Способ обезвоживания измельченных ферромагнитных материалов

Способ обезвоживания измельченных ферромагнитных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ИЗМЕЛЬЧЕННЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий ш{ перемещение перпендикулярно силовым линиям магнитного поля при одновременной обработке нагретым газом, отличающийс я тем, что, с целью интенсификации процесса обезвоживания, обработку нагретым газом осуществляют путем его принудительного просасывания через слой материалапараллельно магнитным силовым линиям.

СОО3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) С 22 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3646531/22-02 (22) 28.09.83 (46) 15.01.85. Бюл. Р 2 (72) С.Т.Плискановский, Ф.Е.Долженков, В.Л.Шварцман, В.В. Бояре нко и В.П. Мартыне нко (71) Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (53) 669.1-622.788(088.8) (56) 1 ° Кулибин В.А. Подготовка руд к плавке. М., Металлургиздат, 1959, с. 481-482.

2. Авторское свидетельство СССР

749405, кл. В 01 3 43/00, 1976..„SU„„1134615 А (54)(57) СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ИЗМЕЛЬЧЕННЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий ик перемещение перпендикулярно силовым линиям магнитного поля при одновременной обработке нагретым газом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью интенсиАика( ции процесса обезвоживания, обработку нагретым газом осуществляют. путем его принудительного просасываиия через слой материала параллельно магнитным силовым линиям.

1 11

Изобретение относится к черной ,металлургии и может быть использовано для сушки или окусования желе зорудных концентратов, а также утилизации шламов металлургического производства, обладающих Аерромагнитными свойствами (конвертерные, мартеновские, прокатные).

Известен способ обезвоживания измельченньж ферромагнитных материалов под воздействием постоянного магнитно-. го поля, осуществляемый в магнитных барабанных фильтрах. Способ заключается во флокулировании частиц железорудного концентрата в воде путем наложения постоянного, магнитного поля ° Под действием магнитного поля и вакуума флокулы прижимаются к поверхности барабана, что позволяет резко повысить производительность фильтра.

При вращении барабана материал транспортируется его поверхностью и при выходе из зоны действия магнитного поля Алокулы разрушаются. В дальнейшем обезвоживание осуществляется путем Аильтрации воздуха и влаги .через плотный слой кека в барабан, внутри которого поддерживается вакуум 40 мм рт.ст. (1) .

Недостаток данного способа заключается в том, что основное и единственное назначение флокулирования состоит в повышении эффективности сгущения пульпы притяжением Аерромагнитных частиц к фильтроткани барабана. Собственно же процесс обезвоживания осуществляется через плотный слой кека, что ухудшает условия тепло- и массообмена.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ обезвоживания измельченньж AeppoMar нитных материалов, в котором сфлокулированный в ностоянном магнитном поле концентрат перемещают перпендикулярно силовым магнитным линиям с одновременной обработкой нагретым газом. При этом газ движется перпендикулярно силовым линиям магнитного поля (т.е ° в противотоке с материалом) (2) .

Однако флокулированный в магнитном поле материал содержит до 25Х влаги, т.е. является более влагоемким, чем любой другой вид слоя. 3а счет флокулирования получаются пористые образования, в которых поры расположены в основном вдоль .силовых.

1 линий поля и в каждой единице объема имеют различный диаметр от нескольких микрон до нескольких сотен микрон. Лротивоток материала и газатеплоносителя приводит к тому, что обезвоживание осуществляется только за счет испарения влаги из флокулированного слоя. Испарение в этом случае очень энергоемко, так как по50

lO

45 ристый флокулированный слой менее теплопроводен, чем любой другой слой и для его нагрева требуются большие затраты тепла.

Кроме того, флокулированный слой не может занимать весь объем между магнитами. Я верхней части слой более разреженный, а в нижней части

его имеется плотная подушка из материала, толщина которой определяется напряженностью магнитного поля и степенью его неоднородности. Распределение влаги в слое также неравномерно: в нижней части слоя ее больше, чем в верхней. Поэтому, в случае противотока материала и газа, газ-теплоноситель, двигаясь по пути наименьшего сопротивления, подвергает обработке в основном верхнюю часть слоя, а прогрев и выпаривание воды из нижней части осуществляется

/ преимущественно за счет теплопроводности материала. Следовательно, процесс обезножив;.ния недостаточно эфАективен и требует больших затрат тепла.

Расположение транспортирующей поверхности под наклоном 2-10 к о горизонту не обеспечивает полного удаления капельной влаги, которая задерживается слоем.

Все это способствует снижению эф" фективности процесса обезвоживания измельченных материалов и, соответственно, повышению энергетических затрат.

Целью изобретения является интенсификация процесса обезвоживания.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обезвоживания измельченных Аерромагнитных материалов, включающему их перемещение перпендикулярно силовым линиям магнитного поля при одновременной обработке нагретым газом, обработку нагретым газом осуществляют путем его принудительного просасывания через слой материала параллельно магнитным силовым линиям.

3 1.1 34

Сущность изобретения заключается в следующем.

Измельченные ферромагнитные материалы флокулируют в магнитном поле с вертикальным расположением магнит5 ных силовых линий и перемещают пер- . пендикулярно последним на влагопроницаемой транспортирующей поверхности. При этом нагретый газ .принудительно просасывают через флокулированный слой в зоне действия магнитного поля параллельно его силовым линиям. Указанное направление движения газа способствует интенсификации процесса обезвоживания материалов, так как позволяет осуществлять удаление капельной влаги из крупных пор флокулированного слоя. При этом снижается сопротивление движению газа, что приводит соответственно к

20 снижению его количества, необходимого для достижения требуемого уровня влажности. Просос через слой параллельно силовым линиям магнитного поля осуществляется принудительно за счет отсоса его из зоны обработки. Это позволяет увеличить скорость движения нагретого газа и соответственно скорость процесса обезвоживания.

