RU2128720C1 - Method of sinter burden preparation for sintering - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy, more specifically, preparation of raw materials for blast-furnace process. SUBSTANCE: pyrite cinders introduced into sinter burden are preliminarily mixed with iron ore concentrate in ratio of 2.6-2.5 and additional fuel of fraction sizing 0.5-2 mm in the amount of 3.0-4.5% per each per cent of sulfate sulfur in pyrite cinders. Then mixture is subjected to pelletizing with additional of binding agent to obtain pellets sizing 3-6 mm. Produced pellets are introduced into sinter burden and sintered with use of limestone as flux. Sinter burden may be charged in two layers. In this case, pyrite cinders are charged only in upper and lowers layers contains 55-60% of all limestone contained in sinter burden. EFFECT: utilization of pyrite cinders - wastes of sulfuric acid production whose large stockpiles impair environment; production of sinter acceptable quality with low content of sulfur. 2 cl

Description

Изобретение относится к области металлургии, а более конкретно к области подготовки сырья к доменному переделу с использованием в шихте пиритных огарков. The invention relates to the field of metallurgy, and more particularly to the field of preparation of raw materials for domain processing using pyrite cinder in a charge.

Пиритные огарки являются отходами производства серной кислоты и в настоящее время на большинстве предприятий складируются в отвалы, хотя они являются достаточно богатым железорудным сырьем, содержащим наряду с железом (40-63%) такие цветные металлы, как медь, цинк, свинец, мышьяк, кобальт, серебро и др. Однако из-за высокого содержания в них серы и цветных металлов, а также из-за неудовлетворительного гранулометрического состава пиритные огарки не могут быть непосредственно использованы в доменной плавке и требуют предварительной подготовки, от технологии которой зависит количество используемых в составе компонентов доменной шихты пиритных огарков. Pyrite cinders are waste products of sulfuric acid production and are currently dumped in most enterprises, although they are quite rich in iron ore raw materials containing, along with iron (40-63%) non-ferrous metals such as copper, zinc, lead, arsenic, cobalt , silver, etc. However, due to the high content of sulfur and non-ferrous metals in them, as well as due to the poor particle size distribution, pyrite cinders cannot be directly used in blast-furnace smelting and require preliminary preparation and, the technology of which depends on the amount of pyrite cinder used in the components of the blast furnace charge.

Известно использование пиритных огарков в качестве добавок в агломерационную шихту (1). Однако неблагоприятный гранулометрический состав (крупность менее 1,5 - 2,0 мм при содержании фракций крупностью менее 0,07 мм 50 - 60%) и плохая комкуемость пиритных огарков приводит к снижению производительность агломерационных машин и прочности агломерата, что ограничивает долю неподготовленных огарков в агломерационной шихте. It is known to use pyrite cinders as additives in an agglomeration charge (1). However, the unfavorable particle size distribution (fineness of less than 1.5 - 2.0 mm with the content of fractions of fineness less than 0.07 mm 50-60%) and poor crumple of pyrite cinders leads to a decrease in the productivity of sintering machines and the strength of the sinter, which limits the proportion of unprepared cinders in sinter charge.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки агломерационной шихты к спеканию, включающий предварительное смешение пиритных огарков со связующими веществами, их окомкование с получением гранул размером 3 - 6 мм, дозирование полученных гранул и других составляющих агломерационной шихты, включающей железорудные компоненты, флюс и топливо, последующее их смешение и окомкование (2). The closest technical solution to the invention according to the technical essence and the achieved result is a method of preparing the sinter mixture for sintering, including pre-mixing pyrite cinders with binders, pelletizing them to obtain granules of 3-6 mm in size, dosing the obtained granules and other components of the sinter mixture including iron ore components, flux and fuel, their subsequent mixing and pelletizing (2).

