Способ получения извести дляокускования мелкозернистыхматериалов

Способ получения извести дляокускования мелкозернистыхматериалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соеетскмк

Сецмалмстмчеекмк

Респубттттк

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К kBTOP CROM V СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и1 808546 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 25.06.79 (2)) 2783524/22 022 е присоединением заявки М (5 I ) M. Кл.

С 2 В 1/00 (23) П риоритет—

ФЬвудврстквнньй камнткт

СССР ав денкт нзебрвтеннй н аткрытнй

Опубликовано 28.02.81. Бюллетень М 8

Дата опубликования описания ОЗ 03 81 ЬД) УДK 669.1.

:622.785.36 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. М. Борисов, Л. С. Агафонникова и М. Г. Бойко

1 .Московский ордена Трудового Красного Знамени

1 институт стали и сплавов (7() Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗВЕСТИ ДЛЯ ОКУСКОВАНИЯ

МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к подготовке рщ ья для преимущественного использова,ния в черной металлургии.

Известен способ получения активированной извести, в котором используется многооперационная схема: термическая обработка известняка с целью его декарбонизации, гидратация обожженной СаО водой и последующая сушка гидроксида кальция с получением вторичной Ca0(1).

Первичная *=СаО, образованная из исходного СаСО> обладает более низкой реакционной способностью, чем вторичная

СаО, подученная из Са(ОН) . Увеличение реакционной способности Р>- СаО обусловлено значительным ростом удельной поверхности оксида кальция, вследствие протекания реакции гидратации, сопровождающейся иэмельчением извести до

1-10 мкм.

ЭЭ

Однако при осуществлении известного способа необходима двукратная термическая обработка продукта, при этом на разложение карбоната и гидроксидас полу2 чением 1 кг СаО требуется 42,5 и

34,8 ккал тепла или около 60 и 50 г условного топлива соответственно, установка гасильного агрегата, кроме того, себестоимость вторичной окиси кальция в

1,7-1,8 раза превышает себестоимость

* =СаО.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому, результату является способ получения извести с низким содержанием воды и карбонатов, заключающийся в том, что известь с низким до 2% содержанием СаСО и влаги получают в обжиговых агрегатах путем ее обработки в процессе обжига при

500 С углекислым газом, охлаждают до

300 С в атмосфере, содержащей 20% CQ.

Получаемая при этом известь покрыта слоем СаСО, предотвращающим поглоще" М.

Недостатками известного технического решения являются черезмерные низкие скт рости протекания карбониэации СаО+СО, низкая водостойкость и реакционная crio608846 собность извести и высокая себестоимость готового продукта, обусловленная высоким расходом углекислоты.

Цель изобретения — повышение водо-, стойкости и реакционной способности извести в процессе окускования зернистых материалов, Поставленная цель достигается тем, что обожженный продукт обрабатывают газообразным окислителем, содержащим

40-904 кислорода, взятым в количестве 10-20% от веса обожженного продукта. .Сущность способа заключается в следуюшем . l 5

Обожженный .продукт обрабатывают кислородом или воздухом, обогащенным кислородом на заключительной стадии обжига или в процессе охлаждения, поддерживал температуру 20-300 С. о

При 20-300 С кислород вступает. во взаимодействие с СаО по реакции 2 Ca0+

+O>=2CaO<+39 ккал,с образованием перекиси кальция (СаО ) с выделением большого количества тепла, Кроме обожженной извести для получения перекиси кальция может быть использована гашеная известь, причем реакция 2 Са(ОН)1+0 =2 СаО + 2Н О протекает достаточно интенсивно при темпеза ратуре, равной или превышающей температуру начала диссоциации гидроксида.

Однако в обоих случаях скорость указанных реакций резко снижается при температуре, превышающей 300 С. Ограннчение верхнего предела температуры обусловлено тем, что разложение перекиси кальция начинается при 375 С и завершается при 4 5оС. Увеличение температуры выше 300 С сопровождается рееО ким снижением скорости прямой реакции, поэтому температурные условия образования перекиси кальция поддерживают в пределах 20-300оС.

