Контрольні запитання

1. Яке призначення процесу брикетування?

2. Опишіть технологію процесу брикетування зі зв’язуючими.

3. Назвіть зв’язуючі і для чого вони застосовуються

4. Опишіть технологію процесу брикетування без зв’язуючих.

5. Опишіть конструкцію і принцип дії брикетних пресів

Обкатування

Мета: вивчення процесу обкатування дрібних продуктів збагачення корисних копалин.

Обкатування – процес грудкування зволожених тонкоподрібнених матеріалів, оснований на їх здатності при перекочуванні утворювати ґранули сферичної форми (обкотиші або котуни) без застосування безпосереднього тиску. Для зміцнення зволожені обкотиші піддають сушінню, випалу і іншим видам обробки.

Процес одержання випалених обкотишів (котунів) складається з трьох основних стадій: підготовки компонентів шихти до обкатування, одержання вологих обкотишів і їх зміцнюючого випалу. Вихідними матеріалами, що надходять для обкатування, можуть бути концентрат, дрібна руда, вапняк, зв’язуючі домішки, вода, тверде, рідке і газоподібне паливо.

Попередня підготовка матеріалів до обкатування полягає в усередненні концентрату, подрібненні флюсових і зв’язуючих домішок (бентоніту, вапняку і т.п.), а при несприятливому ґранулометричному складі і в подрібненні концентрату та руди. Наступною операцією при підготовці до обкатування є дозування компонентів шихти. Для усереднення шихти за фізичними властивостями і хімічним складом її перед обкатуванням змішують в шнекових, роторних і барабанних змішувачах. При виробництві неофлюсованих обкотишів змішування виконують в одну стадію. При виробництві офлюсованих обкотишів до змішування пред’являють більш високі вимоги, тому змішування виконують в дві або три стадії.

Обкатування виконується в барабанних і тарільчатих обкатувачах-ґрануляторах. Вибір і регулювання параметрів операції обкатування (кут нахилу чаші, частота обертання, вихідне шихтове навантаження) виконують в кожному конкретному випадку в залежності від властивостей шихти і необхідної крупності обкотишів.

На процес обкатування подають тонкоподрібнені концентрати корисних копалин, які в основному належать до гідрофільних речовин. При взаємодії з водою тонкі частинки концентрату утворюють окремі аґреґати – «зародкові грудки». При русі матеріалу по обертальній поверхні апарату вологі частинки накочуються на поверхню «зародкової грудки» і утворюють сферичні обкотиші-котуни.

Роль води в процесі обкатування надзвичайно велика, тому що визначає умови утворення обкотишів. Її оптимальний вміст залежить від хіміко-мінералогічних властивостей частинок, їх форми, вологоємності і т.п. Вологість шихти в кожному конкретному випадку визначається експериментально (вологість магнетитових і гематитових концентратів складає 8-10 %, бурих залізняків – 20-25 %, рудного дріб’язку – 6-8 % і т.д.). Зниження вологості в процесі обкатування приводить до зменшення пластичності обкотишів, порушення ґранулометричного складу і зниження продуктивності обладнання. Підвищення вологості обумовлює зниження міцності обкотишів, надмірного підвищення пластичності, в результаті чого обкотиші злипаються в грязеві грудки.

Під дією тиску, що виникає у точці контакту обкотишів з площиною обертання, вони ущільнюються з утворенням однорідної структури. Найбільш ефективно обкатуються тонкі концентрати крупністю 90-95 % класу –0,056 мм. При введенні в шихту обкотишів різних домішок вони повинні бути подрібнені до тієї ж крупності. Як зв’язуючі ущільнюючі домішки використовують гідрофільні вологоємні матеріали, що утворюють з водою стійкі суспензії. Найбільш поширена домішка – бентоніт, невелика добавка якого (до 1 %) підвищує міцність зволожених, висушених і випалених обкотишів.

Укладання вологих обкотишів на випальну машину повинно забезпечити відсів дріб’язку, що утворився при транспортуванні вологих обкотишів і їх рівномірний розподіл по ширині колосникового поля. Для цього використовують живильники різних конструкцій.

Випал обкотишів здійснюється в аґреґатах трьох типів: конвеєрних випальних машинах, комбінованих установках (колосникова решітка – трубчата піч) і в шахтних печах. При термічному зміцненні обкотиші послідовно проходять стадії сушки, підігріву, випалу і охолодження. При використанні шахтних печей і конвеєрних машин всі операції послідовно здійснюються в одному аґреґаті. Вибір способу випалу визначається властивостями обкотишів, виробничою потужністю підприємства і економічними міркуваннями.

Сушка є першою стадією термозміцнення обкотишів-котунів. Вона проводиться в щільному шарі, через який просмоктуються гарячі гази. Температура газів на вході в шар вологих обкотишів складає 250 – 400 ^оС.

Зміцнюючому випалу обкотиші піддають після сушки. Він полягає в поступовому нагріванні обкотишів гарячими газами до 1250 – 1300 ^оС. Зміцнення обкотишів з магнетитових концентратів виникає в результаті твердофазного спікання окремих зерен концентрату, окиснення магнетиту в гематит і часткового утворення шлакового зв’язку при розм’якшенні пустої породи. Оскільки випал обкотишів з магнетитових концентратів зв’язаний з реакцією окиснення, склад газів, в атмосфері яких проводиться випал, повинен бути окиснювальним (вміст кисню в газах – 10-15 %). Випал обкотишів з гематитових концентратів зв’язаний не з окисненням, а тільки з твердофазним спіканням рудних частинок і утворенням в обкотишах шлакових зв’язків. На технологію випалу і якість випалених обкотишів впливає їх розмір. Тривалість їх окиснення в дифузійному режимі прямо пропорційна квадрату їх діаметра. Крім того, зі зменшенням крупності обкотишів зростає їх міцність при відновленні. Структура випалених обкотишів в значній мірі залежить від режиму їх випалу. Кращими металургійними властивостями володіють достатньо повно окиснені обкотиші з зернами магнетиту частково зцементованими шлаковим зв’язком. В результаті випалу обкотиші набувають здатності не руйнуватися при перевантаженнях і при нагріванні в доменних печах.

Охолодження обкотишів – заключна операція термозміцнюючого випалу. Операція охолодження може здійснюватися або в тих же апаратах, що й випал, або в окремих охолоджувачах. Температура охолоджених обкотишів не повинна перевищувати 100 – 130 ^оС.

Зміцнені обкотиші, які виготовляють з тонкоподрібнених концентратів, однорідні за крупністю і хімічним складом, мають добру відновлювальну здатність і достатню міцність при перевантаженні і власне відновленні.

Обкатування використовується для підготовки тонкоподрібнених і пилоподібних матеріалів до металургійного переділу і транспортування їх на великі відстані. Найчастіше обкатування використовують для залізорудних концентратів. Обкатуванню піддають також хромові, фосфористі і флюоритові концентрати, а в деяких випадках й концентрати руд кольорових металів.