НАУКА • ТЕХНИКА • ПРОИЗВОДСТВО ■■■^^■^■■■■■■■■■ННВВММКЖ'^ »
УДК 622.781
ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
БЕДНЫХ БУРОЖЕЛЕЗНЯКОВЫХ РУД ИЗ ОТВАЛОВ
© А.А.Панычев, канд. техн. наук ОАО «Уральская сталь»
В ОАО «Уральская сталь» (Орско-Халиловский металлургический комбинат) в отвалах скопилось около 21 млн т бедных бурожелезняковых руд Халиловской группы месторождений, использование которых в металлургическом переделе без обогащения считается нецелесообразным. Строительство же обогатительной фабрики на относительно небольшие объемы не позволяет получать конкурентноспособный концентрат. В то же время плата за аренду земель, используемых под отвалы, побуждает к вовлечению этого сырья в сферу производства и освобождению арендуемых земель.
В данной работе изучена технологическая возможность агломерации сырья из отвалов в смеси с богатыми концентратами.
Железорудное сырье в отвалах (суррогатное) образовалось при выполнении вскрышных работ по отработке Аккермановского месторождения флюсовых известняков, а также при отсеве мелкой фракции на дробильно-сортировочной фабрике при разработке бурожелезняковых хромоникелевых руд Новокиевского и Новопетропавловского месторождений. Химический состав суррогатного сырья приведен в табл. 1.
Характерной особенностью этого сырья является значительный выход мелких классов. Так, выход мелочи менее 10 мм при производстве вскрышных работ на Аккермановском месторождении доходит до 75%, а после предварительной подготовки к доменной плавке руд Новокиевского и Новопетропавловского месторождений на дробильно-сортировочной фабрике отсевы мелочи менее 10 мм составляют порядка 40-50%. Ценность этих руд обусловливается небольшим содержанием в них серы (0,05-0,15%) и фосфора (0,10-0,25%), присутствием никеля (0,46-0,78%), хрома (0,65-1,23%), кобальта до 0,1%, титана и ванадия.
В рудах этих месторождений около половины рудной массы представлено глинистыми частицами, содержащими до 20% железа в алюмосиликатных соединениях
(железистые хлориты, нонтронит, ферригаллуазит). Остальная часть рудной массы состоит в основном из обломков бурого железняка, ожелезненного песчаника, кварца и кварцита. Цемент песчаника представляет собой коллоидную смесь гидроксидов железа с кремнеземом и глиноземом, в которой содержится всего около 16% железа. Рудные зерна сильно засорены мелкими включениями кварца (0,001-1 мм).
В результате исследования в отраженном и проходящем свете выявлен следующий минералогический состав сырья. Основным рудным минералом в пробе является гидрогетит ЗРе.205-4Н20; в небольших количествах присутствуют гидрогематит Ре203-0,1Н20, гетит РеО-ОН, сидерит РеСОэ, пиролюзит Мп03, пси-ломелан (Ва, Мп02)Мп0-пН20, хромшпинелид Ре)0-(Сг, А1)203 и др.
Вмещающая порода представлена кремнистыми минералами: кварцем, кремнием, опалом, халцедоном, сильно измененным и ожелезненным змеевиком и хлоритом, а также в очень небольшом количестве кальцитом, гипсом, слюдой (мусковитом) и тальком. Среди хлоритов-силикатов необходимо выделить: амезит (М§, Ре)4А12[А12Б120ш](ОН)8, шамозит Ре4А1[5цА1О10](ОН)8, пеннин (М§,Ре)5А1[А15цО]0](ОН)8. Преобладают железистые разновидности хлоритов. Величина включений рудных минералов в образцах обычно весьма разнообразна - от нескольких микрометров до миллиметров. Наиболее крупными являются зерна гидрогетита.
Установлено, что фосфор в рудах входит в состав апатита, находящегося в зернах кварца в виде мелких включений размером 0,008-0,016 мм.
Всего в отвальном бурожелезняковом сырье отмечено 52 минерала.
Необогащенное суррогатное сырье легко поддается агломерации. Полученный в результате лабораторных исследований и промышленных испытаний агломерат обладает хорошими механическими и физическими свойствами. Однако низкое содержание желе-
о Таблица 1. Химический состав суррогатного сырья в отвалах Халиловской группы месторождений
Наименование Вид Масса, Среднее содержание компонента, %
С- отвалов сырья тыс. т Ре . общ № Сг А1А яо2 СаО МпО ГА Б н2о п.п.п.
< Аккермановский Вскрыша 17 170 31,3 0,45 1,04 9,8 22,3 1,10 0,85 1,50 0,17 0,04 19,8 12,4
Новокиевский Отсевы 3 610 38,0 0,54 1,65 10,3 16,6 1,41 - 1,87 0,156 0,04 20,2 9,3
НАУКА•ТЕХНИКА.ПРОИЗВОДСТВО 31
Таблица 2. Состав спекаемой шихты, состоящей из отвальной бурожелезняковой Новокиевской руды и Соколовско-Сарбайского концентрата
Таблица 3. Технологические параметры процесса спекания смеси из Новокиевской руды и Соколовско-Сарбайского концентрата
Составляющие шихты
Период подачи шихты в бункеры второго смешивания
1-й
8 я)
гз
К «
X *
Я <
а
м *
я и и я
Ж <*
я
£ и
е #
а V
я "
3 У
«!