Наряду с температурно-тепловым режимом кинетика образования перекиси во 4> многом определяется содержанием кислорода в газовой фазе, Как показали исследования, резкий скачок скорости реакции наблюдается при содержании кислорода в воздухе около 407 с постепенным ускоре- gp нием процесса по мере увеличения концентрации кислорода. Использование технического кислорода экономически оправдано при обработке оксида или гидроксида кальция, охлажденных до комнатной температуры.

В этих условиях pacxoi1 окислителя может быть снижен в два раза без ухудшения качества продукта, поскольку кислород используется только на образование Саб, а не на охлаждение обожженного продукта., При более высоких температурах обожженного продукта возрастает потребность в количестве охлаждающего агента, взаи модействие кислорода которого с оксидом или гидроксидом кальция сопровождается экзотермическим эффектом, превышающим. критические значения температуры начала диссоциации перекиси кальция.

Расход окислителя в зависимости от содержания в нем кислорода и температуры обожженного продукта необходимо поддерживать 10-20%. При этом содержанне перекиси кальция в готовом продукте, в зависимости от erо стeпeнн обжига, составляет 60-85%. Нижний предел расхода окислителя, содержащего 90-95% кислорода относится к охлажденному продукту, верхний — с содержанием О в гая зовой фазе около 507 — к нагретому.

Перекись кальция не разлагается и не реагирует с водой ни при каких условиях, кроме того, даже в присутствии воды

СаО не взаимодействует с углекислым. газом.

Таким образом, пассивацня активной

СаО осуществляется перекисью кальция, на разложение которой требуется в три раза меньше тепла, чем на разложение карбонатов.

Данный способ может быть использован как для производства крупнокусковой сталеплавильной извести, пассивированной перекисной оболочкой, предотвращающей развитие процессов карбоннзации и гидратации, так н для получения агломерационного мелкозернистого флюса с высоким содержанием перекиси.

Перекись кальция не растворяется в воде и сохраняет форму зерен, которые являются центрами (зародышами) окомкования компонентов шихты. При этом, располагаясь в центре гранул, перекись кальция в ходе спекания разлагается при

375-425 С с выделением значительного

0 (22,2% 0» ) количества активного кислорода (О,д), Поскольку температурный градиент между поверхностью и центром гранул крупностью 4-10 мм колеблется в пределах 200-280 С, диссоциация СаО пеО реноснтся в зону горения н верхнюю сгупень теплообмена зоны интенсивного нагрева. В этих условиях, являясь дополнительным источником кислорода, перекись кальция обеспечивает горение частиц топлива, закатанных внутрь гранул с од808846 новременным их послойным выгоранием на поверхности за счет кислорода просасываемого воздуха и способствует повышению степени использования топлива, скорости процесса, а также снижению содержания СО в отходящих газах.

С другой стропы, вследствие того, что заданная основность агломерата достигается в основном as счет СаО, входящей в состав перекиси, процессы об-, IO разования расплава преимущественно развививаются в центральных частях гранул с последующей пропиткой поверхностных слоев жидкой фазой. Выход расплава на поверхность гранулы означает, что ших 35 та во всем ее объеме прошла через жидкофазные превращения. В обычных условиях процесса расплав образуется на поверхности гранулы и постепенно распространяется к центральным областям, что вызывает гравитационный переток расплава в нижние слои, экранирование поверхности топливных частиц и их догорание в окружности жидкой фазы.

В отличие or рассмотренного механизма закатывания перекиси кальция, центр гранул обеспечивает горение топлива по всему обьему граиулы, исключает гравитационный переток жидкости и догарание топлива в расплавке в силу того, что поо- ледние порции жидкой фазы образуются на поверхности гранул и формирование манжет не оказывает вредного воздействия на процесс горения.

Организация двухслойного окомкования с использованием в качестве зародышей перекиси кальция может найти широкое применение и для производства высокопрочных офлюсованных окатышей.