Пример. Железорудный концентрат после магнитной сепарации с содержанием твердого вещества около

507 дополнительно разбавляют водой до содержания твердого 15-207. и в ви. де пульпы через щелевое сопло подают в область действия постоянного магнитного поля, которое образуется электромагнитами постоянного тока или постоянными магнитами с вертикальным расположением силовых линий. 4О

;Между полюсами магнита движется влагопроницаемая металлическая сетка, под которой на длине 10% области действия магнитного поля находится сборник для воды. 45

При попадании в зону действия магнитного поля с индукцией в зазоре

0,05-0,1 Тл ферромагнитные частицы выстраиваются по магнитным силовым линиям, образуя высокопористый слой флокул, который перемещается перпендикулярно силовым линиям поля между полюсами магнита. Основное количество влаги сливается в водосборник через влагопроницаемую поверхность в момент образования слоя. Сформированный слой удерживает 25-307, влаги,! из них 15-187 — капельная (влага

615 4 в крупных порах). Нагретый газ подают сверху в пространство между флокулированным слоем и верхним полюсным наконечником и отсасывают с помощью дымососа с разрежением до

200 мм вод. столба через флокулированный слой и влагопроницаемую транс портируемую поверхность параллельно силовым линиям магнитного поля.

Отсос газа производят через коллектор, расположенный сразу за водосборником по ходу движения материа- ла.

Температура газа над материалом о

100-500 С, а в коллекторе он имеет о температуру менее 100 С. После выхода из зоны прососа влажность материала составляет 6-97..

Способ был реализован на опытной установке непрерывного действия.

Для сравнения испытывали три варианта технологии: флокулирование железорудного концентрата и нагрев зоны флокулирования до 500 С; флокулироваО ние железорудного концентрата и .обработку его в противотоке газом-теплоносителем с температурой 500 С; о флокулирование железорудного концентрата и обработку его в режиме прососа через слой газом-теплоноситеФ т лем с температурбй до 500 С.

Второй вариант технологии соответствует способу обезвоживания, укаэанному в прототипе. Флокулирование Ингулецкого концентрата осуществ. ляли между полюсными наконечниками..- электромагнита. Геометрические размеры эоны флокулирования, мм:.ширина

130; высота 100; длина 400.

Магнитная индукция в центре рабочего зазора была равна 0,05 Тл и обеспечивала максимально возможные значения коэффициента однородности. слоя (л 0,89). Исходная концентрация твердого в пульпе составляла

16%. После флокулирования и слива излишней воды из -слоя содержание влаги в последнем было 24-267. Производительность установки по.твердому продукту достигала 75 кг/ч, а содержание твердого в слитом остаткеО, 97..

Нагрев зоны флокулирования. Прогрев флокулированного слоя продуктами сжигания природного rasa псуществляли в интервале 100-500 С. При

О этом слой перемещали на влагопроницаемой транспортирующей сетке со скоростью 1,75-8,5 м/ч. Опыты пока- .

1134615

Просос газа-теплоносителя через флокулированный слой. Наиболее перспективный с экономической точки зре-, ния вариант сушки. Через флокулированный из пульпы слой с влажностью

24-26% просасывали нагретый до различных температур воздух. Во всем исСледованном диапазоне скоростей перемещения слоя (1-10 м/ч) его влажность на уровне 6-9% достигалась о при температурах воздуха 150-200 С.

Существенное ускорение процесса сушки достигалось а счет удаления капельной влаги из пор, параллельно

15 которым просасывался воздух.

В таблице приведены данные, характеризующие процесс обезвоживания концентрата. Ингулецкого ГОКа предлагаемым способом по сравнению

20 с прототипом.

Способ подачи газа

Производительность установки, кг/ч

Время обезвоживания, мин

Влажность готового

Температура гад

sa С продукта, Х

Движение нагретого газа перпендикулярно силовым линиям магнитного поля (прототип) 6,0

500

9,0

Движение газа параллельно силовым линиям магнитного поля

200

3,0

5,0

Из таблицы видно, что применение предлагаемого способа обезвоживания позволяет снизить время обезвоживания в 2 раза, температуру нагрева газа в 2,5 раза, повысить про-: 45 изводительность процесса в 2 раза, при этом получить готовый продукт с более низкой влажностью.

В1щЦПК Заказ 10034/25 Т аж 582 Подписное зали, что влажность концентрата в значительной мере определяется временем пребывания флокул в зоне термической обработки.. Влажность 9% может быть достигнута при нагреве зоны флокулирования до 4300С при скорости сетки 1,75 м/ч.

Увеличение скорости требует существенного повьппения температуры, т.е. процесс в данном случае имеет очень низкую производительность.

Противоток флокулированного слоя с газом-теплоносителем. В этом слу- чае влажность слоя порядка 9Х может быть получена .уже при скоростях áîлее 6 м/ч, однако газ-теплоноситель должен иметь температуру не ниже

500 С.

Способ позволяет утилизировать шламы металлургического производства, обладающие ферромагнитными свойствами. Так, например, шламы, содержащие 59% железа, подают описанным образом в область действия магнитного поля, где отделяется и обезвоживается твердая часть.При этом наблюдается повьппение содержания железа до 61,8%.