатов, черное - поры. первичного силиката на феррит кальция,

Отраженный свет; X 200 гематит, стекло.

Отраженный свет; X 200

Полученные данные подтверждают развитые в главе 2 модельные представления: полимер, увеличивая энергию межфазного взаимодействия связующей суспензии с частицами концентрата, определяет ее лучшее растекание. Последующий обжиг приводит к выгоранию полимера, формируя более равномерную и развитую реакционную поверхность как при окислительном обжиге, так и при восстановлении в последующем переделе.

В пятой главе изложены результаты промышленных испытаний по ис-

пользованию бенто-полимерных композиций (ПБ-1 и ПБ-3) с различными их дозировками, в качестве связующей добавки в шихту для производства железорудных окатышей на ОАО «Михайловский ГОК», а также полупромышленных испытаний на ОАО «Качканарский ГОК Ванадий» и ОАО «Карельский окатыш»

Для промышленных испытаний 23 07-21 09 ОЗг на ОАО «Михайловский ГОК» были поставлены 4 партии композиционной смеси (хакасский бентонит-полимер) в количестве 2000 т каждая следующего состава (количество в % в общем составе композиционной смеси) ПБ-1 — 2 %, ПБ-3 — 2 %, ПБ-1 - 3 % и ПБ-3 - 1 %

БПК поступила на Михайловский ГОК после предварительной подготовки, включающей многоступенчатое дробление и смешивание с содой в количестве 3% и полимерами в разном процентном соотношении (по массе) Содержание фракций менее 20 мм - 85% Влажность исходной БПК колебалась от 18 до 22 % Эффективная вязкость коллоидного раствора составляла в среднем 45 мПа с, набухаемость 13,5-16 мл/г

Специфика свойств полимерных материалов, состоящая, прежде всего, в их разложении (выгорании) уже при температурах, превышающих 130 °С, определила необходимость разработки новой технологии подготовки связующего В результате проведения исследований и теплотехнических расчетов, температура теплоносителя, поступающего в сушильный барабан была снижена с 600-700 °С до 250-350 °С, а в шаровую мельницу с 350-400 °С до 180-200 °С Это привело к незначительному (10-15 %) снижению производительности этих тепловых агрегатов

На основании проведенных исследований корректировке подвергся теплотехнический режим термообработки слоя окатышей при использовании в качестве связующего БПК Соответственно, на обжиговых машинах № 1 и № 2 ОАО «МихГОК» максимальная температура теплоносителя в зоне обжига была снижена с 1350 °С до 1250-1260 °С, что позволило увеличить пористость обожженных окатышей на 0,5 % (на 1 % по сравнению с базовым режимом при использовании в качестве связующего хакасского бентонита) Одновременно, время пребывания окатышей при температуре выше 1150 °С уменьшилось с 9,7 мин до 6,5 мин, что оказалось вполне достаточным для формирова-

Таблица 2 - Показатели работы окомкования и "сырого" тракта

Период Концентрат Расход связующего, % ** j кг/ок п, раз/ок »n Кл-5 (перед р/у), % просыпь из под р/укл, 0/ Пористость, ед

W,% f С0бщ5 %

Базовый 10,01 65,68 0,523 9,64 1,47 4,67 89,3 88,39 10,38 13,93 33,02

ПБ-1 2% 9,99 65,70 0,491 9,65 1,47 4,58 89,09 89,71 10,61 14,09 33,35

Г1Б-3 2% 9,98 65,70 0,463 9,66 1,47 4,58 89,42 91,31 10,15 15,71 34,06

ПБ-1 3% 10,02 65,58 0,430 9,63 1,46 4,50 89,41 90,90 10,24 14,56 -

ПБ-3 1 % 10,00 65,58 0,434 9,65 1,46 4,57 89,38 - 10,35 12,68 -

ния требуемой структуры окатышей Это позволило получить увеличение прочности окатышей на сжатие на 5,0 % по сравнению с базовым периодом при сохранении повышенных значений пористости и определило снижение удельных расходов энергоносителей на их производство

Оценка качественных характеристик сырых окатышей и их изменение при транспортировке производилась по тракту обжиговой машины Xsl Результаты представлены в таблице 2

Из табл 2 видно, что при введении полимеров совместно с хакасским бентонитом расход связующего был уменьшен с 0,523 % (на сухую массу) до 0,477 % (в среднем) При этом вторая половина испытаний характеризовалась устойчивым снижением расхода связующего до 0,432 %, абс (те на 17,4 %, отн) Приведенные данные являются усредненными, а в отдельные периоды обжиговые машины работали на дозировке БПК в количестве 0,35 %, при этом показатели качества окатышей удовлетворяли техническим условиям и находились на среднем уровне

Сравнительные показатели работы обжиговых машин и характеристики качества обожженных окатышей представлены в табл 3 Испытания показали, что в опытный период произошло улучшение технико-экономических показателей работы обжиговых машин

Отобранные в каждом периоде промышленных испытаний окатыши, содержащие БПК в качестве связующего, далее подвергались исследованиям их металлургических свойств в сравнении с базовыми Анализируя степень восстановления базовых и опытных окатышей, видно, что при температуре восстановления 900 °С ее значение для окатышей с полимерными добавками на

Таблица 3 - Показатели работы обжиговых машин

Показатели Базовый период ПБ-1 2% ПБ-3 2 % ПБ-1 3% ПБ-3 1 %

Производительность ОМ-1, т/ч 504,8 510,4 511,3 511,1 499,2

Уд расход эл/энергии на ТДУ, кВт*ч/т об окатышей 33,80 32,93 33,53 33,46

Уд расход природного газа по ФОК, м3/т 13,71 13,42 13,39 13,37 13,90

Макс температура обжига, °С 1270+1300 1250+1270 1250-М 270 1250+1270 1250+1270

Прочность окатышей кг/ок 268,2 269,3 268,2 262,4 262,8

Пористость обожженных окатышей, % 23,08 23,01 23,65 25,38 -

Содержание Ре^, % 63,33 63,38 63,31 63,14 63,16

Содержание ГеО, % 1,87 1,79 1,51 1,37 1,14

Содержание мелочи (< 5 мм), % 3,06 3,23 3,26 3,25 3,24

Прочность бараб (выход кл + 5 мм), % 94,05 93,86 93,96 93,93 94,00

17,2 % выше, чем у базовых (при температуре 700 °С различия меньше) Прочность частично восстановленных (до 30 %) окатышей с полимерными добавками также выше (на 5,3 %), чем базовых Отметим, что в рассматриваемых окатышах с ВПК количество связующего значительно меньше, чем в базовых (0,35-0,38 и 0,51 соответственно)

Таким образом, результаты проведенных промышленных испытаний показали, что использование ВПК определяет улучшение металлургических свойств окатышей (в т ч и повышение содержания железа), и снижение энергозатрат на их производство

