Способ восстановления окисленных железистых кварцитов — SU 1747170 (original) (raw)
(9) (11) 51)5 В 03 БРЕТЕНИ ИЯ ОКИСЦИТОВ уды перед етения: на воздействуавлением собьеме с веществ в. отношении я к горно-добываь использовано в я окисленных же- рно-обогатительрямого восстав обжиговых пеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Днепропетровский горный институт им,Артема(56) Карамзин В.И., Карамзин В.В. Магнитные методы обогащения, М.: Недра, 1984, с.404. - 412.Хагенмюллер П, Препаративные методы в химии твердого тела. М.; Мир, 1976, см.158 - 164. Изобретение относитс ющей отрасли может быт процессах восстановлени лезистых кварцитов на го ных комбинатах. Известны процессы новления окисленных рудНедостатками процесса восстановления железа в печах являются нетехнологичность процесса, высокая стоимость и металлоемкость оборудования, низкая производительность Из-за большой длительности времени восстановления, большой расход газа,и тепла (400-600 тыс. ккал/т), значительное загрязнение окружающей среды продуктами сгорания,Наиболее эффективным способом обогащения окисленных железистых кварцитов является способ магнитного обогащения с применением высокоградиентных . магнитных сепараторов. Магнитные сепараторы с(54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНЛЕННЫХ ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАР(57) Применение:,подготовка робогащением, Сущность изобрсмесь руды с восстановителемют высокими температурой и дпомощь 1 о взрыва в замкнутомудельным расходом взрывчатыхпределах 90 - 170 Дж/кг при сомасс Ре 20 з:С:Н 20 в смеси 6:1;1; высокоинтенсивным магнитным полем по сравнению с обжиговым способом являются экологически более чистыми, поскольку не требуют применения вредных реагентов,Однако магнитный способ обогащения окисленных руд является очень дорогим (например, стоимость изготовления одного сепаратора достигает 1,5 млн,руб,), характеризуется высокой металлоемкостью (до 200 т вес сепаратора) и удельными энергоэатратами (8 - 10 кВ- ч/т), а в сравнении с обжигом имеет более низкие показатели извлечения железа в концентрат (70,00 против 88 О при обжиге).Наиболее близкими к изобретению являются взрывные. методы, применяемые в химическом синтезе твердых материалов. Здесь при синтезе использовали взрывные вещества в качестве генераторов ударных волн и продуктов детонации с высокими давлениями и температурами, что резко уве1747170 25 гружения окисленных руд в замкнутых объемах. Опыты по восстановлению мел кодробленых окисленных железистых кварцитов во взрывных камерах проводились в . следующих пропорциях: 6:1;1=ЕегОз: С;НгО Газовая смесь (СО, Нг), образующаяся при взрыве в замкнутом обьеме с начальной температурой до 3000-4500 К и давлением во фронте ударной волны 10 Па, вступает в 35 следующие реакции с окисленной рудой40 ЗЕегОз+Нг=2 Еез 04+НгО 50 55 личило потенциальные возможности техники высоких давлений. Исследования в этой области дают основания по аналогии полагать, что взрывная, правильнее ударно-волновая обработка, например зерен гематитовых минералов, т,е. зерен окисленных руд, позволяющая интенсивно измельчать и переизмельчать их при высоком давлении и температуре, создает благоприятные условия для протекания химических превращений в образующихся при этом порошках, представленных сильно измельченным минералом гематита.Главной особенностью процесса удар.но-волнового обжатия минералов при взрыве является крайне малая продолжительность его протекания. Благодаря огромной скорости распространения ударных волн в твердых телах (от 10 з - 10 м/с) время действия высоких давлений и температур во фронте их составляет от долей до нескольких микросекунд. В течение этого времени происходит объемное разрушение материала за счет пластических деформаций, сопровождающихся появлением частиц с большими поверхностями обнажения по сравнению с рудными зернами, активно вступающими во взаимодействие с продуктами восстановления,После снятия давления, вызванного взрывным нагружением в замкнутом объеме, продукты разрушения вначале охлаждаются в течение некоторого времени до 300-400 С, а затем охлаждение происходит по обычным законам, до начального значения,.