Ввод пиритных огарков в агломерационную шихту в виде гранул позволяет повысить производительность агломашины и качество агломерата по сравнению с вводом пиритных огарков в неокомкованном виде. Однако и этот способ не решает проблему увеличения доли пиритных огарков в аглошихте из-за значительного содержания в них сульфатной серы, которая плохо удаляется при агломерации. Кроме того, плохая комкуемость пиритных огарков требует применения значительного количества связующих веществ, что удорожает процесс подготовки аглошихты и приводит ее к разубоживанию. The introduction of pyrite cinders into the sinter mixture in the form of granules allows to increase the performance of the sinter machine and the quality of the sinter compared to the introduction of pyrite cinders in an unoccupied form. However, this method does not solve the problem of increasing the proportion of pyrite cinder in the sinter charge due to the significant content of sulfate sulfur in them, which is poorly removed during agglomeration. In addition, the poor cohesion of pyrite cinder requires the use of a significant amount of binders, which increases the cost of preparing the sinter charge and leads to dilution.

Технической задачей изобретения является устранение недостатков известных способов подготовки аглошихты к спеканию при использовании в ней пиритных огарков, повышение производительности агломашины и качества агломерата. An object of the invention is to eliminate the disadvantages of known methods of preparing sinter charge for sintering using pyrite cinder in it, increasing the productivity of the sinter machine and the quality of the sinter.

Решение технической задачи достигается тем, что в способе подготовки агломерационной шихты к спеканию, включающем предварительное смешение пиритных огарков со связующими веществами, их окомкование с получением гранул размером 3-6 мм, дозирование гранул и других компонентов агломерационной шихты, включающей железорудные компоненты, флюс и топливо, последующее их смешение и окомкование, дополнительно смешивают пиритные огарки с железорудным концентратом в соотношении (1,6-2,5):1 и топливом крупностью 0,5-2 мм, причем количество топлива в смеси задают в зависимости от содержания сульфатной серы в пиритных огарках в соотношении 3-4,5% топлива на каждый 1% сульфатной серы в пиритных огарках. Загрузку шихты можно осуществлять двумя равными слоями, причем нижний слой аглошихты содержит 55-60% всего флюса, а гранулы с пиритными огарками введены только в верхний слой. The solution to the technical problem is achieved by the fact that in the method of preparing the sinter mixture for sintering, including preliminary mixing of pyrite cinders with binders, their pelletizing to obtain granules 3-6 mm in size, dosing of granules and other components of the sinter mixture, including iron ore components, flux and fuel , their subsequent mixing and pelletizing, pyrite cinder is additionally mixed with iron ore concentrate in the ratio of (1.6-2.5): 1 and fuel with a particle size of 0.5-2 mm, and the amount of fuel in the mixture depending on the content of sulfate sulfur in pyrite cinders in the ratio of 3-4.5% of fuel for each 1% sulfate sulfur in pyrite cinders. The charge can be loaded in two equal layers, the lower sinter charge layer containing 55-60% of the total flux, and granules with pyrite cinder are introduced only into the upper layer.