По результатам испытаний был составлен Акт промышленных испытаний производства офлюсованных окатышей с использованием бенто-полимерной композиции на основе хакасского бентонита, в котором рекомендовано применение ВПК в качестве связующего для производства окатышей в условиях ФОК ОАО «Михайловский ГОК»

В качестве рекомендуемых направлений дальнейших исследований рассматривается использование интер-полимерного связующего (ИПС), содержащего композицию нескольких полимерных материалов и минеральные добавки Уже первый опыт испытаний ИПС в условиях ОАО «Карельский окатыш» показал возможность существенного снижения дозировки бентонита и значительного увеличения качества обожженных окатышей

Дальнейшие исследования по введению полимерных материалов (ПБ-X, ИПС, ИПС-Флоформ с различными минеральными добавками) в состав шихты для производства окатышей не только подтвердили полученные ранее зависимости, но и показали еще более ярко выраженные взаимосвязи

Разработка ЗАО «Экополипром» принципиально нового вида полимера - полимер-минерального связующего (ПМС), учитывающего результаты проведенных ранее испытаний и направленная на формирование новой структуры сырых окатышей с соответствующим улучшением их качественных характеристик, привела к необходимости их испытаний в промышленных условиях, которые были произведены на ОАО «Карельский окатыш» Результатом испытаний явилось увеличение качественных характеристик слоя сырых окатышей и резкое (на 15-25 %) увеличение холодной прочности обожженных

Заключение

В работе впервые изучены и систематизированы реологические свойства основных типов бенто-полимерных связующих — эффективная вязкость и набухаемость, определено их влияние на качественные характеристики сырых и обожженных окатышей

Исследования проводили с российскими полимерами (ПБ, ИПС производства НПК «Бентонит») и импортными (Р1ой>гт, Репс1иг) При этом указанные реологические свойства, сравнительно с бентонитовым связующим, имеют более сложные зависимости при введении полимерной составляющей в состав шихты, что соответственно отражается на качественных характеристиках окатышей Разработаны теоретические предпосылки механизма формирования качества сырых окатышей на основе модельных представлений о взаимодействии бенто-полимерных композиций с частицами железорудного концентрата Развиты представления о наследственной взаимосвязи качества сырых и обожженных окатышей, а также их свойств при последующем восстановительном переделе

В результате проведения лабораторных и опытно-промышленных исследований выявлено положительное влияние бенто-полимерных связующих на структуру и качественные характеристики окатышей, произведена систематизация различных полимерсодержащих связующих по их роли в формировании качества окатышей Определена оптимальная дозировка бенто-полимерной композиции в составе шихты (0,35-0,4 %) с целью выведения из процесса части бентонитового порошка с одновременным обеспечением заданных качественных характеристик получаемых окатышей При этом оптимальное количество полимерной составляющей в шихте составляет

0,010-0,012 % Использование бенто-полимерных композиций (ВПК), кроме возможности уменьшения расхода связующего, и, соответственно, повышения общего содержания Ре, позволяет решить и наиболее актуальную для потребителей железорудных окатышей проблему — улучшение их металлургических свойств, на что указывает модификация поровой структуры окатышей (создание более развитой структуры с уменьшением размеров пор) и соответствующее увеличение пористости, уменьшение содержания РеО и повышение прочности обожженных окатышей

Проведение исследований как с получением неофлюсованных, так и офлюсованных окатышей при наличии БПК в качестве связующего, позволило выявить влияние известняка на изменение качественных характеристик сырых и обожженных окатышей

Разработана технология подготовки БПК в промышленных условиях, заключающаяся в изменении температурного режима ее сушки в сушильных барабанах и последующего помола (с одновременной досушкой) в мельницах с сохранением ее реологических свойств в процессе переработки для улучшения качественных характеристик окатышей

Впервые разработаны и научно обоснованы способы раздельного ввода полимерной и бентонитовой составляющих в шихту для окомкования в связи с различными механизмами их влияния на формирование структуры окатыша Так, время выдержки шихты после введения полимерной составляющей требуется не более двух минут, а бентонитовой - 60-90 минут В соответствии с этим предложено техническое решение, суть которого состоит в раздельной подаче компонентов связующего на первой стадии подается бентонит в количестве 30-80 % от общего его содержания в связующем, требующий наибольшего времени взаимодействия с железорудным концентратом На второй — бентонито-полимерная композиция или полимерное связующее, имеющее, например, интерполимерный состав, и оставшаяся часть бентонита

Разработанные технические решения, позволяющие снизить дозировку связующего, повысить содержание железа и металлургические свойства окатышей, использованы в проекте строительства новой фабрики окомкования на ОАО «Михайловский ГОК»

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

1 Изучение влияния свойств бентонитовых глин на формирование качества железорудных окатышей В А Горбачев, С Н Евстюгин, В Е Мальцева, ДЮ Усольцев Сталь 2003 № 1 С 15-16

2 Композиции бентонита и полимера - новый вид связующего для железорудных окатышей В А Горбачев, В Г1 Бруев, Л П Вахрушев, Л И Воеводин, В И Минеев, ДЮ Усольцев Сталь 2003 №9 С 3-4

3 Влияние состава и расхода комплексного связующего на металлургические свойства окатышей ОАО «Михайловский ГОК» ДЮ Усольцев, А В Шаврин, Н Н Копоть, И Г. Бормотова, С В Шаврин, Т В Са-пожникова Сталь 2003 №9 С 35-37

4 Повышение технико-экономических показателей работы восстановительных агрегатов путем улучшения качества и металлургических свойств окатышей за счет оптимизации их структуры и фазового состава Д Ю Усольцев, А В Шаврин, Н Н Копоть, Ю Г Ярошенко Сборник трудов международной научно-технической конференции Кривой Рог КГТМК «Криворожсталь» 2004

5 Сравнительный анализ использования различных видов связующего при производстве окатышей в ОАО «Михайловский ГОК» СН Евстюгин, Д Ю Усольцев, В И Минеев, И Г Бормотова, С В Шаврин Сталь 2005 №2 С 12-15.

