научная статья по теме ОСОБЕННОСТИ ПОДГОТОВКИ К МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМУ ПЕРЕДЕЛУ ПРИРОДНО-ЛЕГИРОВАННЫХ РУД ОРСКО-ХАЛИЛОВСКОЙ ГРУППЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Металлургия

Текст научной статьи на тему «ОСОБЕННОСТИ ПОДГОТОВКИ К МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМУ ПЕРЕДЕЛУ ПРИРОДНО-ЛЕГИРОВАННЫХ РУД ОРСКО-ХАЛИЛОВСКОЙ ГРУППЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ»

УДК 622.785.5

ОСОБЕННОСТИ ПОДГОТОВКИ К МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМУ ПЕРЕДЕЛУ ПРИРОДНО-ЛЕГИРОВАННЫХ РУД ОРСКО-ХАЛИЛОВСКОЙ ГРУППЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

© А.А.Панычев, ОАО «Уральская Сталь»

Орско-Халиловская группа железорудных месторождений включает Аккермановское, Новопетропавловское, Ново-Георгиевское, Промежуточное, Мало-Халиловское, Орловское и Ново-Троицкое месторождения хром- и никельсодержащих железных руд, расположенные в пределах Гайского района и земель муниципального образования г. Новотроиц-ка Оренбургской области. Общие балансовые запасы этой группы составляют 481 млн т.

Руды Орско-Халиловской группы месторождений в настоящее время представляют значительный интерес для производства высокопрочного металла, используемого в мосто- и судостроении, военной технике, а также при изготовлении газовых труб большого диаметра в северном исполнении.

Известно, что вещественный состав, физико-механические и химические свойства руды в решающей степени определяют методы и технологическую схему ее подготовки к металлургическому переделу. Весьма сложный вещественный состав и уникальные свойства природно-легированных руд Орско-Халиловской группы месторождений вот уже более 50 лет не позволяют обогатителям разработать такую технологию их подготовки к металлургическому переделу, которая по технико-экономическим показателям в полной мере удовлетворяла бы металлургов для более широкого вовлечения этих руд в сферу производства.

Природно-легированные руды Орско-Халиловской группы месторождений характеризуются тончайшим срастанием в них рудных и нерудных минералов и незначительной разницей в плотности рудной и породной частей.

Формы нахождения химических элементов в Орско-Халиловских рудах имеют следующие отличительные особенности:

- широко распространены минералы переменного химического состава, и индивидуализированные разности их имеют подчиненное значение. Это вызвано тем, что Орско-Халиловские руды состоят из тонкодисперсных, почти коллоидных частиц;

- количественное соотношение различных минералов подвержено значительным колебаниям, что обусловливает непостоянство химического состава руд.

ю В частности, соотношение хлоритов и гидроксидов 8 группы бурого железняка для разных участков толщи » различно;

- руды испытывают значительные процессы пре-| вращения. Особое значение имеют процессы обохри-| вания лептохлоритов, в результате чего образуются 5 новые минералы.

Химические анализы руды показали, что содержание элементов изменяется в широких пределах (табл. 1).

Орско-Халиловские руды по физико-механическим свойствам весьма резко отличаются от обычных бурых железняков, и в этом данные месторождения не имеют каких-либо аналогов среди прочих железорудных месторождений в мире.

Насыпная плотность меняется в пределах от 0,78 до 3,10 кг/м3, коэффициент разрыхления от 1,16 до 1,78. Средняя плотность руд меняется в пределах от 3,07 до 4,03 г/см3; оставаясь почти неизменной для всех типов руд, и пределы ее изменения по разным типам почти одинаковы. Некоторые колебания средней плотности всецело связаны с изменениями минералогического состава руд. Ориентировочно Орско-Халиловские руды представляют собой трехкомпонентную смесь, состоящую из:

- минералов группы бурого железняка (средняя плотность 3,3-4,0 г/см3);

- лептохлоритов (средняя плотность 3,0-3,4 г/см3);

- кварца и других пустых пород (средняя плотность около 2,5 г/см3).

Орско-Халиловские руды характеризуются высокой пористостью, которая меняется от 21 до 70%. Наибольшей пористостью обладают порошковатые охристые руды, где объем пустот составляет 64-70%. Прослеживается закономерность в изменениях насыпной плотности и объемов пустот по типам руд.

Руды обладают весьма высокой влажностью (5-80%). что обусловлено большим объемом пустот. Влажность руд сильно зависит от атмосферных условий. В составе Орско-Халиловских руд следует различать капиллярную, пленочную и гидратную (химически связанную) влагу. Наиболее легко отдается капиллярная влага, удаление которой происходит наиболее быстро, что и наблюдается при перевозке руд на большое расстояние в летний засушливый период. При промышленном использовании руд необходимо предусматривать удаление излишней влаги, которая осложняет подготовку и ведение доменной плавки руд.

Обогащение. Руды Орско-Халиловской группы месторождений относятся к типу труднообогатимых, для которых наиболее приемлемыми способами обогащения являются пирометаллургические. Последние исследования обогатимости Орско-Халиловских руд выявили оптимально возможную технологическую схему обогащения.

Дробление руды предусматривается в две стадии молотковыми дробилками (с регулируемой частотой вращения ротора, ограниченной по нижнему преде-

лу 300 мин Конечная крупность дробления руды -(12-0) мм.

Перед магнетизирующим обжигом предусмотрена сортировка руды на классы 12-6, 6-0 мм и раздельный их обжиг.