При смешивании пиритных огарков с железорудным концентратом в указанном соотношении удельная поверхность частиц смеси приближается к оптимальному значению 1300-1500 см²/г, при котором обеспечивается минимальная пористость получаемых гранул и, следовательно, максимальная их прочность, что позволяет уменьшить расход связующих без уменьшения прочности получаемых гранул, что позволяет в свою очередь повысить содержание железа в гранулах. Доля железорудного концентрата в смеси варьируется в пределах 1,6-2,5 в зависимости от гранулометрического состава пиритных огарков и концентрата, нижний предел относится к повышенному содержанию тонких фракций (более 60% класса -0,074 мм), а верхний - к пониженному содержанию указанного класса (менее 50%). Добавка топлива крупностью 0,5-2 мм в смеси пиритных огарков с концентратом и связующими веществами приводит к появлению дополнительных зародышей, облегчающих процесс грануляции. Наличие в гранулах дополнительного топлива по отношению к топливу аглошихты в указанном количестве обеспечивает приход необходимого тепла и способствует повышению температуры горения в микрообъемах аглошихты, содержащих гранулы с пиритными огарками, что благоприятствует разложению сульфатов и удалению сульфатной серы без снижения окислительного потенциала газа в остальном объеме спекаемой шихты. Нижний предел расхода топлива (3%) относится к верхнему пределу доли концентрата в смеси (2,5), а верхний (4,5%) - к нижнему пределу доли концентрата в смеси (1,6).When mixing pyrite cinders with iron ore concentrate in the indicated ratio, the specific surface of the mixture particles approaches the optimal value of 1300-1500 cm ² / g, which ensures the minimum porosity of the obtained granules and, therefore, their maximum strength, which allows to reduce the consumption of binders without reducing the strength of the obtained granules, which in turn allows you to increase the iron content in the granules. The proportion of iron ore concentrate in the mixture varies between 1.6-2.5 depending on the particle size distribution of pyrite cinders and concentrate, the lower limit refers to the increased content of fine fractions (more than 60% of the class -0.074 mm), and the upper limit to the reduced content of the specified class (less than 50%). The addition of fuel with a grain size of 0.5-2 mm in a mixture of pyrite cinder with a concentrate and binders leads to the appearance of additional nuclei that facilitate the granulation process. The presence in the granules of additional fuel relative to the sinter charge fuel in the indicated quantity ensures the arrival of the necessary heat and contributes to an increase in the combustion temperature in the microvolume of sinter charge containing granules with pyrite cinder, which favors the decomposition of sulfates and the removal of sulfate sulfur without reducing the oxidizing potential of the gas in the remaining volume of the sintering charge . The lower limit of fuel consumption (3%) refers to the upper limit of the proportion of concentrate in the mixture (2.5), and the upper (4.5%) - to the lower limit of the share of concentrate in the mixture (1.6).