6 Теоретические основы механизма формирования качества сырых окатышей с полимерными добавками в составе комплексного связующего Е В Беленко, Л П Вахрушев, Л И Воеводин, В А Горбачев, Д Ю Усольцев Сталь 2005 №2 С 15-17

7 Роль бентонито-полимерной композиции в формировании металлургических свойств окатышей В А Горбачев, Д Ю Усольцев, И Г Бормотова, А В Шаврин, ТВ Сапожникова Сталь 2005 № 2. С 19-21

8 Эффективность использования бентонито- и интерполимерных композиций при производстве железорудных окатышей Д Ю, Усольцев, Е В Беленко, Б Г Виничук, В Н Леушин, В И Минеев, Н Н Путалов Сталь 2006 №6 С 10-12

9 Реологические свойства бентонито-полимерных композиций и оптими-- зация их дозировки при производстве окатышей Д Ю Усольцев, С В

Шаврий'Сталь' 2006 №6 С 13-14 ' -

10 Модернизация'технологии получения качественного бентонитового порошка'с ~ применением молотковых мельниц для помола ДЮ Усольцев, В М Шевченко, А Г Грух, М И Клыков, А С Акимов Сталь 2006 Ж» 6 С 17-19

11 Заявка на патент РФ № 2006122164/02(024077) Способ снижения расходов связующих материалов при производстве железорудных окатышей Е В Беленко, В П Бруев, Б Г Виничук, Л И Воеводин, В А Горбачев, С Н Евстюгин, С И Кретов, Д Ю Усольцев

Подписано в печать 25 09 2007г Формат 60x84 1/16 Гарнитура «Тайме» Уел печ л 1,0 Заказ 212 Тираж 100 экз

Типография «Уральский центр академического обслуживания» 620219, г Екатеринбург, ул Первомайская, 91

Введение.

1. Аналитический обзор. Роль связующего в формировании качества железорудных окатышей.

1.1. Современные требования к свойствам железорудных окатышей.

1.2.Роль бентонитов в формировании качества окатышей.

1.3.Наследственная взаимосвязь качества сырых, сухих и обожженных окатышей.

1.4.Модельные представления о взаимодействии бентонита и концентрата. Использование полимерных связующих при производстве окатышей. Их преимущества и недостатки.

1.5.Существующие технологии подготовки связующего.

1.6.Заключения и выводы.

2. Исследование реологических свойств иолимерсодержащих связующих и их влияние на свойства окатышей.

2.1.Определение зависимости эффективной вязкости суспензии бенто-полимерных композиций от состава композита.

2.2.Определение зависимости показателя индекса набухаемости от состава бенто-полимерного связующего.

2.3.Роль реологических свойств и состава связующего в формировании качества окатышей.

2.4.Принципы систематизации свойств бенто-полимерных композиций.

2.5.Разработка модельных представлений о формировании качества сырых окатышей с полимерными добавками в составе комплексного связующего.

2.6.Совершенствование полимерных материалов, используемых в качествеСвязующего.

2.7.Вывод ы.

2.7.Выводы.

3. Исследование закономерностей формирования качества сырых окатышей при использовании бенто-полимерных композиций.

3.1.Методика проведения исследований качества сырых и сухих окатышей.

3.2.Определение качественных показателей сырых и сухих окатышей.

3.3.Влияние типа и состава полимерного связующего на показатели качества сырых окатышей.

3.4.Разработка технологии раздельной подачи компонентов связующего в шихту.

3.5.Выводы и разработка рекомендаций.

4. Исследование закономерностей формирования свойств обожженных окатышей при использовании полимерсодержащнх связующих.

4.1.Методика проведения исследований.

4.2.Проведение опытных спеканий в промышленных условиях.

4.3.Определение металлургических свойств обожженных окатышей.

4.4.Проведение микроструктурных исследований обожженных окатышей.

4.5.Выводы и разработка рекомендаций.

5. Проведение промышленных и полупромышленных испытаний.

5.1.Оптимизация режимов сушильно-размольного комплекса и разработка новой технологии подготовки связующего.

5.2. Корректировка режима термообработки окатышей на конвейерной машине.

5.3.Результаты промышленных испытаний.

5.4.Исследование металлургических свойств окатышей.

5.5.Результаты полупромышленных испытаний на ОАО «Карельский окатыш».

Рост конкуренции на внутреннем и международных рынках железорудного сырья, наряду с возрастающей стоимостью энергоносителей, ставят перед всеми, без исключения, производителями такого продукта две основные проблемы: повышение его качества и снижение затрат на его производство. Традиционные пути решения каждой из этих проблем обычно оказываются альтернативными в достижении совместной цели: пути решения одной из проблем, часто исключают возможность разрешения другой, и наоборот. Поэтому разработка технических решений, одновременно обеспечивающих выполнение обеих задач, является исключительно актуальным направлением исследований.

Соответственно, рассматривая варианты решения указанных проблем, одним из них принято считать разработку и реализацию мероприятий по совершенствованию технологии подготовки сырых окатышей. Это, некоторым образом, позволяет не только улучшить технико-экономические показатели работы обжиговой машины, но и повысить качество и его стабильность в обожженном продукте. Однако, последний показатель, являющийся, на первый взгляд, довольно абстрактным, представляет собой гамму характеристик, определяющих поведение окатыша от процесса его получения до восстановительно-тепловой обработки. Поэтому, если потребителей железорудного сырья интересует, главным образом, общее содержание железа, прочность при восстановлении и восстановимость, то его производителей -качество сырых (прочность, пластичность и гранулометрический состав), определяющих, в конечном счете, технико-экономические показатели работы обжиговых машин, а также обожженных окатышей, как характеристику, определяющую цену их реализации.

Резко возросший в настоящее время поток рекламных материалов и информации об альтернативных связующих - полимерах, требует проведения анализа их реальной ценности в формировании свойств железорудных окатышей. Проводимые ранее сравнительные испытания свойств сырых и обожженных окатышей, содержащих бентонит или полимер в качестве связующего, а также их поведение при восстановительно - тепловой обработке, выявили ряд интересных особенностей. В частности, у окатышей с полимерами отмечено некоторое снижение показателей качества в сыром и сухом состоянии (по используемым стандартным методикам, что будет отмечено далее), однако их свойства при восстановлении, в частности, восстановимость, заметно увеличиваются. Таким образом, качественный бентонит способствует улучшению показателей качества сырых, сухих (что особенно важно при сушке окатышей) и обожженных окатышей, а полимерное связующее снижает эти характеристики, однако определяет значительный рост металлургических свойств. Однако производимые ранее исследования не носят систематический характер, а их результаты являются дискуссионными.

Таким образом, классификация, оптимизация состава, свойств и дозировки полимерсодержащих связующих, является исключительно актуальной задачей.

Цель и задачи исследований.

Целью диссертационного исследования является разработка и апробация в промышленных условиях технических решений по оптимизации свойств и составов полимерсодержащих связующих для повышения качества окатышей и улучшения технико-экономических показателей их производства.

Проведенный анализ литературных данных о роли связующих при формировании как свойств сырых и обожженных окатышей, так и показателей их производства, позволил сформулировать задачи исследования, направленные на разработку нетрадиционных решений по использованию новых связующих, позволяющих совместить преимущества и бентонитов и полимерных связующих.

