5.Агломерация руд

Агломерация – это процесс окускования мелких руд, концентратов и колошниковой пыли спеканием в результате сжигания топлива в слое спекаемого материала или подводе высокотемпературного тепла извне. Агломерация была предложена в1886, в 1911 – она была внедрена в производство и с небольшими изменениями используется в наше время. Для агломерации используется шихта, следующего состава:

1 – руда, концентраты, колошниковая пыль, шламы, окалина – всё крупностью до 8 мм, доля 40-50%

2 – CaCO₃ или MgCO₃ - фракция до 3 мм, кол-во 20-30%

3 – возврат производства или мелкий агломерат – фракция до 10 мм, 20-30%

4 – кокс – фракция до 3 мм, 4-6% ; влага 6-9%

Для получения однородной шихты её перемешивают и подают на ленту спекальной машины, к-ая представляет собой пластинчатый конвейер шириной 2-4 м, состоящий из паллет высотой 200-250 мм, при кол-ве 70-130 в ленте. В нижней части паллеты имеется колошниковая решётка на к-ую укладывается мелкий агломерат и формируется постель.

Скорость продвижения зоны горения 20-30 мм/мин. Скорость движения

t-ра плавления фаялита 1205 ͦC. Кроме фаялита возможно образование тройной легкоплавкой эвтектики фаялит – FeO – SiO₂ t пл =1100 ͦC

Образовавшаяся закись железа FeO образует твердый раствор Fe₃O₄ называемый вюстит, к-ый в дальнейшем окисляется до Fe₂O₃. Легкоплавкие соединения растворяют SiO₂, Al₂O₃ и др. тугоплавкие оксиды и скрепляют их в прочные пористые куски при затвердевании. В железных рудах всегда присутствуют соединения серы в виде FeS₂ – перрит; CaSO₄·2H₂O – гипс ; BaSO₄ - барит

В процессе агломерации сульфидная сера из FeS₂ выгорает на 90-98%, а сульфатная из CaSO₄, BaSO₄ на 70-80%. Нижний предел относится к офлюсованному агломерату. Верхний – к не офлюсованному. При агломерации протекают сл. процессы: - частичное восстановление оксидов железа - происходит диссоциация карбонатов - удаление серы - образование прочных пористых кусков агломерата, за счёт выделения легкоплавкой эвтектики и фаялита Требования к агломерации: - необходимая прочность - хорошая восстановимость - равномерный химический и зерновой состав - высокое сод-ние Fe

В последнее время наиболее широко при агломерации получают офлюсованный агломерат, к-ый обладает следующими приимуществами перед простым агломератом:

- из дом-ой плавки исключается эндотермическая р-ция разложения карбонатов, к-ая требует расхода тепла и кокса.

- улучшается восстановительная способность газов в дом-ой печи, т.к. исключается их разбавление CO₂.

- улучшается восстановимость агломерата, т.к. CaO вытесняет FeO из трудно восстановимых силикатов Fe.

- сокращается кол-во материалов, подаваемых в дом-ую печь.

- улучшается процесс шлакообразования, т.к. в офлюсованном агломерате оксиды плотно контактируют друг с другом.

6. Производство окатышей и обл. их использования : тонкоизмельчённый железорудный концентрат плохо подвергается агломерации в следствии низкой газопроницаемости, поэтому для окускования таких руд в США 1945-1955 гг была предложена и внедрена технология окатывания мелких руд, к-ая в наст. время широко используется во всех странах мира

I – 300-600 ͦС→ зона сушки

II – 1200-1300 ͦС→ восстановительный обжиг (СО)

III – охлаждение

1. шихтовые бункера

2. ленточный транспортёр

3. воронка

4. смесительный барабан

5. наклонный ленточный транспортёр

6. бункер с бентонитом (глина)

7. форсунка с водой

8. тарельчатый гранулятор

9. лента спекальной машины

10. коласниковая решётка

11. лента для транспортировки готовых окатышей

Тарельчатые грануляторы обеспечивают производительность 125-150 тонн/час. Оптимальные условия окатывания достигаются подбором угла наклона тарели (40-60 ͦ) и частоты вращения (6-9 оборотов/мин).