ИССЛЕДОВАНИЕ УДАЛЕНИЯ СЕРЫ ПРИ ОБЖИГЕ ОКАТЫШЕЙ

Действия вредных примесей при обжиге окатышей - в стандартных условиях окислительного упрочняющего обжига большинство вредных примесей (кроме серы): мышьяк, цинк, фосфор и др. из окатышей не удаляется. Степень удаления серы при получении неофлюсованных окатышей из сернистых концентратов, в которых сера находится в виде сульфитов железа, составляет 95-99%[1].

Окислительная среда обжига обеспечивает высокую степень окисления серы, перевода ее в газовую фазу в виде  и удаления из шихты. Не смотря на это в присутствии известняка степень десульфурации существенно снижается. Оксид серы и газообразная сера могут поглощаться оксидами кальция, магния, железа, ферритами и силикатами кальция. Таким образом, задача удаления серы при обжиге окатышей связана с условиями получения и разложения сульфатов (особенно сульфата кальция).

Температурный режим обжига, конечная температура обжига и в особенности скорость нагрева оказывают значительное влияние на содержание серы в окатышах. При постепенном нагреве усвоения газообразной серы известняком становятся лучше, а к моменту достижения температуры обжига вся сера присутствует в виде сульфата кальция. Разложение сульфата кальция становится более интенсивным с увеличением температуры обжига.

Можем отметить, что повышение температуры обжига может и не привести к увеличению степени десульфурации (удаление серы), с образованием оплавленной структуры окатыша и развитием процесса образования жидких и размягченных фаз. При этом перенос реагентов осложняется, что существенно влияет снижение скорости десульфурации. Поэтому можно ожидать экстремального вида зависимости содержания серы в окатышах от температуры обжига, наибольшее положение максимума можно определить химическим составом окатышей. Удаление серы в большей мере зависит от основности окатышей [1].

Исследование удаления серы при различных температурах проводили в лаборатории кафедры ММ СТИ НИТУ «МИСиС»[2]. Для определения удаления серы из окатышей при разных температурах использовали известняк, бентонит, концентрат из одной партии. Для окомкования смеси использовался барабанный окомкователь. Полученные окатыши распределяли в ёмкости по 50грамм и отправляли в печь на обжиг (рис.1).

Рисунок 1. Полученные окатыши

Рисунок 2. Обожженные окатыши

Результаты экспериментов приведены на рисунке (рис.3)

Рисунок 3. Влияние температуры обжига на степень выгорания серы

На рис.2 показан график зависимости процентного содержания серы при обжиге от температуры. Из полученных данных следует, что с увеличением температуры в печи, степень выгорания серы в окатышах снижается, так как Разложение сульфата кальция увеличивается с повышением температуры. Степень выгорания серы – величина показывающая, сколько сульфата кальция выделилось при обжиге окатышей. Определялась путём опытного анализа полученных окатышей.

Полученные окатыши также подвергались испытаниям на прочность ( сжатие и удар). Испытания на прочность проводились на гидравлическом прессе путём раздавливания окатышей. Результаты эксперимента представлены на рисунке (рис.3).

Рисунок 3. Влияние температуры обжига на прочность окатышей

Анализируя данные экспериментов, можно резюмировать, что на содержание серы в окатышах влияет температурный режим обжига, химический состав окатышей, их основности. При увеличении температуры в обжиговой машине прочность окатышей увеличивается, а процентное содержание серы уменьшается, что положительно влияет на свойства окатышей.

Список литературы:

1. Гордеев И. Д., Фирсовская Е. В., Базарова М. А. [и др.] Влияние остаточной влажности бентонита на прочностные свойства окатышей // Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XXXVII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 1(36). URL: http://sibac.info/archive/nature/1(36).pdf (дата обращения: 20.06.2016)
2. Поведение вредных примесей при обжиге окатышей [Электронный ресурс] URL:http://emchezgia.ru/syrye/17.7_Povedenie_vrednyh_prim.. (дата обращения 20.06.2016)