К числу их относятся:

• 1. Проведение систематизации реологических свойств БПК и на этой основе разработка теоретических основ механизма формирования свойств связующего и качества сырых окатышей при использовании БПК. Проведение его экспериментальной апробации;

• 2. Исследование влияния различных типов БПК на свойства сырых и обожженных окатышей (офлюсованных и неофлюсованных);

• 3. Разработка технологии подготовки БПК с сохранением их реологических свойств в процессе переработки и с целью повышения эффективности ее использования;

• 4. Разработка технологии ввода полимерной и бентонитовой составляющих БПК в шихту для окомкования;

• 5. Проведение комплексных промышленных испытаний эффективности использования БПК при производстве железорудных окатышей и их последующем переделе.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Система взглядов о влиянии БПК на структуру и свойства сырых и обожженных окатышей;

2. Системный подход к анализу реологических свойств бенто-полимерных композиций;

3. Технология приготовления БПК и шихты для окомкования, включая раздельный ввод бентонитовой и полимерной составляющих.

Степень достоверности результатов исследований. Проведенные исследования и их обработанные результаты, представленные в диссертационной работе, отличаются высокой степенью достоверности, так как выполнялись с использованием комплекса современных стандартных методик в лабораторных, опытно-промышленных и промышленных условиях. При обработке результатов использованы современные методы анализа и статистической обработки. При этом противоречий известным физическим и физико-химическим положениям не установлено.

Практическая значимость работы.

Разработана технология подготовки БПК с сохранением их реологических свойств в процессе переработки в условиях фабрики окомкования ОАО «Михайловский ГОК»;

Показана и подтверждена в ходе промышленных испытаний возможность повышения качества окатышей и технико-экономических показателей их производства в условиях нескольких горно-перерабатывающих предприятий России (ОАО «Михайловский ГОК», ОАО «Карельский окатыш») за счет использования БПК в качестве связующего.

Реализация результатов работы.

Результаты произведенных промышленных исследований показали возможность использования бентонито-полимерных композиций на ОАО «Михайловский ГОК» и ОАО «Карельский окатыш» в качестве связующей добавки при снижении их общей дозировки в шихте по сравнению с бентонитовым порошком, а также повышением качества получаемых окатышей. При этом было отмечено снижение удельного расхода природного газа на 0,2 м3/т годных окатышей и электроэнергии на 0,5 кВт*ч/т годных окатышей.

Произведенные полупромышленные испытания на ОАО «Карельский окатыш» позволили снизить расход бентонита на 20+30 %, уменьшить количество просыпи на роликовом укладчике на 34 % отн., увеличить прочность обожженных окатышей на 15,0 %, улучшить газодинамику процесса обжига окатышей.

Работа выполнялась в ИМет УрО РАН и НПВП ТОРЭКС.

Выводы

В период 23.07.03+21.09.03г. на ФОК комбината проведены полномасштабные промышленные испытания производства офлюсованных окатышей с использованием в качестве связующего бентополимерной композиции (БГЖ) производства НГЖ «Бентонит». Отработаны технологии подготовки БГЖ, производства сырых окатышей и их термообработки на обжиговых машинах. Определены технологические и теплоэнергетические показатели работы оборудования и технологических линий.

Результаты промышленных испытаний БГЖ и их сравнение с показателями работы ФОК при использовании в качестве связующего Хакасского бентонита без добавки полимеров показали:

1. Использование БГЖ обеспечивает повышение качества обожженных окатышей ОАО «МГОК», улучшение технико-экономических показателей работы ФОК:

- использование БГЖ приводит к увеличению пористости на 1+3 %, отн.;

- расход связующего в шихту снижен с 0,523 до 0,432 % (на сухую массу), т.е. на 17,4 %;

- снизились удельные расходы энергоносителей по фабрике. Удельный расход природного газа снизился на 0,2 м3/т годных окатышей, электроэнергии - на 0,5 квт*ч/т годных окатышей;

- производительность О.М. № 1 была увеличена на 0,6 %;

- в период работы 18+19.08.03г. зафиксировано снижение дозировки БГЖ до 0,35 %. Работа в течение 3-х смен не выявила ухудшения как свойств окатышей, так и технико-экономических показателей обжиговых машин;

2. При подготовке БГЖ могут быть обеспечены следующие показатели работы сушильно-размольной технологической линии:

- производительность по исходному материалу влажностью 17+20% - до 30 т/ч;

- удельный расход природного газа 10+12 м3/т исходного материала;

- удельный расход электроэнергии - 80+85 квт*-ч/т;

3. При использовании БПК качество сырых окатышей и показатели работы отделения окомкования изменяются незначительно. Эти выводы, а также сравнительные оценки эффективности использования, кроме БПК, хакасского, греческого и дашуковского бентонитов в качестве связующего, позволили рассматривать БПК как наиболее перспективный тип связующего для концентратов ОАО «Михайловский ГОК».

5.4. Исследование металлургических свойств окатышей

Исследования проводились с целью сравнения металлургических свойств базовых и полученных в период промышленных испытаний окатышей, содержащих БПК в качестве связующего.

Анализировались коэффициенты реакций восстановления окатышей при различных температурах, а также прочность частично восстановленных окатышей. Эти характеристики являются основанием для определения восстановимости и прочности при восстановлении - параметров, в значительной степени определяющих технико-экономические показатели доменной плавки.

Исследования проводились на лабораторных установках ООО "НПВП ТОРЭКС", предназначенных для изучения массообменных характеристик различных рудных и нерудных материалов при обжиге в восстановительной и окислительной газовых средах при различных температурах по стандартной методике.

Анализируя коэффициенты реакций восстановления базовых и опытных окатышей (рис. 5.6+5.7), видно, что при температуре восстановления 700 °С окатыши с полимерными добавками, хотя и незначительно (их коэффициенты реакции восстановления лишь на 0,2 % вы

Ъгя Бант 0.54 tw- 0,4%. ПЕ.1 ■ Ьеят-0«W. П63-Bern -0 35-4, ПЬЗ-2% Бент ■ 0.36*. ПШ - 2*

Рис. 5.6 - Коэффициент реакции восстановления окатышей, восстановленных при 700 °С

База Бент. 0,5% Бент,- 0,35%, ПБЗ - Бент.- 0,38%, ПБЗ

2% 2%

Рис, 5.7 - Коэффициент реакции восстановления окатышей, восстановленных при 900 °С ше), но имеют лучшую восстановимость, чем базовые. При температуре восстановления 900 °С коэффициенты реакции восстановления окатышей с полимерными добавками на 17,2 % выше, чем базовых. Альтернативным показателем восстановимости является прочность окатышей при восстановлении (рис. 5.8+5.9).

Проведем анализ изменения металлургических свойств окатышей различных горизонтов слоя на обжиговой машине. Большинство обожженных окатышей нижней части слоя имели визуально видимые поверхностные трещины, которые еще больше развились в процессе восстановления. Соответственно, коэффициент реакции восстановления «ни

150 140 130 120 110 100 70 о: 60 50 40 30 20 10 0

Рис, 5.8 - Прочность частично восстановленных окатышей при 700 °С

110 100 90 80 70 ж 60 * 50

30 20 10 0

Рис. 5.9 - Прочность частично восстановленных окатышей при 900 °С за» слоя имеет, в среднем, величину большую на 25+35 %, чем «верха» слоя.

