Размещено на http: //www. allbest. ru/

Старый Оскол, СТИ НИТУ «МИСиС»

Staryy Oskol STI NITU «MISiS»

Активация бентонитовой глины и ее влияние на комкуемость шихты для окатышей

Activation of bentonite clay and its effect on burden preparation for pellets

Пивикова М.С., магистрант, Ряполов В.В., магистрант

Фирсовская Е.В., студент, Тимофеева А.С., доцент

Pivikova M.S., student, Ryapolov V.V., student magistratury

Firsovskaya Ye.V., student, Timofeyeva A.S., dotsent

Повышение эффективности использования и развития минерально-сырьевой базы бентонитовых глин в России является актуальной проблемой. Основной потребитель бентонита - металлургическая промышленность. Жесткая конкуренция на рынке железорудного сырья, особенно окатышей, вынуждает предприятия сокращать издержки производства и уделять повышенное внимание качеству своей продукции. В России отсутствуют месторождения высококачественного бентонита, но современные методы обогащения позволяют улучшить качество бедных бентонитовых глин с доведением их свойств до уровня бентонита высокого качества [1].

Проблема постепенного истощения ресурсов качественного бентонита, традиционного связующего при производстве железорудных окатышей, приводит к постоянному снижению его качества, росту дефицитности и удорожанию.

В последнее время наибольший интерес представляет рассмотрение связующих веществ, применение которых позволило бы существенно сократить потребление природных ресурсов. При этом связующая добавка должна удовлетворять различным технологическим и экономическим требованиям, а также обеспечивать получение высококачественных окатышей с меньшим содержанием в них пустой породы.

К сырым окатышам предъявляются следующие требования:

Окатыши должны иметь: достаточную первоначальную прочность не менее 0,8 кг/ок и числом сбрасывания с высоты 500 мм на резиновую плиту не менее 6 раз, чтобы в процессе транспортировки их к обжиговой машине они не разрушились; наличие класса 0Ї5 мм должно быть не более 3,0 %, для обеспечения наилучшей газопроницаемости слоя в процессе термообработки; гранулометрический состав сырых окатышей должен быть однородным, средний размер их должен быть в пределах Ї 14+12 мм, для неофлюсованных окатышей класс +18 мм не более 12,0 %, для офлюсованных класс +16 мм не более 3,0 % [2].

На основе обзора научно-исследовательской литературы выявлено, что ресурсосберегающие технологии при производстве окатышей основываются на следующих направлениях:

1.Повышение комкуемости шихты;

2.Повышение связующих свойств шихты;

3.Повышение прочности окатышей.

Практически во всех этим направлениях играет одну из ведущих ролей бентонит.

К бентонитам относят тонкодисперсные глины, состоящие не менее чем на 70% из минералов группы смектита (монтмориллонита, бейделита, нонтронита, сапонита и гекторита), которые обладают высокой связующей способностью.

По химическому составу бентонитовые глины характеризуются повышенным содержанием кремнезема (46-48%) и глинозема (10-15%). Кроме этих компонентов в бентонитовых глинах содержится 6-7% оксида магния, до 8% оксида кальция и связанной воды.

Цель данной работы - улучшить качество связующей добавки в составе шихты при производстве окатышей.

Для этого решено было разработать методику, связанную с активацией бедной бентонитовой глины. Главным компонентом, необходимым для активации бентонита, является кальцинированная сода.

«Сухую» активацию осуществляют путем механического перемешивания соды с бентонитом в определенной пропорции. Активация в этом случае происходит за счет естественной влажности самого бентонита.

Методика активации бентонитовой глины:

- На бентонитовую глину сверху насыпаем кальцинированную соду в определенном процентном соотношении;

- Далее сбрызгиваем смесь водой, тщательно перемешиваем и оставляем настаиваться на определенный срок (7 суток);

- Определяем реологические свойства смеси: пластичность, набухаемость;

- Добавляем реагент из расчета 10, 15, 20, 25, 30% по отношению к массе бентонита. Измельчаем в бентопорошок;

- Определяем реологию: пластичность, набухаемость;

- Окомковываем, определяем комкуемость, свойства сырых окатышей.

Используя данную методику, ожидается выявление такого необходимого содержания кальцинированной соды и реагента для активации бентонитовой глины, при котором прочностные свойства железорудных окатышей будут удовлетворять требованиям по стандарту организаций.

В лабораториях кафедры металлургии и металловедения СТИ НИТУ «МИСиС» были проведены эксперименты с применением данной методики.

Использовалась бентонитовая глина Воронежского месторождения с первоначальным содержанием монтмориллонита 40%. Глину предварительно высушили и измельчили в лабораторном дисковом истирателе до фракции 0,063мм. железорудный окатыш бентонитовый шихта

Следующим этапом была насыпана кальцинированная сода поверх измельченной глины. В смесь добавили дистиллированной воды и тщательно перемешали. Полученная масса настаивалась 7 дней при нормальных условиях. После выдержки смесь высушивали в сушильном шкафу при температуре 70 0C и измельчили в истирателе.

Полученный бентопорошок был использован в качестве связующего компонента при получении сырых железорудных окатышей с добавлением реагента - полимера К-1 в разном процентном содержании по отношению к массе бентонита.

Шихта для железорудных окатышей состояла из железорудного концентрата (99,3%), активированного содой бентонита (0,7%) и реагента - полимера К-1 (10, 20, 30, 40, 50% от массы бентонита соответственно). Шихта засыпалась в лабораторный чашевый окомкователь и окомковывалась определенное время. Полученные окатыши в дальнейшем были разделены на фракции -10мм, +5мм. По выходу годного класса окатышей была выявлена их комкуемость (см. рис. 1).

Рисунок 1 Гистограмма комкуемости шихты от процентного содержания реагента по отношению к массе бентонита

Из гистограммы видно, что наилучшей комкующей способностью обладают шихта в которой содержание реагента от массы бентонита 30%.

Сырые окатыши подвергались испытаниям на прочность. На рисунке 2 показана гистограмма зависимости процентного содержания реагента от массы бентонита на прочность сырых окатышей, проверенной на специальной установке. По результатам экспериментов выявлено наилучшее значение прочности по содержанию в шихте 20% полимерного реагента по отношению к массе бентонита.

Рисунок 2 Гистограмма зависимости прочности на сжатие от процентного содержания реагента по отношению к массе бентонита