АКТИВАЦИЯ БЕНТОНИТА ВОРОНЕЖСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ СВОЙСТВ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЫШЕЙ

Цель работы: улучшить качество связующей добавки в составе шихты при производстве железорудных окатышей.

Проблема постепенного истощения ресурсов качественного бентонита, традиционного связующего при производстве железорудных окатышей, приводит к постоянному снижению его качества, росту дефицитности и удорожанию [2].

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 [1].

Главным показателем качества бентонитовой глины является содержание монтморрилонита. Для производства окатышей используют бентонит, содержание монтморрилонита в котором составляет от 70% и выше. Минерально-сырьевая база бентонитов в России представлена в основном низко- и среднекачественными щелочноземельными бентонитами и бентонитоподобными глинами.

Для использования в металлургическом производстве бентонитов Российских месторождений были проведены эксперименты по внедрению в состав шихты специального полимера для улучшения свойств бедной бентонитовой глины.

Всего было проведено три вида опытов:

- использование рядового концентрата в количестве 99,3% и бентонита Воронежского месторождения – 0,7%;

- использование рядового концентрата в количестве 99,3%, бентонита Воронежского месторождения – 0,7% и полимера К-1 (0,01% от массы концентрата);

- использование рядового концентрата в количестве 99,3%, бентонита Воронежского месторождения – 0,7% и полимера К-1 (0,02% от массы концентрата).

Все эксперименты проводились в лаборатории кафедры ММ СТИ «НИТУ  МИСиС» при равных условиях, за исключением количества реагента в составе шихты.

Шихта для производства железорудных окатышей ссыпалась в лабораторный барабанный окомкователь и окомковывалась в течение 20 минут. Полученные сырые окатыши проверялись на качество прочностных характеристик. Также была определена комкуемость.

По данным эксперимента были построены гистограммы. На рисунке 1 представлена гистограмма зависимости комкуемости от процентного содержания реагента.

Рисунок 1. Гистограмма зависимости комкуемости от процентного содержания реагента

Из гистограммы видно, что наибольший показатель комкуемости наблюдается у окатышей, в шихте которых содержание полимера составляет 0,01% от массы концентрата. Полимер в данном случае активирует свойство набухаемости бентонита и за счет этого увеличивается количество годных окатышей. Но добавляя большее количество полимера, комкуемость снижается. Это связано с тем, что увеличивается диаметр получаемых окатышей. По требованию ЛГОКа диаметр окатышей должен быть в пределах от 8 до 14 мм. При добавлении в шихту 0,02% полимера от массы концентрата окатыши имели больший размер, а масса годного класса значительно уменьшилась.

Рассмотрим рисунок 2. Здесь показана зависимость прочности на сжатие от процентного содержания реагента. И здесь мы наблюдаем наилучший результат при 0,01% реагента по отношению к массе концентрата. Реагент, вступая в реакцию с водой, активирует в шихте клеящие свойства. Это дает сцепление между зернами концентрата, кристаллов бентонита. Благодаря чему увеличивается прочность при сжимающих нагрузках. При 0,02% реагента от массы концентрата прочность на сжатие снижается. Оптимальный вариант в составе шихты 0,01% для наилучшего варианта прочности на сжатие сырых окатышей.

Рисунок 2. Гистограмма зависимости прочности на сжатие от процентного содержания реагента

Прочность на удар совершенно не изменилась с введением в состав шихты полимера (см. рисунок 3). Это значит, что его содержание никак не влияет на данную характеристику.

Рисунок 3. Гистограмма зависимости прочности на удар от процентного содержания реагента

Вывод: добавляя в состав железорудной шихты специальный полимер повышаются комкуемость и прочность на сжатие сырых окатышей, тем самым улучшая свойства бентонита Воронежского месторождения. Это дает возможность использования бентонита в металлургической промышленности и снижения затрат на его себестоимость.

Список литературы:

1. Вайнштейн, Р.М. Исследование и разработка технологии производства железорудных окатышей с целью замены бентонита органическим связующим: автореф. дис. канд-та техн. Наук/ Р.М. Вайнштейн. – М.. 2004. – 124 с.
2. Грим, Р.Э. Минералогия и практическое применение глин/ Р.Э. Грим, - М.: МИР, - 1967, - 264 с.