Лучшая восстановимость окатышей нижней части слоя связана, по видимому, с большей реакционной поверхностью. При восстановлении окатыши нижней части слоя разупрочняются также в большей степени, чем верхней.

Прочность частично восстановленных (до 30 %) окатышей с полимерными добавками на 5,3 % выше, чем базовых. При этом в окатышах с БПК количество связующего почти в два раза меньше, чем в базовых (0,35+0,38 и 0,51 соответственно).

База. Бент,- Бент,- Бент,- Бент,-Бент. 0,5% 0.4%, ПБ1 0,45%, 0,35%, 0,38%, -2% ПБЗ-2% ПБЗ - 2% ПБЗ-2%

1-L ■ низ ■ верх

Т-- ч

1

База. Бент. 0,5% Бент,- 0,35%, ПБЗ Бент,- 0,38%, ПБЗ - 2% - 2%

Одним из элементов структуры окатышей является объемная доля магнетитового ядра, которая характеризуется содержанием двухвалентного железа (FeO). Поэтому одним из косвенных показателей качества окатышей может служить содержание в них FeO. Чем меньше концентрация этого компонента, тем большей металлургической ценностью обладают окатыши.

Существует взаимосвязь скорости восстановления окатышей с содержанием в них FeO. Результаты исследований кинетики процессов восстановления выявили увеличение константы скорости реакции при понижении содержания FeO (рис. 5.10).

FeO

Рис. 5.10 - Зависимость коэффициента реакции восстановления от содержания FeO в окатышах

Таким образом, сравнительный анализ базовых окатышей ОАО «Михайловский ГОК» и окатышей из этого же концентрата с добавками БПК показал эффективность ее использования для достижения повышенных металлургических свойств. Результаты проведенных ранее лабораторных исследований, показавших, что полимерное связующие определяет значительный рост металлургических свойств окатышей, достаточно полно отобразились и при промышленных испытаниях. Максимальная скорость восстановления, при наибольшей прочности, характерна у окатышей с добавками полимеров.

Полученные характеристики восстановимости и прочности позволили произвести оценку технико-экономических показателей доменной плавки с использованием логико-статистической модели доменного процесса, разработанной в Институте металлургии УрО РАН. Параметры и результаты расчетов показателей работы д.п. № 3 при замене рядовых окатышей Михайловского ГОКа (база) на опытные (с БПК) при их доле в шихте 100 и 30 % представлены в таблице 5.7. Так, при содержании окатышей в шихте 30 %, при использовании БПК производительность доменной печи по результатам расчетов увеличится на 9 тонн в сутки, а удельный расход кокса снизится с 439 до 436,7 кг/т чугуна. При условии большей доли окатышей в шихте доменной печи, эти показатели улучшаться еще в большей степени.

Анализируя выход и состав колошникового газа, видно, что его количество при плавке на опытных окатышах уменьшилось на 8 м /т чугуна (0,5%) и содержание СО, характеризующее работу восстановительного газа, уменьшилось на 0,15%, абс.

Таким образом, в результате проведения тестовых испытаний по определению восстановимости окатышей, содержащих БПК, выявлено повышение металлургических свойств обожженных окатышей:

- увеличена пористость - на 1 %, абс.;

- содержание FeO уменьшено на 0,4 %, абс.;

- коэффициент реакции восстановимости окатышей увеличился на 17,2 % при температуре 900 °С;

- прочность при восстановлении (по выходу фракции - 5мм) увеличена на 5,3 %.

Использование логико-статистической модели доменного процесса, разработанной в Институте металлургии УрО РАН показывает, что эффективность при использовании обожженных офлюсованных окатышей с БПК в качестве связующего в доменных печах составляет:

- уменьшение расхода кокса на 6 кг/т чугуна;

- увеличение производительности печи - на 1 %;

Заключение

Анализ результатов испытаний по введению полимер-минерального связующего (ПМС) в состав окатышей в количестве 150, 200 и 280 г/т конц., при производстве офлюсованных окатышей на ОМ-1 ЦПО ОАО "Карельский окатыш", показал:

1). При использовании ПМС показатели пластичности и прочности сырых и сухих окатышей, по сравнению с базовым периодом (без ПМС) уменьшились. Однако, одновременно снизился процент просыпи из-под роликого укладчика, что может быть связано с изменением структуры как самого окатыша, так и слоя сырых окатышей, загружаемых на обжиговую машину;

2). Введение ПМС в состав окатыша незначительно повышает его среднемассовый диаметр;

3). Показатели прочности обожженных окатышей повышаются на 15-25% (при различных дозировках ПМС);

4). Оптимальной дозировкой ПМС при имеющихся на момент испытаний условий производства окатышей, по совокупности полученных данных, следует считать 200 г/т конц.;

5). Возможность снижения дозировки бентонита до 30-40% от базового периода, за счет замещения его значительно меньшим количеством ПМС;

6). Формирование более равномерной пористости с отсутствием магнетитового ядра, что приводит к повышению холодной прочности;

7). Добавка ПМС в шихту приводит к увеличению восстановимости уже при дозировке его в 150 г/т конц. Дальнейшее увеличение дозировки не оказывает ощутимого влияния.

На основе положительных результатов даже кратковременных исследований принято решение о проведении длительных промышленных испытаний.

Заключение по работе

В работе впервые изучены и систематизированы реологические свойства основных типов бенто-полимерных связующих - эффективная вязкость и набухаемость, определено их влияние на качественные характеристики сырых и обожженных окатышей.

Исследования проводили с российскими полимерами (ПБ, ИПС производства НИК «Бентонит») и импортными (Floform, Peridur). При этом указанные реологические свойства, сравнительно с бентонитовым связующим, имеют более сложные зависимости при введении полимерной составляющей в состав шихты, что соответственно отражается на качественных характеристиках окатышей. Разработаны теоретические предпосылки механизма формирования качества сырых окатышей на основе модельных представлений о взаимодействии бенто-полимерных композиций с частицами железорудного концентрата. Развиты представления о наследственной взаимосвязи качества сырых и обожженных окатышей, а также их свойств при последующем восстановительном переделе.

В результате проведения лабораторных и опытно-промышленных исследований выявлено положительное влияние бенто-полимерных связующих на структуру и качественные характеристики окатышей, произведена систематизация различных полимерсодержащих связующих по их роли в формировании качества окатышей. Определена оптимальная дозировка бенто-полимерной композиции в составе шихты (0,35-0,4 %) с целью выведения из процесса части бентонитового порошка с одновременным обеспечением заданных качественных характеристик получаемых окатышей. При этом оптимальное количество полимерной составляющей в шихте составляет 0,010-0,012 %. Использование бенто-полимерных композиций (БПК), кроме возможности уменьшения расхода связующего, позволяет решить и наиболее актуальную для потребителей железорудных окатышей проблему - улучшение их металлургических свойств, на что указывает модификация поровой структуры окатышей (создание более развитой структуры с уменьшением размеров пор) и соответствующее увеличение пористости, уменьшение содержания FeO и повышение прочности обожженных окатышей.