Кроме того, введение перексидного флюса не требует увеличения расхода воды на окомкование и повышает сопротивление разрушению гранул в зоне переувлажнения.

Пример. 1)ля исследований используют известняк с общим содержанием

СаО 52,3. Обжиг известняка, охлажде-. ние и обработку продукта окислителем с различным содержанием кислорода осуществляют в шахтной печати обьемом

0,012 м®, в которую одновременно загружали 25 кг известняка крупностью

0,5-3 мм. Температура обжига 1000 С, О время — 30 мин.

Охлаждение окиси кальция от 300 С о до 20©С проводят азотом с последующей продувкой через cnal извести окислителя, концентрацию кислорода в котором поддерживают 20, 40 и 90%. Расход окислителя в зависимости от температуры охлажденной окиси кальция изменяют в интервале 5,15-30% от веса извести.

Время обработки окислителем 10 мин.

Содержание Са0 активного в извести составляет 90%.

Результаты исследований представлены в табл. 1.

of r

COI p)"

1 о с 3

1Q

O Ф

IQ о

ofo

С4 ( о

Cg

00 .

1Q о> о 1 о

11

I д и! а

I 1

Oll O

< е

ofo (1 "11

) о :

PI)

О3 Ф

oj o

Я (р о

Щ (О о"

Iщ й)5

oJ 4

I 1 )

OIP с9(of ra к

Ц щ

Ь

$ 5

L 5 о

OIO

o}o

808546

К о

3g

Ф щ

О о

808546

Таблица 2

Перекись кальция

Са0,% еже обожженная

CaO %

Показатели

Выход фракции 1,6 мм после рассева шихты,%

18

Центры окомкования

Возврат

Топливо

Са01

Температура шихты, С

48,5

29,8

Скорость спекания, ммlмнн

36

Выход годного, %

Удельная производительн ь, т/м2ч о

Барабанная проба, %

1,48

1,83

10

ВНИИПИ Заказ 77/27 Тираж 692 Подписное филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Анализ данных показывает, что скорость процесса и полнота реакции образования перекиси определяется температурой исходной окиси кальция, содержанием кислорода в газовой фазе и расходом окисли геля.

При обработке СаО воздухом (21% +) скорость и степень превращения в 22Ä5 раза ниже, чем при использовании окислителя, содержащего 40-90% кислорода. Оптимальные условия достигаются в диапазоне изменений температуры

Са0-20-300 С, содержании кислорода о

40-90% и расходе окислителя в пределах

10-20%.

Из табл . 2 видно, что введение флюса в виде СаО, при одинаковом качестве шихты (выход фракции 1,6 мм составля« ет 18% (позволяет увеличить скорость процесса более, чем на 12% (отн.), выход гоюого на 8% (отн.) и удельную производительность более, чем на 20% при значительном улучшении качества агломерата.

Формула изобретения

Способ получения извести для окуско.вания мелкозернистых материалов, включающий обжиг карбонатов, охлаждение, обработку обожженного продукта газообраз-, нымагентом, îrл ичающийся

Йля оценки промышленной полезности предлагаемого способа проводят спекание шихты, содержащей 80% концентрата .КМА; 15% Ca+; 5% .коксовой мелочи и

5 25% (сверх 100%) возврата.

Смешивание и окомкование шихты осуществляют в барабанном окомкователе диаметром SOO мм и длиной 1200 мм. Вре1Ф мя смешивания и окомкования 1-2 мин соответственно. Влажность шихты 8%.

Высота спекаемого слоя 400 мм.

В

Результаты исследований приведены

is в табл. 2. тем, что, с целью повышения водостойкости и реакционной способности извести, .обработку обожженного продукта осуществляют газообразным окислителем, содержащим 40-90% кислорода, взятым в количестве 10-20% or веса обожженного продукта.

Источники информации, Sii принятые во внимание при экспертизе

1. Пащенко А. А. и др. Вяжущие материалы, Киев, "Вища школа, 1975, с. 214.

2. Заявка Японии N. 32-12.3998, М кл. 15 Г 221, опублик. 1977.