Однако в описанном способе химического синтеза при взрывном нагружении.не используются химически активные компоненты - восстановители окисленных железных руд, такие как С, СО, Нг Кроме того, не проводились какие-либо исследования по восстановлению окисленных железных руд с использованием взрывной энергии, Применение ВВ в сочетании с продуктами восстановления, как источника разрушения и среды восстановления окисленных руд в эамкнутьх объемах, позволит исключить перечисленные недостатки химического синтеза, восстановительного обжига и электромагнитной сепарации.Цель изобретения - повышение скорости протекания реакции восстановления гематита в окисленных рудах.(Еег, Оз) до магнетита (ЕезО) с последующим снижением энергозатрат на процессы измельчения и сепарацию,Поставленная цель достигается путем повышения механо-химической активации поверхностей частиц, образующихся в про 5 10 15 20 цессе разрушения зерен магнетитовых минералов как результата воздействия высокого давления и температуры, возникающих при взрыве, и наличия при этом продуктов восстановления (СО, Нг), т.е, восстановительной среды.Сущность изобретения заключается в том, что в камере с мелкодробпенной окисленной рудой в процессе взрыва заряда ВВ создаются условия восстановительной реакции, В качестве химического восстановления используются продукты - смеси газов (СО, Нг), получаемых по реакции: С+НгО=СО+ Нг, в частности в ходе прямого восстановления окисленной руды при взрыве. Это достигается путем предварительного смешивания руды с угольной пылью и последующим увлажнением этой смеси.Расчет соотношения масс смеси, состоящей иэ окисленной железной руды (ЕегОз), бурого угля (С) и воды (НгО) показывает практическую возможность замены дорогостоящего и энергоемкого обжига в печах способом взрывного ударно-волнового. наЗЕегОз+СОЕез 04+СОг В результате окисления гематит в руде восстанавливается до магнетита с выделением воды и углекислого газа. Полигонные испытания мелкодробленых окисленных железистых кварцитов крупностью - 25+ 0 мм при различном взрывном нагружении в камерах показали,что при определенных параметрах взрыва в сочетании с продуктами восстановления представляется возможность активного превращения гематита (окисленного, минерала железа) в магнетит. При этом наиболее оптимальные значения удельного расхода взрывчатых веществ колеблются в пределах от 90 до 170 Дж/кг смеси окисленной руды, прошедшие взрывное нагружение с продуктами восстановления, имеют повышение выхода магнетита (восстановленного) по кл,1747170 Составитель Е,КиселеваТехред М.Моргентал Корректор; С,Черни Редактор М.БандураЗаказ 2457 . Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101- 0,16+0,07 мм на.23,8%, а.по готовому классу - 0,07 мм на 30,5%. Кроме того, взрывное нагружение, участвуя в восстановительном процессе, повышает выход готового класса (не требующего дальнейшего измельчения в 5 мельницах) на 17,2%, а удельная производительность мельниц при этом возрастает на 22%.Ожидаемый экономический эффект от частичного применения способа восстанов ления окисленных железистых кварцитов с использованием взрывной энергии применительно к условиям строящегося ГОКа по обогащению окисленных руд составит 0,6 млн. руб в год. 15 Фо рмула изобрете н и я Способ восстановления окисленных железистых кварцитов, включающий воздействие высоких температур и давления на смесь руды с восстановителем, от л и ч а ющ и й с я. тем, что; с целью повышения скорости протекания реакции восстановления и снижения энергозатрат при дальнейшем обогащении, .воздействие высоких температур и давления на смесь руды с восстановителем осуществляют с помощью взрыва в замкнутом объеме с удельным расходом взрывчатых веществ в пределах:90- 170 Дж/кг при соотношении масс ГюОз:С:Н 20 в смеси 6;1:1.