Проведение исследований как с получением неофлюсованных, так и офлюсованных окатышей при наличии БПК в качестве связующего, позволило выявить влияние известняка на изменение качественных характеристик сырых и обожженных окатышей.

Разработана технология подготовки БПК в промышленных условиях, заключающаяся в изменении температурного режима ее сушки в сушильных барабанах и последующего помола (с одновременной досушкой) в мельницах с сохранением ее реологических свойств в процессе переработки для улучшения качественных характеристик окатышей.

Впервые разработаны и научно обоснованы способы раздельного ввода полимерной и бентонитовой составляющих в шихту для окомкования в связи с различными механизмами их влияния на формирование структуры окатыша. Так, время выдержки шихты после введения полимерной составляющей требуется не более двух минут, а бентонитовой - 60+90 минут. В соответствии с этим предложено техническое решение, суть которого состоит в раздельной подаче компонентов связующего: на первой стадии подается бентонит в количестве 30+80 % от общего его содержания в связующем, требующий наибольшего времени взаимодействия с железорудным концентратом. На второй - бентонито-полимерная композиция или полимерное связующее, имеющее, например, интерполимерный состав, и оставшаяся часть бентонита.

Проведенные комплексные лабораторные и опытно-промышленные исследования позволили подготовить и провести масштабные промышленные испытания бенто-полимерных композиций в качестве связующего при производстве окатышей на ОАО «Михайловский ГОК» и ОАО «Карельский окатыш» (Приложения 1 и 2). Результаты проведенных промышленных испытаний показали, что использование БПК определяет улучшение металлургических свойств окатышей и снижение энергозатрат на их производство.

В качестве рекомендуемых направлений дальнейших исследований рассматривается использование интер-полимерных и полимер-минеральных связующих, позволяющих более эффективно модифицировать структуру окатыша и снижать расход бентонита. Результатом их использования на ОАО «Карельский окатыш» явилось не только повышение газодинамических свойств слоя окатышей, но и существенное (на 15+25%) увеличение их прочности на сжатие.

Разработанные технические решения по подготовке связующих и их использование в шихте применены в проекте новой фабрики окомкования на ОАО «Михайловский ГОК».

1. Алексеев Л.Ф., Горбачев В.А., Кудинов Д.З., Шаврин С.В. Структура и разрушение окатышей при восстановлении. М., Наука, 1983, с.78.

2. Горбачев В.А., Шаврин С.В. Зародышеобразование в процессе восстановления окислов. М., Наука, 1985, с. 134.

3. Некрасов З.И., Дроздов Г.М., Шмелев Ю.С. и др. О природе шлаковой связки железорудных окатышей. Сталь, 1978, № 8, с.688 695.

4. Майер К., Рауш Г., Оттов М. Разрушение богатых железом окатышей в процессе восстановления. Черные металлы, 1967, № 11 с. 12-18.

5. Taniguchi Shigeji. Structural changes of hematite grains composing a selffluxing pellet during hydrogen reduction Trans. Iron and Steel Inst. Jap. 1980, v.20, № 11, p.753 - 758.

6. Конырин И.А., Борц Ю.М., Траур И.Ф. и др. Производство и плавка неофлюсованных окатышей. Сталь 1973, с.782 788.

7. Брагард А., Мэтью Л. Производство окатышей из офлюсованных рудных смесей. Черные металлы, 1972 № 3, с. 15 22.

8. Алексеев Л.Ф., Горбачев В.А., Шаврин С.В. Кинетические особенности восстановления и разрушения железорудных окатышей. В кн. Физическая химия окислов металлов. М., Наука, 1980, с. 47-53.

9. Oba Akira, Simidzy Oziro. Восстановление под давлением окислов железа газовой смесью СО Н2 .1. Iron and Steel Inst. Jap. 1977, v.63, № 11, p. 37 -45.

10. Gudenau H. W., Burchard W. G., Rupp H. Directe Beobachtung von Reuctionsreactionen an Eisenoxiden mittels. Arch. Eisenhuttenw.,1980, v. 51 № 8, p.329-334.

11. Ченцов А. В., Абрамов С. Ф., Денисенко Ю.А. Математическое описание процесса восстановления сферического куска руды многокомпонентным газом. В кн. Восстановление, теплообмен и газодинамика в доменном процессе. Свердловск, 1970, с. 3 31.

12. Ченцов А.В., Чесноков Ю.А., Шаврин С. В. Балансовая логико -статистическая модель доменного процесса. М., Наука 1991, 91 с.

13. Товаровский И.Г., Райх Е.И., Шкодин К.К., Улахович В.А. Применение математических методов для анализа и управления доменным процессом. М., Металлургия, 1978, 263 с.

14. Дмитриев А.Н. Двумерная модель доменной печи. Автореферат диссертации доктора технических наук. Екатеринбург, 1998.

15. Чернышев A.M., Корнилова Н.К. Подготовка синтезированных шихтовых материалов доменной плавки. Черная металлургия. Сер. Окускование руд. Черметинформация, 1978. Вып. 1.

16. Чернышев A.M., Корнилов Н.К. Подготовка синтезированных шихтовых материалов для доменного процесса. В кн. Бардин И.П. и отечественная металлургия. М., Наука, 1983, с.211 227.

17. Журавлев Ф.М., Малышева Т.Я. Окатыши из концентратов железистых кварцитов. М., Металлургия, 1991, 126с.

18. Дрожилов Л.А., Гладков Н.А., Журавлев Ф.М. и др. Требование к качеству железорудных окатышей для доменного производства. Черная металлургия. Бюлл. НТИ, 1977, № 23, с. 40 41.

19. Корнилова Н.К., Журавлев Ф.М., Чернышев A.M. Анализ способов расчета степени восстановления железорудных материалов по данным гравиметрического и химического анализов. Кривой Рог, 1978, 23 с. Деп. ВИНИТИ 28.02.79. № 604.

20. Корнилова Н.К., Журавлев Ф.М., Чернышев Ф.М. Восстановимость как характеристика качества железорудного материала и способы ее измерения. Сталь, 1986, № 1, с. 9-12.

21. Ходоровская И.Ю., Коновалов Л.А., Майзель Г.М., Экспертная оценка показателей качества железорудных окатышей. Изв. Вузов. Черная металлургия , 1983, № 4, с. 150- 153.

22. Stephenson R.L., Smailer R. М., Warrendale P. L. Direct Reduced Iron. 1980. The Iron and Steel Society of AJME.

23. Papst G., Sittard J. Dolomite fluzed iron ore pellets for direct reduction processes. Skillings Mining Review, May 1981.

24. Narita R., Kanenko D., Kimura J. Study on clustering and its preventation in the shaft furnace the direct reduction process. Kobe 1979. ISIJ Meeting. Tokio, p. 97.