Обожженная руда подвергается сухой магнитной сепарации, что позволяет вывести из процесса 14,29% бедных железом (13,72%), никелем (0,32%) и кобальтом (0,044%), но богатых хромом (1,99%), хвостов.

Промежуточный продукт (промпродукт) сухой магнитной сепарации (Бе = 44,8%; е = 94,20%) направляется на измельчение до 20% класса -0,071 мм, а затем на сухую магнитную сепарацию, где удаляется из процесса 20,9% хвостов с содержанием железа 16,42%, никеля 0,48%, кобальта 0,08%, хрома 1,27% при их извлечении, %, соответственно 7,56; 12,39; 25,12; 30,19.

Промпродукт сухой магнитной сепарации (Бе = 50,61%, е = 86,64%) подвергается доизмельчению в шаровой мельнице с предварительной и поверочной классификацией до 70% класса -0,071 мм. Удельная производительность шаровой мельницы при измельчении промпродукта мокрой магнитной сепарации по классу -0,071 мм составляет ц0071 = 1,340 ■ 0,40 = =0,536 т/(м3-ч). После доизмельчения промпродукт подвергается перечистке мокрой магнитной сепарацией с получением концентрата, содержащего (%) Бе = 58,7, N1 = 0,62, Со = 0,094 и Сг = 0,62, при извлечении (%), соответственно 76,18; 58,77; 60,45; 30,70.

Необходимо отметить, что низкое извлечение хрома в концентрат для последующего его металлургического передела является положительным фактором. При плавке такого концентрата отношение содержаний никеля и хрома в металле повышается, что резко улучшает его качество.

Общие хвосты содержат (%) Бе 19,42; N1 0,45; Со 0,062 и Сг 1,57, при извлечении (%) соответственно 23,82; 41,23; 39,55; 69,30.

На ЭВМ методами корреляционного и регрессивного анализов провели анализ влияния свойств и текстурно-структурных особенностей руды на показатели ее обогащения. Анализ позволил аппроксимировать связь между содержанием железа в исходной руде (а) и содержанием железа в концентрате (р), выходом концентрата (у), извлечением железа в концентрат (е), содержанием железа в хвостах (V), содержанием железа в обожженной руде (ро6щ) следующими уравнениями:

вк = 0,568 а + 38,93; (1)

ук = 0,79 а + 17,15; (2)

ек = 1,18 а + 36,28; (3)

V к = 2,52 + 0,5 а; (4)

вобщ = 0,129 а + 35,24. (5)

С использованием формул (1)-(5) выяснили, что при обогащении бурожелезняковых руд Аккерманов-ского месторождения со средним содержанием железа а = 30,74%, возможно получение следующих средних показателей по железу, %:

вк = 56,94; ук = 41,43; ек = 72,55;

^к = 17,89; вобщ = 39,2°.

Окускование. На Орско-Халиловском металлургическом комбинате были проведены исследования с целью определения оптимальных условий получения офлюсованного известняком агломерата из Новокиевской рудной мелочи с добавлением крицы, прекрасным сырьем для которой является руда Аккерманов-ского месторождения [2]. Изучали влияние на процесс агломерации таких факторов, как содержание в шихте углерода, известняка, крицы и Новокиевской руды, а также высоты слоя шихты на аглоленте.

Влажность шихты изменялась в пределах 7,5-9,5%. Выявлено, что удельная производительность, вертикальная скорость и газопроницаемость возрастают с увеличением влажности шихты.

Изучали зависимость технологических параметров от изменения основности агломерата, при ее повышении от 0,3 до 2,5. С увеличением основности агломерата несколько падает выход годного агломерата из спека, а за счет увеличения вертикальной скорости спекания удельная производительность возрастает.

Исследовали также зависимость технологических параметров от содержания в шихте Новокиевской руды и крицы.

Результаты исследований показали, что наиболее оптимальными условия спекания следует считать при содержании в шихте 28-35% крицы, 13% Новокиевской руды. Дальнейшее увеличение содержания крицы в шихте приводит к снижению удельной производительности агломерационной установки. Новокиевская руда (до 13%) увеличивает вертикальную скорость спекания, а следовательно, и удельную производительность аглоустановки. С повышением основности до 2,2-2,5 прочность агломерата возрастает, а известняк интенсифицирует процесс спекания.

Другим рациональным путем подготовки Орско-Халиловских руд к доменной плавке следует считать агломерацию их в смеси с привозными концентратами. Так, проведенные в ОАО «Уральская Сталь» опытные спекания смеси Новокиевской руды с Соколово-Сорбайским концентратом дали качественный агломерат и показали целесообразность использования руд Орско-Халиловского района.

Спекание проводили при соотношении Новокиевской руды и Соколово-Сорбайского концентрата 53,5:46,5. При опытном спекании получена удельная производительность: по выходу годного агломерата 1,14-1,24; по железу в агломерате 0,53-0,58 т/(м2-ч).

Результаты исследований [3] и математическая обработка годовых технологических параметров [4] позволили выявить возможности интенсификации процесса агломерации и повышения качества продукта. Существенным для данного типа руд является оптимизация газодинамических параметров процесса спе- « кания с увеличением разрежения под колосниковой решеткой до 16-19 кПа при сокращении подсосов » постороннего воздуха; предварительный подогрев • шихты; ввод в шихту известняка и извести (пушон- | ки); применение метода двухслойного спекания; < улучшение качества смешения шихты; повышение 5

Таблица 1

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Металлургия»