Дополнительное улучшение качества агломерата достигается при двухслойной загрузке шихты на ленту. При этом загрузка в верхний слой аглошихты, содержащей гранулы с пиритными огарками и 40-45% всего флюса, а в нижний - аглошихты, содержащей 55-60% флюса и не содержащей гранул с пиритными огарками, способствует дополнительному удалению серы. Известно, что известняк в аглошихте поглощает оксиды серы из газа при температуре 900-1000^oC. Уменьшение доли известняка в верхнем слое аглошихты, из которого при спекании выделяется максимальное количество серы в связи с наличием в нем гранул из пиритных огарков, уменьшает площадь реакционной поверхности и количество поглощаемых из газа оксидов серы. Кроме того, уменьшение доли известняка в верхнем слое снижает расход тепла на разложение известняка и повышает температуру в зоне горения, что также повышает прочность спека из верхнего слоя. Повышенная концентрация флюса в нижнем слое аглошихты и повышенный расход тепла на его разложение компенсируется дополнительным приходом тепла с воздухом, поступающим в зону горения. Дополнительное улучшение качества агломерата при указанной двухслойной загрузке аглошихты достигается за счет повышения прочности спеков верхнего и нижнего слоев в связи с улучшением их минералогического состава. В спеке верхнего слоя увеличивается доля железокальциевых оливинов, а в нижнем - ферритов кальция за счет уменьшения доли двухкальциевого силиката, уменьшающего прочность агломерата. Минимальная прочность агломерата наблюдается при его основности 1,3-1,4, которую обычно должна иметь доменная шихта для получения шлака основности 1,1-1,2.An additional improvement in the quality of the sinter is achieved with a two-layer loading of the mixture onto the tape. In this case, loading into the upper layer of sinter charge containing granules with pyrite cinder and 40-45% of the total flux, and into the lower layer of sinter charge containing 55-60% flux and not containing granules with pyrite cinder, additionally removes sulfur. It is known that limestone in the sinter charge absorbs sulfur oxides from gas at a temperature of 900-1000 ^o C. A decrease in the proportion of limestone in the upper sinter charge, from which the maximum amount of sulfur is released during sintering due to the presence of granules from pyrite cinders in it, reduces the reaction surface area and the amount of sulfur oxides absorbed from the gas. In addition, a decrease in the proportion of limestone in the upper layer reduces the heat consumption for decomposition of limestone and increases the temperature in the combustion zone, which also increases the strength of the cake from the upper layer. The increased flux concentration in the lower sinter charge layer and the increased heat consumption for its decomposition are compensated by an additional heat input with air entering the combustion zone. An additional improvement in the quality of the sinter with the specified two-layer loading of sinter charge is achieved by increasing the strength of the cakes of the upper and lower layers in connection with the improvement of their mineralogical composition. In the sinter of the upper layer, the proportion of iron-calcium olivines increases, and in the lower layer, calcium ferrites due to a decrease in the fraction of dicalcium silicate, which reduces the strength of the agglomerate. The minimum strength of the agglomerate is observed when its basicity of 1.3-1.4, which usually must have a blast furnace charge to obtain a slag basicity of 1.1-1.2.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Пиритные огарки Кировоградского завода (содержание Fe - 45,5%; S - 3,29%; S в виде SO₃ - 1,27%; фракция менее 0,074 мм - 53%) использовались в составе аглошихты, включающей: Богословскую руду - 15%, Михайловскую аглоруду - 22%, железорудный концентрат магнитного обогащения - 45%, известняк - 13%, пиритные огарки - 5%, возврат - 27% (от массы рудно-флюсовой части аглошихты), коксик - 5% (от массы руднофлюсовой части аглошихты). Подготовку шихты к спеканию вели по известному способу. Пиритные огарки окомковывали в тарельчатом грануляторе с добавкой к ним 6% цементно-шламовой смеси (30% агломерационного шлама), полученные гранулы смешивали с остальными компонентами шихты, которую окомковывали в барабанном окомкователе. Спекание шихты проводили в аглочаше. Усредненные результаты трех спеканий с использованием данного способа подготовки аглошихты характеризуется следующими показателями:
- удельная производительность по годному - 0,62 т/м²ч,
- показатель прочности (выход класса + 5 мм) - 57%,
- содержание серы в агломерате - 0,17%.Example 1. Pyrite cinder of the Kirovograd plant (Fe content - 45.5%; S - 3.29%; S in the form of SO ₃ - 1.27%; fraction less than 0.074 mm - 53%) were used as part of the sinter charge, including: Theological ore - 15%, Mikhailovsky sinter ore - 22%, iron ore concentrate of magnetic beneficiation - 45%, limestone - 13%, pyrite cinder - 5%, return - 27% (by weight of the ore-flux part of sinter charge), coke - 5% (from mass of ore-flux part of sinter charge). The preparation of the mixture for sintering was carried out by a known method. Pyrite cinders were pelletized in a plate granulator with the addition of 6% cement-slurry mixture (30% sinter slurry), the obtained granules were mixed with the remaining components of the charge, which were pelletized in a drum pelletizer. Sintering of the charge was carried out in an agglomerate. The average results of three sintering using this method of preparation of sinter charge is characterized by the following indicators:
- specific annual productivity - 0.62 t / m ² h,
- strength indicator (class yield + 5 mm) - 57%,
- sulfur content in the sinter - 0.17%.

Пример 2. В качестве исходных компонентов использовались те же материалы, что и в примере 1. Пиритные огарки смешивали с железорудным концентратом, взятым в количестве, обеспечивающем его соотношение к количеству пиритных огарков равное 2, твердым топливом фракции 0,5-2 мм в количестве 5% от веса комкуемой шихты. В шихту добавляли 3% цементно-шламовой смеси в качестве связующего, окомковывали и спекали аналогично пример 1. Усредненные результаты спекания характеризуются следующими показателями:
- удельная производительность по годному - 0,65 т/м²ч,
- показатель прочности (выход класса + 5 мм) - 64%,
- содержание серы в агломерате - 0,11%.Example 2. As starting components, the same materials were used as in example 1. Pyrite cinders were mixed with iron ore concentrate taken in an amount ensuring its ratio to the number of pyrite cinders equal to 2, with solid fuel of a fraction of 0.5-2 mm in an amount 5% of the weight of the crushed charge. A 3% cement-slurry mixture was added to the mixture as a binder, pelletized and sintered in the same manner as in Example 1. The average sintering results are characterized by the following indicators:
- specific annual productivity - 0.65 t / m ² h,
- strength indicator (class + 5 mm yield) - 64%,
- sulfur content in the sinter - 0.11%.