25. Hartwig J., at all. Krupp concept of a combined direct reduction processes. Ironmaking and steelmaking, 124 129.

26. Pellets for direct reduction. LKAB symposium, 1979, Metal Bulletin Monthly, Dec. 1979, p. 11-12.

27. Тулин H.A., Кудрявцев B.C., Пчелкин C.A. Развитие безкоксовой металлургии. М., Металлургия, 1994, 320 с.

28. Юсфин Ю.С., Гиммельфарб А.А., Пашков Н.Ф. Новые способы получения металла. М., Металлургия, 1994, 320 с.

29. Юсфин Ю.С., Даньшин В.В. и др. Теория металлизации железорудного сырья. М., Металлургия, 1982, 256 с.

30. Кудрявцев B.C., Пчелкин С.А. Металлизованные окатыши. М., Металлургия, 1974,186 с.

31. Гиммельфарб А.А., Неменов A.M., Тарасов Б.Г. Металлизация и электроплавка железорудного сырья. М., Металлургия, 1981, 152 с.

32. Мардосевич В.А., Пчелкин С.А. Прямое получение железа и порошковая металлургия. Науч. Тр. ЦНИИЧМ. М., Металлургия, 1980, № 5, с. 20 24.

33. Meyer К. Pelletizing of iron ores. Annex 1. Munich, 1989, p. 238.

34. Некрасов З.И., Дроздов Г.М, Шмелев Ю.С. и др. О природе шлаковой связи железорудных окатышей. Сталь, 1978, № 8, с. 688 695.

35. Bradshaw A.N., Matyas A.G. Structural changes and kinetics in the gaseous reduction of hematite. Met. Trans., 1976. №713, p.81 - 87.

36. Ватолин H.A., Горбачев B.A., Шаврин C.B. некоторые аспекты развития реакционных поверхностей в системе твердое тело газ. ДАН, 1980, т. 252, №6, с. 1418- 1420.

37. Костелов О .Я., Ростовцев С.Т. Низкотемпературное восстановление окиси железа газами. Сталь, 1965, № 3, с.209 -214.

38. Pepper М. W., Li К., Philbrook W.O. Solid structural changes during the reduction of iron oxides. Canad met. Quart.,v.l5, № 3, p. 201 - 209.

39. Haas H., Grobe K., Oeters F. Consideration on the mechanism of oriented iron growth during the reduction iron ores. Arch. Eisen, 1980, № 5, p. 167 172.

40. Singh R. N.,. Ghosh A., Rates of reduction of comongunds iron ore in stream of hydrogen. Ind. I. Technol. 1968, v. 6, № 11, p. 334 337.

41. Вентцель В., Гуденау Г. Мероприятия по предотвращению разбухания железорудных окатышей. Черные металлы, 1970, № 13, с. 36 45.

42. Горбачев В.А., Шаврин С.В. К вопросу о механизме и кинетике восстановления гематита. Изв. АН СССР. Металлы 1980, № 3, с.27 29.

43. Горбачев В.А., Шаврин С.В. К вопросу о механизме и кинетике восстановления гематита. Изв. Вузов. Черная металлургия, 1979, №10, с. 51 -54.

44. Lu W.K. On the mechanism of abnormal swelling during the reduction of iron ore pellets. Scand. I. Met.,n 1974.V.3 . № 2, p. 49 -55.

45. Nabi G., Lu W.K. Reduction kinetics of hematite to magnetite in hydrogen-water vapor mixtures. Trans. Met. Soc. AIME. 1968, v.242, № 12, p. 2471 2477.

46. Вегман Е.Ф., Жеребин Б.Н., Похвиснев A.H., Юсфин Ю.С., Клемперт В.М. Металлургия чугуна. М., Металлургия, 1989, 512 с.

47. Жак P.M., Пашков Н.Ф., Юсфин Ю.С. Влияния качества сырья на работу доменных печей. Бюлл. Черметинформации. Сер. Подготовка сырьевых материалов. Вып.4. М. 1985,38 с.

48. Юсфин Ю.С., Даныпин В.В., Базилевич Т.Н. и др. влияние содержания железа в связке на свойства окатышей. Сталь, 1981, № 3, с. 9 11.

49. Юсфин Ю.С., Базилевич Т.Н, Обжиг железорудных окатышей. М., Металлургия, 1973, с. 27 29.

50. Бережной Н.Н., Булычев В.В., Костин А.И. Производство железорудных окатышей. М., Недра, 1977, с. 240.

51. Коротич В.И. Теоретические основы окомкования железорудных материалов. М., Металлургия, 1966, с. 152.

52. Балес А.А., Салыкин А.А, Балес А.В. и др. Технология окомкования с многокомпонентными связующими. М., Горный журнал, 1983, № 4, с. 52.

53. Цибизов А.Н., Салыкин А.А., Поддубный А.П. и др. Бюллетень ин-та Геометинформация, 1973, № 4, с. 19 20.

54. Мерабишвили M.C. Бентонитовые глины. М.,Госгеолтехиздат, 1967, с. 227.

55. А.С. 901313 (СССР). Способ активации.

56. А.С. 954464 (СССР). Способ активации.

57. А.С. 1063850 (СССР). Способ активации.

58. Хохлов Д.Г., Сладков Г.И, Технология производства офлюсованных окатышей из тонкоизмельченных концентратов. Трубы НТО, 4М., t.XXIX, М., Металлургиздат, 1961.

59. Спектор А.Н., Марков А.Д. и др. Комкуемость железорудных концентратов в зависимости от их свойств. Информация ЦИНИПИ № 10, серия 3,1969.

60. Кодзимо Кодзиро и др. Фундаментальное исследование механизма окомкования руд. Влияние крупности исходного сырья на свойства сырых окатышей. Тэцу то хаганэ, 1966, № 9, с. 1293 1295.

61. Бирюкова Н.И. Исследования влияния минералогического состава магнетитовых концентратов на эффективность процессов окомкования, сушки и обжига. Автореферат на соискание ученой степени к.т.н., Томск, 1974.

62. Ручкин И.Е., Гребенкин Г.А. разработка технологии окомкования Северо-Песчанских концентратов. В сб.: Окускование железных руд и концентратов, № 2, Свердловск, ин-т Уралмеханобр, 1975, с.135 -144.

63. Kestner D.W. Industrial trends in the pelleting and sintering of metalic ores, concentrates and reverts "Fine Particles Process.Proc. Iut. Symp., Las Vegas, Nev., 1980" New York, N.Y., 1980, 1494 1505.

64. Юсфин Ю.С., Пашков Н.Ф., Соболев A.B. и др. Управление качеством обожженных окатышей изменением свойств концентрата и режима окомкования. Сталь, 3 12, 1985, с. 4 9.

65. Маерчак Ш. Производство окатышей. М., Металлургия, 1982, 232 с.