11
К Р" < °
ЕЕ) О Я В Н
2-й
и *
Ч
I §
Я
я <
33
Й
я и
м
К я
I
Рудная смесь
Коксик
Известняк
Возврат
Колошниковая пыль
Шихта
110 10 20
55
91,2 8,9 19.5 55
52,2 5,1 11,2 31,5
110
9,5 18 55
91,2 8,6 17,5 55
Й #
5 о 3 «
й 8
я
I II
X н о о
и
1 < «
а о я в н *
52,3 4,9 10 31,6
- 2 2 1,2 174,6 100 - 174,3 100
Параметр процесса
Номер агломашины
Скорость агломашин, м/мин Высота слоя, мм Вертикальная скорость спекания, мм/мин Температура зажигания, °С Разрежение в коллекторе, мм вод. ст.
1 2 3 4
3,08 2,62 3,28 3,09
240 260 240 250
25 23 26 26
1093 1083 1116 1100
700 900 1000 870
Таблица 4. Ситовый анализ шихты, состоящей из смеси отвальной бурожелезняковой Новокиевской руды и Соколовско-Сарбайского концентрата
Периоды опробования Выход классов, %, при крупности, мм Насыпная плотность, т/м3
+25 + 10 +5 -5
I 2,7 52,5 31,6 13,2 1,73
II 9,0 33,0 19,5 38,5 1,8 (при
III 9,1 57,2 16,8 16,9 уплотнении)
за не позволяет использовать его как самостоятельное сырье. Поэтому агломерат необходимо использовать в сочетании с сырьем Соколовско-Сарбайского месторождения.
Химический состав богатых концентратов Соколовско-Сарбайского месторождения следующий: 65% Рео6щ; 25% БеО; 4,6% БЮ2; 1,63% А12Оэ; 1,61% СаО; 0,85% М^О; 0,15% МпО; 0,07% Р; 0,87% Б; 2,20% п.п.п. Основ-
Таблица 5. Результаты спекания смеси из отвальной бур ожелезняковой
Новокиевской руды и Соколовско-Сарбайского концентрата
в сравнении с результатами лабораторных испытаний
Опытные спека- Лабораторные
ния на агломаши- испытания
Параметр нах смеси из 53,5% смеси из 50%
руды и 46,5% руды и 50%
концентрата концентрата
Содержание кокса в шихте, % 5,02-5,12 5,2
Высота слоя, мм 240-260 275
Вертикальная скорость спекания, 23-26 30
мм/мин
Удельная производительность
по шихте, т/м2 в час:
первых двух часов работы 1,14 1,32
третьего часа работы 1,24 1,32
Химический состав, % (по массе):
Ре 46-46,6 43,1
БеО 20,6-20,7 18,0
СаО 12,0-13,0 14,5
5Ю2 12,3-12,6 13,7
Б 0,18-0,20 0,21
РА 0,27-0,28 0,27
Барабанное число 18-24 20
Удельная производительность,
т/м2 в час:
по выходу годного агломерата 1,14-1,24 1,06
по железу в агломерате 0,53-0,58 0,57
ными минералами в них являются магнетит, пироксен, гранат, волластонит, пирит, пирротин, кальцит, эпидот, гематит, мартит, кварц, халькопирит. Высокое содержание железа и низкое кварца делают привлекательным их использование в смеси с суррогатными рудами.
Исследовали спекание шихты, состоящей из 53,5% Новокиевской руды и 46,5% Соколовско-Сарбайского концентрата. Состав шихты для двух периодов подачи приведен в табл. 2, а в табл. 3 -технологические параметры спекания этой смеси. Ситовый состав шихты приведен в табл. 4, сравнение результатов спекания смеси в лабораторных условиях и одновременных опытных испытаний смеси - в табл. 5.
Результаты опытно-промышленных и лабораторных спеканий (с учетом некоторой разницы в составе шихты) в основном коррегируют и свидетельствуют о высокой достоверности показателей.
Анализ результатов показывает, что процесс агломерации можно вести с высокой эффективностью: удельная производительность по выходу годного агломерата достигает 1,24 т/м2 в час, по железу в агломерате 0,58 т/м2 в час. Качество агломерата и по химическому составу (табл. 5), и по барабанному числу (18-24) соответствует требованиям к шихте доменного процесса.
Лабораторное и опытно-промышленное спекание смеси Новокиевской рудной мелочи из отвалов и Соколовско-Сарбайского богатого железом концентрата позволили получить качественный агломерат и показали технологическую возможность использования бурожелезняковых руд из отвалов.
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.