Файл: ЖАа байланыстырушы материалдарды олдана отырып, темір кені шекемтастарын дайындауа арналан технологияларды зерттеу жне зірлеу.docx
Добавлен: 17.03.2024
Просмотров: 91
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
(14)мұндағы Q – булану реакциясының жылу эффектісі, 2333,7 Дж/Кг;
α- түйіршік бетінің бірлігіне жылу беру коэффициенті, 34,8 Вт/(м2*К).
Тшок мәні эксперименттік мәліметтер негізінде алынады (10-кесте). Есептелген бу беру параметрлері костомукша түйіршіктері үшін анықталған мәндер диапазонында, бұл лебединский түйіршіктері үшін кептіру жылдамдығының сыни үлгісін қолдану мүмкіндігін растайды.
«Соққы» температурасын анықтау үшін шикі шекемтастарды муфельді пеште біраз уақыт ұстады, оның температурасы «соққы» температура аралығы анықталғанға дейін 50 ° C-қа дейін кезең-кезеңмен өзгертілді, ал 10 ° C-тан кейінгі аралықта.
Кесте 11. Критикалық кептіру жылдамдығын есептеу нәтижелері.
| Шекемтастардың құрамы | Тшок, оС | (k+D), м2/сағ. |  | |
| %/сағ | %/мин | |||
| Концентрат | 540 | 0,028 | 362,5 | 6,04 |
| Концентрат + бентонит | 730 | 0,040 | 580,9 | 9,68 |
| Концентрат + органикалық байданыстырғыш | 770 | 0,043 | 664,0 | 11,07 |
Шекемтастарды кептіру бойынша тәжірибелік мәліметтермен салыстырғандағы критикалық кептіру жылдамдығын есептеу нәтижелері 17-суретте көрсетілген. Критикалық жылдамдықтан төмен аймақ (тікелей сызық 3) қауіпсіз кептіру режимдеріне сәйкес келеді.
Қолданыстағы технологияларды пайдалана отырып, материалдарды кептіру қазіргі уақытта тиімсіз процесс болып табылады, сондықтан дәстүрлі емес әдістерді пайдалану өте перспективалы болуы мүмкін. Концентраттарды микротолқынды өріспен сәулелендіру процесінде электромагниттік толқындар материалдың бүкіл көлеміне жұтылады, ал концентрат қызады және су буланады.
Жылытудың көлемдік сипаты қабаттағы жылу мен масса алмасу үшін қолайлы жағдайларды қамтамасыз етеді. Жылудың берілуі қабаттың азоөткізгіштігіне байланысты емес, сондықтан лентадағы тығыз қабатқа салынған жұқа концентраттарды микротолқынды өрістерде де кептіруге болады.
Осылайша, суперконцентраттарды кептіру үшін микротолқынды өрістердің энергиясын пайдалану әбден қолайлы. Жану өнімдерінің және үйкеліс беттерінің болмауы кептірілген концентраттың тазалығын қамтамасыз етеді. Оңтайлы кептіру режимі 140 ºС температурада және осы температурада 5 минут ұсталу керек.
Бұл жағдайда процестің жалпы ұзақтығы 15 минутты құрайды. Ылғалды концентраттың микротолқынды өріс энергиясының жоғары сіңіру коэффициентін ескере отырып, жылу оқшауланған камерадағы өнеркәсіптік қондырғыдағы энергия шығындары 10% аспайды. Зертханалық зерттеулерге сәйкес ылғалдылығы 15% Оленегорск концентратын кептіруге арналған электр энергиясы 0,1 МВт/т құрайды. Жұмыстың нәтижелерін микротолқынды өрістерде ұсақ түйіршікті материалдарды кептіруге арналған қондырғыларды әзірлеуде қолдануға болады [17].
3.5 Күйдірілген шекемтастардың металлургиялық қасиеттері
Одан әрі металлургиялық өңдеудің ең маңызды қасиеті – күйдірілген шекемтастардың химиялық құрамы. Оңтайлы сападағы түйіршіктер негізгі компонент - темірдің жоғары мөлшерімен, бос жыныстың қажетті құрамымен (берілген негіздік), қалпына келтіру қиын оксидтердің ең аз мөлшерімен, сондай-ақ зиянды қоспалардың ең аз мөлшерімен сипатталады. шекемтастарды одан әрі өңдеудің технологиялық процестерінің және алынған өнімнің сапасының көзқарасы.