66. Бережной Н.Н., Булычев В.В., Костин А.И. Производство железорудных окатышей. Москва, Недра, 1977.

67. Балес А.А., Бойко Г.Х., Ваха В.И. и др. Пат. России SU № 1534076 А-1. Чашевый окомкователь, Бюлл. (07.01.90).

68. Иванов Н.С. и др. Совершенствование технологии производства окатышей на фабриках окускования КМА, отчет, УДК 622.788, № 80012029, 1985.

69. Коротаев Т.В., Цибизов А.Н., Андреева Н.С. и др. Уточнение технических2.1-15-181 73 Т - 1 - Д - АП 'требований на бентониты для окомкования, Отчет, шифр Губкин, 1976.

70. Салыкин А.А., Балахнина В.И. Влияние расхода и способа ввода бентонита на прочность окатышей. Бюллетень ЦНИИ ЧМ, № 16, 1971, с. 30 -32.

71. Андреева Н.С. Технические требования к бентонитам и перспективы снабжения ими фабрик окомкования. В кн.:Сырьевая база бентонитов СССР и их использование в народном хозяйстве., Москва, Недра, 1972, 210 с.

72. Балес А.А., Салыкин А.А. Роль и поведение связующих добавок в окомковании. Материалы научно-технической конференции по применению глин в окомковании (Тезисы докладов), Белгород, 1978.

73. Данилов А. И. Потребность черной металлургии в бентонитовых глинах и задачи геологоразведочных организаций по их выявлению. В кн.: Сырьевая база бентонитов ССР и их использование в народном хозяйстве. Москва, Недра, 1972, 226 с.

74. Башлев А.И., Лепилов А.Н. Глины Кустанайской области как бентонитовое сырье для окомкования железорудных концентратов. В кн.: Сырьевая база бентонитов СССР и их использование в народном хозяйстве. Москва, Недра, 1972, 219 с.

75. Витюгин В.М., Докучаев П.Н. К вопросу о механизме действия присадок бентонита в процессе окомкования железорудной шихты.

76. Бережной Н.Н., Федоров С.А., Смирнов В.И., Витюгин В.М Комкуемость железорудных концентратов и шихт. ЦНИИ черной металлургии, серия 3, Выпуск № 2, 1976.

77. Юсфин Ю.С., Базилевич Т.Н. Обжиг железорудных окатышей. Москва, Металлургия, 1973,272 с.

78. Витюгин В.М. Автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук, Томск, 1975.

79. Докучаев п.н. Испытание бентонитов различных месторождений и производство железорудных окатышей на Соколовско-Сарбаском ГОКе. В кн.: Бентониты, М., Наука, 1980, с. 169 176.

80. Дрожилов А.А., Бережной Н.Н., Латков К.Ю. Бюллетень Черметинформация, 1973, № 2, с. 3 17.

81. Бережной Н.Н., Попов Ф.У., Федоров С.А. Окускование руд, институт Черметинформация, серия 3, выпуск № 4.

82. Салыкин А.А., Балес А.А. Связующие добавки, используемые при окомковании ЦНИИ черной металлургии, 1975.

83. Мальцева В.Е. Исследование влияния бентонитов на формирование элементов структуры и свойств сырых и обожженных окатышей : дис. канд. техн. наук. Екатеринбург, 2002. - 146 с.

84. Абзалов В.М., Горбачев В.А., Клейн В.И. и др. // Изв. вузов, Черная металлургия, 2000, № 1. с. 64 - 65.

85. Горбачев В.А., Шаврин С.В. Термические напряжения в опеках. М.: Наука, 1982.-78 с.

86. Абзалов В.М., Горбачев В.А., Клейн В.И. и др. // Изв. вузов, Черная металлургия, 2000, № 9. с. 72 - 73.

87. Абзалов В.М., Горбачев В.А., Клейн В.И. // Изв. вузов, Черная металлургия, 2000, № 11. с. 61 - 62.

88. Химия (справочное руководство). Химия, Ленинградское отделение, 1979.-576 с.

89. Зинягин Г.А., Зорин С.Н., Вайнштейн P.M. и др. // Горный журнал, 2003, №9.-с. 41-44.

90. Чижикова В.М., Вайнштейн P.M., Зорин С.Н. и др. // Металлург, 2003, № 4.-с. 36-38.

91. Горбачев В.А., Евстюгин С.Н., Мальцева В.Е., Усольцев Д.Ю. // Сталь, 2003,№ I.e. 15-16.

92. Чижикова В.М., Вайнштейн P.M. // Металлург, 2003, № 9. с. 33 34.

93. Адамеон А. Физическая химия поверхностей. М., Мир, 1979. 568с.

94. Найдич Ю.В. Контактные явления в металлических расплавах. Киев, Наукова думка, 1972.

95. Зимон А.Д. Адгезия жидкости и смачивание. Москва, Химия, 1974.

96. Сумм Б.Д., Горюнов Ю.В. Физико-химические основы смачивания и растекания. Москва, Химия, 1976.

97. Быховский А.И. Растекание. Киев, Наукова думка, 1983.

98. Еременко В.Н., Лесник Н.Д., Листовничий В.Е. и др. Физическая химия неорганических материалов. Киев, Наукова думка, 1988, т.З.

99. Панасюк А.Д., Фоменко B.C., Глебова Г.Г. Стойкость неметаллических материалов в расплавах. Справочник. Киев, Наукова думка, 1986.

100. Для промышленных испытаний были поставлены 4 партии композиционной смеси (бентонит полимер') в количестве 2000 т каждая следующего состава:- ПБ-1 2 % (в общем количестве композиционной смеси);-ПБ-3-2%;- ПБ-1 -3 %;- ПБ-3 1 %;

101. По химическому составу глина хорошо усреднена содержание Si02 по вагонам в среднем содержании 62,22 %, а СаО - 1,28 %.

102. Подготовка бентонитовой глины

103. Производительность сушильно-размольной линии в период испытаний составила в среднем 25 т/час (по исходному материалу). При этом на сушильном барабане и шаровой мельнице удельные затраты электроэнергии и природного газа существенно не изменились.

104. Окомкование и качество сырых окатышей

105. В период испытаний с 23.07 по 21.09 работали две обжиговых машины №1 и №2, кроме периода 27.08 по 04.09 когда машина № 2 находилась на реконструкции.

106. Сравнение показателей сырого окомкования производилось относительно базового периода 16.07-21.07. В качестве опытных приведены четыре периоде. Соответственно по тексту и в таблицах проводится анализ опытных периодов 1*4.

107. В период испытаний удельный расход бентонита, вводимого в шихту, варьировался в пределах 0,35 0,45% (в пересчете на сухую массу) при среднем значений 0,41 % (в базовый период - 0,48 %).

108. Оценка качественных характеристик сырых окатышей и их изменение притранспортировке производилась по тракту обжиговой машины № I,

109. Результаты представлены в таблице I.