КОМКУЕМОСТЬ ШИХТЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ КОНЦЕНТРАТА

Одним из показателей, характеризующим процесс окомкования является коэффициент комкуемости шихты. Комкуемость шихты может быть определена через влагоемкость. По коэффициенту комкуемости концентрата можно прогнозировать термическую стойкость сырых окатышей и путем изменения расхода бентонита управлять ею. В.М. Витюгин и Т.Г. Леонтьева [3] предприняли попытку выразить воздействия, испытываемые окатышем в ходе сушки, через критериальные соотношения. В соответствии с теорией А.В. Лыкова [основной показатель термостойкости капиллярно-пористых тел – коэффициент трещинообразования Кт, который представляет собой отношение разности между средним – Wср и локальными W влагосодержаниями к начальному влагосодержанию – W_0:

                                                                                (1)

Кроме того, комкуемость различной шихты можно сравнить по количеству полученных окатышей при окомковании, причем окомкование должно быть выполнено при одинаковых условиях. В данной работе кокуемость определялась в процентном отношении полученных рабочих окатышей к массе шихты.

Ведущим фактором, определяющим прочность сцепления частичек во влажном состоянии, является удельная поверхность материала, которая тем больше, чем выше содержание наиболее мелких фракций. Однако величина суммарной поверхности частиц шихты и конечные показатели процесса производства окатышей имеют между собой сложные связи. Так, рост удельной поверхности вызывает рост оптимальной влажности концентрата (1,25% на каждые дополнительные 100 см²/г), что приводит к снижению производительности машин для обжига окатышей примерно на 1,2% [1]. С одной стороны, более плотные сырые окатыши вызывают снижение скорости и конечной степени окисления, что отрицательно влияет на производительность обжиговых машин и качество окатышей. С другой стороны, из переизмельченного концентрата получить прочные окатыши затруднительно, так как при этом невозможно достичь максимально возможной плотности. В связи с этим для каждого вида шихты существует оптимальная величина поверхности частиц.

Качество сырых окатышей определяется качеством концентрата, поступающего на окомкование. Увеличение удельной поверхности концентрата до определенного уровня приводит к увеличению доли контрольного класса крупности менее 16 свыше 5 мм, увеличению прочности сырых окатышей, однако переизмельчение концентрата отрицательно сказывается на технико-экономических показателях процесса окомкования. Граничное значение удельной поверхности зависит от природы концентрата, так, для магнетитовых концентратов бассейна КМА удельная поверхность выше 2000 см²/г отрицательно сказывается на процессе окомкования, а для концентрата Белановского горно-обогатительного комбинат оптимальным значением считается 2500–2700 см²/г [2];На качество сырых окатышей влияет и однородность шихты, которая достигается точной дозировкой её компонентов и эффективной работой смесителей.

На кафедре металлургии и металловедения СТИ НИТУ «МИСиС» в лабораторных условиях были проведены исследования по влиянию удельной поверхности концентрата на комкуемость шихты для железорудных окатышей. Для получения шихты в лабораторных условиях применялись следующие составляющие шихты: 1-удельная поверхность равна1995см²/г и 2- удельная поверхность равна 1840см²/г и бентонит. Третья смесь содержала 50% концентрата №1 и 50% концентрата №2 (концентрат №3)

Влажность концентрата определяли на приборе «Элвиз 2С», она  составила 9,8%( рис.1).

Рисунок 1. Прибор для определения влажности

Добавляли бентонит, влажностью 4,5% в концентрат. Тщательно перемешивали смесь и оставляли на 30 мин. Затем смесь засыпали в барабанный окомкователь на 10 минут. Полученные окатыши просеяли через сито 5 и 10 мм. Взвешивали массы окатышей (масса окатышей более 5 мм, масса окатышей более 10 мм). На основании полученных данных рассчитывали комкуемость каждого концентрата. Результаты приведены в таблице 2.2.

Таблица 1.

Результаты комкуемости,%

Если судить по массе рабочих окатышей, то есть более 10мм, то в третьем эксперименте количество окатышей больше, чем в первых двух. Влияние удельной поверхности концентрата на комкуемость представлено на рисунке 1.

Рисунок 1. Комкуемость шихты .Класс окатышей более 10мм

Наличие окатышей более 5мм и менее 10мм в трех экспериментах получилась различной. Результаты представлены на рисунке 2.

Рисунок 2- Процент окатышей класса от 5 до 10мм.

Комкуемость третьей шихты значительно выше, чем комкуемость первой и второй для рабочих окатышей,

Для класса (+5-10) мм можно отметить. Что больший процент наблюдается у шихты с большей удельной поверхностью. То есть образование зародышей больше у шихты с большей удельной поверхностью. Если продолжать проводить еще окомкование этой шихты, то окатышей получится больше для этого варианта, но при этом увеличится время окомкования. В общей сложности, если посмотреть на общую комкуемость шихты, то 3 эксперимент дает лучший результат (рис. 3). Но это были проведены эксперименты с гематитовым концентратом АО «ЛГОК».Для другого концентрата, эти данные будут другие.

Рисунок 3- Комкуемость шихты

Анализируя график видно, что комкуемость шихты, состоящей из концентрата с различной удельной поверхностью в соотношении 1:1, самая большая. Это связано с тем, что шихта с разной удельной поверхностью имеет меньшую пористость, соответственно большую плотность, и частицы концентрата ближе подходят друг к другу, тем самым улучшая комкуемость.

Список литературы:

1. ВЛИЯНИЕ БЕНТОНИТА НА КОМКУЕМОСТЬ ШИХТЫ И ПРОЧНОСТЬ СЫРЫХ И СУХИХ ОКАТЫШЕЙ – СибАК 21.01.2016 http://sibac.info [Электронный ресурс] (Дата обращения 22.10.2016)
2. Производство железорудного сырья [Электронный ресурс] http://westud.ru 29.03.2016 (дата обращения 22.10.2016)
3. Тимофеева А.С., Никитченко Т.В., Федина В.В. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОМКУЕМОСТИ ЖЕЛЕЗОРУДНОЙ ШИХТЫ С ЦЕЛЬЮ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ОКАТЫШЕЙ // Современные наукоемкие технологии. – 2015. – № 8. – С. 53-57; URL: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=35099 (дата обращения: 24.10.2016).