11-кестеде зертханада алынған және өнеркәсіптік қуырғыш машинада күйдірілген шекемтастардың химиялық құрамы көрсетілген.
Кесте 11. Күйдірілген шекемтастардың химиялық құрамы және беріктігі.
| № | Қоспа түрі | Қоспа шығыны, кг/т | Химиялық құрамы, % | Беріктігі, кг/ок | ||||
| Feбар | FeO | CaO | SiO2 | |||||
| 1 | Қоспасыз | - | 67,78 | 0,27 | 0,26 | 2.95 | 239 ±10 | |
| 2 | Әктас | 40,0 | 66.33 | 0.23 | 2.22 | 2,98 | 35351 | |
| 3 | Бентонит | 4,0 | 67.34 | 0.23 | 0.28 | 3,14 | 279±15 | |
| 4 | Органикалық | 0,2 | 67,77 | 0,16 | 0.26 | 2,95 | 259±14 | |
Қоспасыз шекемтастардағы және органикалық байланыстырғышы бар шекемтастардағы Feжал мөлшері іс жүзінде бірдей. Әктас пен бентонитпен алынған түйіршіктер (№2 және 3 үлгілер) Feжал айтарлықтай төмен мөлшерімен сипатталады. Шихтаға бос жыныстың қосымша көлемін енгізу негізгі элемент құрамының төмендеуіне әкелетіні анық. Әктас қосылған жағдайда органикалық байланыстырғышы бар шекемтастармен салыстырғанда Fe азаюы 1,44% абс. және негізінен СаО мөлшерінің артуына байланысты пайда болады. Қоспаға бентонитті енгізген кезде SiO2 мөлшері артады, ал темір мөлшері 0,43% азаяды [18].
Шекемтастардың беріктігі де шекемтастардың сапасының негізгі көрсеткіштерінің бірі болып табылады. Ең төменгі беріктік қоспалары жоқ шекемтастарға тән. Әрі қарай, беріктігін арттыру үшін органикалық байланыстырғыш, бентонит және әктас бар түйіршіктер келеді. Барлық зерттелген құрамдардың түйіршіктері оларды тасымалдау және шахталы пештерде одан әрі өңдеу үшін қажетті шекемтастардың беріктігіне қойылатын талаптарға сәйкес келетінін атап өткен жөн.
Диаметрі 14 мм шекемтастардың тотықсыздану қабілеті 1073 К температурада сутегі ағынында зерттелді. Зерттеу нәтижелері 12-кестеде көрсетілген.
Кесте 12. Тотыққан шекемтастардың қалпына келтірілуі.
| № | Қоспа түрі | FeO мөлшері, % | Темір оксиді оттегі, % | Кеуектілік, % | R40, % |
| 1 | Қоспасыз | 0,27 | 29,02 | 19.2 | 86,8 |
| 2 | Әктас | 0.23 | 28,40 | 23,7 | 89,2 |
| 3 | Бентонит | 0,23 | 28,83 | 22,1 | 88,3 |
| 4 | Органикалық | 0.16 | 29.03 | 31,2 | 89,1 |
Тәжірибе басталғаннан кейін 40 минуттан кейін төмендеу дәрежесінің ең аз мәні қоспасыз тек темір кені концентратынан алынған шекемтастарға сәйкес келеді. Бұл мұндай шекемтастардың төмен кеуектілігіне, темір оксидтерімен байланысқан оттегінің көп мөлшеріне және темір тотығының көп болуына байланысты.
