ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БРИКЕТОВ ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОСНОВЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ, СОДЕРЖАЩИХ ОКИСЛЕННЫЙ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИЙ МАТЕРИАЛ
CHARGE FOR MANUFACTURING OF BRIQUETTS FOR METALLURGICAL MANUFACTURING ON BASIS OF INDUSTRIAL WASTES, CONTAINING OXIDATED IRON-BEARING MATERIAL

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к утилизации железосодержащих отходов, которые используются как дополнительное сырье для доменного и сталеплавильного производства.
Известна шихта для производства углеродсодержащих брикетов для металлургического производства (см. патент РФ № 2103377, МПК 6 С21С 5/28, заявлено 19.05.1995 г.), содержащая окисленный железорудный материал, карбюризатор, связующее, минеральную добавку и пластификатор.
Недостатком данной шихты является возможность использования лишь небольшого количества отходов металлургического производства, содержащих окислы железа (12-18%), а также использования получаемых брикетов только в качестве наполнителя жидкого чугуна, то есть для получения композиционного материала с последующим его использованием в лишь сталеплавильном переделе.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является шихта для производства холоднопресованных брикетов из железосодержащих отходов металлургического производства, которая содержит магнетитсодержащие и мелкофракционные гематитсодержащие материалы, с последующим смешиванием их со связующим компонентом и брикетированием (см. патент РФ № 2093592, МПК 6 С22В 1/24, заявлен 21.06.1993 г.). Это техническое решение принято за прототип.
В качестве мелкофракционного гематитсодержащего материала могут быть использованы мелкофракционные железные руды (приблизительно 57 мас.%), а в качестве магнетитсодержащего материала используют окалину (приблизительно 36 мас.%). Для восстановления окислов железа в брикете смешивание компонентов шихты осуществляют в два этапа, на первом этапе смешивают магнетитсодержащие и мелкофракционные гематитсодержащие материалы с образованием слоя гематитсодержащего материала вокруг частиц магнетитсодержащего материала, а на втором этапе вводят связующее с добавлением сточных вод.
Существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого технического решения, являются: содержание в шихте, основанной на промышленных отходах, окисленного железосодержащего материала, связующего и воды.
2
3
Недостатком шихты являются трудности превращения магнетитсодержащего окисленного железосодержащего материала в гематитовую форму (FeO), поскольку только она может непосредственно восстанавливаться в доменной печи, что приводит к низкому содержанию гематитовой формы железа в брикете.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать состав шихты для изготовления брикетов для металлургического производства на основе промышленных отходов, содержащей извлеченный из них окисленный железосодержащий материал, путем повышения содержания окислов железа в брикете за счет использования в качестве сырья извлеченного из отходов обогащения железной руды железорудного концентрата и других полезных для металлургического производства элементов. Это обеспечивает возвращение отходов обогащения железной руды в металлургическое производство в виде сырья с повышенным содержанием окислов железа и других полезных элементов (CaO, MgO, C и др.), что позволяет получить значительную экономию кусковой руды, окатышей и в целом обеспечивает экологически безопасный способ переработки отходов.
Поставленная задача решается тем, что шихта для изготовления брикетов для металлургического производства на основе промышленных отходов, содержащих окисленный железосодержащий материал, содержащая связующее и воду, согласно изобретению в качестве окисленного железосодержащего материала содержит извлеченный из отходов обогащения железной руды железорудный концентрат, включающий фракции от 0,1 до 10 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
извлеченный из отходов обогащения
железных руд железорудный концентрат
88-90
связующее
10-12
причем содержание воды технической с учетом влаги в компонентах
составляет 8-10% от массы материалов шихты.
Кроме того, в качестве связующего шихта содержит органическое и/или минеральное связующее.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков предлагаемого изобретения и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.
В качестве окисленного железосодержащего материала в шихте для изготовления брикета используется извлеченный из отходов обогащения железной руды железосодержащий материал, который по содержанию окислов железа и других элементов близок по своему составу к суперконцентрату (до 70% железа), получаемому при глубоком обогащении железной руды. Брикет, изготовленный из этой шихты, содержит значительно больше окислов железа, чем при использовании в качестве окисленного железосодержащего материала окалины, как это имеет место по прототипу.
Регламентирование содержания в шихте извлеченного из отходов обогащения железных руд железорудного концентрата обусловлено тем, что уменьшение его содержания меньше 88% приводит к снижению содержания окислов железа в брикете, а увеличение содержания больше 90% снижает механическую прочность брикета.
Регламентирование содержания связующего вещества в шихте определяется необходимой заданной прочностью брикетов.
Содержание в шихте 8-10% воды технической от массы материалов шихты обеспечивает оптимальную влажность шихты для последующего брикетирования.
Отбор фракций от 0,1 до 10 мм обусловлен тем, что наиболее прочные брикеты получаются при повышенном содержании мелкой фракции или различном гранулометрическом составе исходных материалов.
Для реализации изобретения отходы обогащения железных руд («хвосты» обогащения железных руд) подвергают комбинированной переработке:
сухая магнитная сепарация самой крупной части отходов (от 2 мм до 10 мм);
гидродинамическая классификация отходов размером от 0,1 мм до 2 мм.
Полученный путем переработки «хвостов» железосодержащий продукт с повышенным содержанием окислов железа в количестве 88-90% направляют в приемные бункера бетоносмесительной установки, откуда через дозатор в количестве 10-12% подается доза связующего (цемент, известь, шлак, органические связующие и др.).
Вода в смеситель подается исходя из условия, что содержание влаги в полусухой смеси, подаваемой на формование брикетов, составляет 8-10%.
Формование брикетов проводится в линии, оснащенной вибропрессом, на технологических поддонах.
Поддоны с брикетами передаются к постам твердения, где вылеживаются при плюсовой температуре в течение 20-24 часов, после чего отгружаются потребителю.
Среднее значение химического состава полученных брикетов приведено в таблице 1.
Наименование
Fe общ.
FeO
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
CaO
MgO
SiO<sub>2</sub>
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
MnO
C
SO<sub>3</sub>
ПМПП
Металлургические брикеты
50,00-56,00
7,5-12,00
50,00-54,00
14,00-15,00
1,10
3,5-4,50
2,90
0,50
5,00
0,35
8,05
Брикеты, изготовленные из шихты с использованием железорудного концентрата, извлеченного из отходов обогащения железной руды, возвращают эти отходы в металлургическое производство в виде сырья с повышенным содержанием железа, обеспечивают экономию кусковой руды, окатышей и в целом обеспечивают экологически чистый способ переработки отходов.