Пример 3. В качестве исходных компонентов использовали те же материала, что и в примерах 1 и 2. Аналогично примеру 2 готовили гранулы из пиритных огарков. Шихту делили на два потока с различным содержанием в них флюса, в качестве которого использовали известняк, и загружали в аглочашу двумя слоями, при этом в шихту верхнего слоя подавали гранулы из пиритных огарков и часть известняка в количестве 40%. Остальной известняк в количестве 60% от необходимого для получения агломерата основностью 1,3 подавали в шихту нижнего слоя. Режимы спекания не отличались от режима спекания по примеру 2. Усредненные результаты спекания характеризуются следующими показателями:
- удельная производительность по годному - 0,66 т/м²ч,
- показатель прочности (выход годного + 5 мм) - 65%,
- содержание серы в агломерате - 0,09%.Example 3. As the starting components used the same material as in examples 1 and 2. Analogously to example 2, granules were prepared from pyrite cinder. The mixture was divided into two streams with different flux contents, for which limestone was used, and loaded into the sinter bowl in two layers, while granules from pyrite cinders and part of the limestone in the amount of 40% were fed into the mixture of the upper layer. The rest of the limestone in the amount of 60% of the required for the production of agglomerate with a basicity of 1.3 was fed into the charge of the lower layer. The sintering modes did not differ from the sintering mode according to example 2. The average sintering results are characterized by the following indicators:
- specific annual productivity - 0.66 t / m ² h,
- strength indicator (yield + 5 mm) - 65%,
- sulfur content in the agglomerate - 0.09%.

Приведенные примеры осуществления способа показывают, что реакция предложенного способа подготовки агломерационной шихты с пиритными огарками позволит повысить производительность агломерационного процесса, повысить качество готовой продукции, снизить содержание серы в нем при одновременном удешевлении за счет использования отходов и снижения расходов связующего. The above examples of the method show that the reaction of the proposed method for preparing the sinter mixture with pyrite cinder will increase the productivity of the sinter process, improve the quality of the finished product, reduce the sulfur content in it while reducing the cost of waste and reduce the cost of the binder.

Источники информации. Sources of information.

1. Бюллетень ЦИИНЧМ. 1996. N 9 (533), с. 6-9. 1. Newsletter 1996. N 9 (533), p. 6-9.

2. Там же, с. 11-12о 2. Ibid., P. 11-12o

Claims (2)

1. Способ подготовки агломерационной шихты к спеканию, включающей предварительное смешивание пиритных органов со связующими веществами, их окомкование с получением гранул размером 3 - 6 мм, дозирование гранул и других компонентов шихты, включающей железорудные материалы, флюс и топливо, последующее их смешивание и окомкование, отличающийся тем, что пиритные огарки дополнительно смешивают с железорудным концентратом в соотношении (1,6 - 2,5) и топливом крупностью 0,5 - 2 мм, причем количество топлива в смеси задают в зависимости от содержания сульфатной серы в пиритных органах в соотношении 3 - 4,5% топлива на каждый 1% содержания сульфатной серы в пиритных огарках. 1. A method of preparing an agglomeration charge for sintering, including preliminary mixing of the pyrite organs with binders, their pelletizing to obtain granules of 3-6 mm in size, dosing of granules and other components of the mixture, including iron ore materials, flux and fuel, their subsequent mixing and pelletizing, characterized in that the pyrite cinders are additionally mixed with iron ore concentrate in a ratio of (1.6 - 2.5) and fuel with a grain size of 0.5 - 2 mm, and the amount of fuel in the mixture is set depending on the content of sul phosphate sulfur in pyrite organs in the ratio of 3 - 4.5% of fuel for every 1% of sulfate sulfur content in pyrite cinders. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют загрузку шихты двумя слоями одинаковой высоты, причем нижний слой шихты содержит 55 - 60% всего флюса, а верхний слой содержит гранулы с пиритными огарками. 2. The method according to claim 1, characterized in that the charge is loaded with two layers of the same height, the lower layer of the charge containing 55-60% of the total flux, and the upper layer contains granules with pyrite cinder.