Әктас пен органикалық байланыстырғышы бар түйіршіктер ең жоғары тотықсыздану көрсеткішіне ие. Дегенмен, бұл құбылыстың себептері әртүрлі. Әктастары бар түйіршіктерде темір оксидтерінің ең аз мөлшері және сәйкесінше осы қосылыстармен байланысқан оттегі бар. Демек, тотықсыздандыру процесі кезінде алынған оттегінің бірдей мөлшерімен біз тотықсызданған темір оксидтерінің жоғары үлесін аламыз, демек, жоғары тотықсыздану көрсеткішін аламыз. Органикалық байланыстырғышпен шекемтастардың жоғары тотықсыздану қабілеті жоғары кеуектілігімен және FeO мөлшерінің төмендігімен түсіндіріледі.
Бентонит және органикалық екі түрлі байланыстырғыштары бар шекемтастардың тотықсыздану процесін салыстырмалы бағалау, шекемтастарды органикалық байланыстырғышпен қалпына келтірудің басынан бастап қарқынды жүретінін көрсетеді, 20-сурет. Тәжірибе басталғаннан кейін 40 минуттан кейін, төмендеу дәрежесінің айырмашылығы 0,9% құрайды. Металлургиялық шикізаттың тотықсыздануының 1%-ға артуы бойынша домна процесінде бір тонна шойынға 4 кг-ға дейін коксты үнемдеуге әкеледі. Демек, домна пештерінде органикалық байланыстырғышы бар шекемтастарды пайдаланған кезде қымбат коксты, ал шахталы металдандыру пештерінде – табиғи газды үнемдеуге болады [19].
Осылайша, салыстырмалы талдау органикалық байланыстырғышы бар шекемтастардың бентониті бар шекемтастармен салыстырғанда металлургиялық қасиеттерінің жоғары екенін көрсетті. Оларда Fe мөлшері жоғары, кеуектілігі жоғары және тотықсыздану қабілеті жоғары.
Органикалық байланыстырғыштың қасиеттерін зерттеу темір кенінің шекемтастарын өндіруде полиакриламидті типті органикалық байланыстырғышты қолданумен байланысты негізгі белгілерді тұжырымдауға мүмкіндік береді.
Органикалық байланыстырғыш пен дәстүрлі байланыстырғыштардың арасындағы түбегейлі айырмашылықтар оның қасиеттерін зерттеу сатысында, атап айтқанда, түбегейлі басқа химиялық құрамда, ісіну қабілетінің жоқтығында және оның сулы ерітінділерінің тұтқырлығы айтарлықтай жоғары. Бұл айырмашылықтар сапалы әртүрлі механизмдер бойынша технологиялық процестердің ағымын анықтайды [20].
Сурет – 17. Бентонитпен және органикалық байланыстырғышпен шекемтастарды қалпына келтіру процесі
Шихтаның негізгі бөлігінде органикалық байланыстырғыштың таралу механизмдерінің белгіленген ерекшеліктері, ядролардың түзілуі және түйіршіктелуі беріктігі төмен шикі шекемтастардың пайда болуына әкеледі (байланыстырғыш арасындағы механикалық байланыстардың төмен ауданына байланысты). және кен дәндері) және бентониті бар шекемтастармен салыстырғанда басқа құрылым. Атап айтқанда, көлденең қима бойынша ылғалдың біркелкі таралуы және органикалық байланыстырғышпен шекемтастардың кеуектілігі жоғарырақ байқалады.
Өз кезегінде, шикі шекемтастардың құрылымдық ерекшеліктері шекемтастарды термиялық өңдеу процесінде, әсіресе бірінші кезеңде, кептіруде көрінеді. Ылғалдың ең біркелкі таралуы бар органикалық байланыстырғышы бар шекемтастардың жоғары кеуекті құрылымы кептірудің шекті қарқындылығы мен термиялық тұрақтылықтың жоғарылауына ықпал етеді.
Органикалық байланыстырғышы бар шикі шекемтастардың құрылымының бұл ерекшеліктері күйдірілген шекемтастардың қасиеттерінде көрінеді, олардың кеуектілігі бентониті бар шекемтастармен салыстырғанда жоғарылайды. Кеуектіліктің жоғары болуы шекемтастардың тотықсыздану қабілетінің жоғарылауына ықпал етеді, бұл сонымен қатар тотыққан шекемтастардағы FeO мөлшерінің аз болуымен де ықпал етеді [21].