Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД

Изобретение относится к области переработки железосодержащего сырья, конкретно методом окускования, и служит для подготовки железосодержащего сырья к металлургической переработке.

Известен способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке (патент RU №2154680, опубл. 05.03.1999 г.), в котором производят смешивание предварительно подготовленных железосодержащих отходов металлургического производства с тонко измельченным углеродосодержащим материалом в количестве 15-60% по углероду от массы отходов и связующим, обработку полученной смеси водным раствором жидкого стекла, прессование и последующую сушку. В качестве связующего используют механическую смесь суглинка, глины или полевого шпата и карбоната натрия. Причем смесь подвергают совместному размолу до фракции 0,85 мм и менее.

Основные недостатки способа заключаются в том, что брикеты при хранении теряют прочность, при нагреве в печи полностью разрушаются, также в готовых брикетах снижается содержание железа, производство брикетов весьма трудоемко из-за необходимости размола до 0,85 мм и сложного состава связующего.

Известен способ получения брикетов из мелкодисперсных оксидов металлов (патент RU №198940, опубл. 20.02.2003 г.), в котором для получения брикетов, предназначенных для восстановления тепловой обработкой в газовой атмосфере, производят смешение оксидов металлов с водным раствором жидкого стекла и гидрофобными жидкими углеводородами с температурой кипения выше 300°C и последующее прессование.

Основными недостатками способа являются сложность его осуществления, разубоживание брикетов по содержанию полезных компонентов.

Известен способ окускования мелкодисперсных железосодержащих материалов для металлургического передела с использованием органического связующего (патент RU №2272848, опубл. 27.03.2006 г.), в котором окусковывают измельченные железосодержащие материалы. В качестве железосодержащего материала используют железорудный концентрат, железную руду, шламы металлургического производства, измельченную окалину и другие мелкодисперсные железосодержащие материалы. По крайней мере, один железосодержащий материал и связующее смешивают, осуществляют агрегирование смеси и упрочнение полученных агрегатов. В качестве связующего материала используют синтетический сополимер акриламида и акрилата натрия, в котором мольная доля акрилата натрия может составлять от 0,5 до 99,5%, молекулярная масса в диапазоне от 1·104 до 2·107. Дозировка синтетического сополимера акриламида и акрилата натрия составляет от 0,02 до 0,10 кг на тонну железосодержащего материала. Сополимер акриламида и акрилата натрия может быть использован в виде сухого порошка, раствора, эмульсии, суспензии или аэрозоля, в чистом виде или в смеси с дополнительным материалом.

Основным недостатком способа является высокая трудоемкость производства.

Известен способ безобжиговой переработки мелкозернистых железосодержащих отходов металлургического производства, содержащих замасленную окалину (патент RU №2292405, опубл. 27.01.2007 г.), в котором производится измельчение исходных компонентов, дозирование, смешивание исходных материалов со связующим с последующим добавлением воды, окусковывание смеси и упрочнение окускованного материала, отличающийся тем, что в исходную смесь добавляют углеродсодержащий материал, а в качестве связующего используют известь, или портландцемент, или портландцементный клинкер при следующем соотношении компонентов, мас. %: железосодержащие отходы - 35-83, связующее - 10-50, углеродсодержащий материал - 7-25, при этом содержание замасленной окалины в железосодержащих отходах составляет 36,4 или 40, или 50, или 100%.

Недостатки способа заключаются в том, что в брикетах снижается содержание железа, и способ весьма трудоемок из-за сложного состава связующего и необходимости измельчения исходных компонентов.

Известен способ подготовки железной руды к металлургической переработке (патент РФ №2463362, опубл. 10.10.2012 г.), принятый за прототип, в котором железную руду дозируют, смешивают со связующим, брикетируют методом прессования и сушат. При этом исходную железную руду рассеивают на классы крупности и для брикетирования используют класс мельче 5 мм, в качестве связующего используют серную кислоту в количестве 0,5-5 мас. % и дорзин в количестве 5-20 мл/т шихты. Перед рассевом железная руда может быть раздроблена до крупности 20 мм.

Недостатки способа в сравнительно высокой трудоемкости процесса, невозможности использовать железную руду при пониженном содержании железа в ней.

Техническим результатом является упрощение процесса, при одновременном получении окускованного материала с высоким содержанием полезного компонента.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки железных руд руду рассеивают на классы крупности, дробят, смешивают со связующим, брикетируют, сушат брикеты, при этом руду разделяют на крупный, средний и мелкий классы крупности, крупный класс подвергают сенсорной сепарации с выделением чернового концентрата и отвальных хвостов, черновой концентрат додрабливают до крупности среднего класса и подвергают магнитной сепарации с получением отвальных хвостов и концентрата; средний класс подвергают сенсорной сепарации с получением отвальных хвостов и чернового концентрата, черновой концентрат подвергают магнитной сепарации с получением отвальных хвостов и концентрата; концентраты, полученные из крупного и среднего классов, подвергают грохочению с получением подрешетного продукта с крупностью, равной крупности мелкого класса и надрешетного продукта, используемого как металлургическое сырье; мелкий класс подвергают магнитной сепарации с выделением отвальных хвостов и концентрата, концентрат объединяют с подрешетными продуктами, полученными из крупного и среднего классов и брикетируют. Концентрат магнитной сепарации мелкого класса, объединенный с подрешетными продуктами, полученными из крупного и среднего классов, может брикетироваться методом экструзии.

Способ переработчики железных руд поясняется следующими фигурами:

фиг. 1 - схема переработки железных руд;

фиг. 2 - таблица результаты переработки рядовой железной руды;

фиг. 3 - таблица результаты переработки богатой железной руды.

Способ осуществляется следующим образом. Исходная руда поступает на предварительное грохочение I фиг. 1, где ее разделяют на три класса крупности. Затем крупный класс подвергают сенсорной сепарации с выделением отвальных хвостов I и чернового концентрата I, который дробят и направляют на магнитную сепарацию II. В ходе магнитной сепарации выделяют отвальные хвосты IV и концентрат IV, который подвергают грохочению II. Надрешетный I продукт грохочения отправляют на непосредственную металлургическую переработку, а порешетный I продукт на брикетирование.

Средний класс крупности подвергают сенсорной сепарации II, в ходе которой выделяют отвальные хвосты II и черновой концентрат II. Черновой концентрат II подвергают магнитной сепарации, в ходе которой выделяют отвальные хвосты V и концентрат V. Концентрат V в ходе грохочения III разделяют на надрешетный II продукт, который транспортируют на металлургическую переработку. Подрешетный II продукт грохочения отправляют на брикетирование. Мелкий класс подвергают магнитной сепарации с выделением отвальных хвостов III и концентрата III, который поступает на брикетирование.

Брикеты используются как компонент шихты для производства чугуна и стали.

Конкретная крупность грохочения может свободно меняться в достаточно широких пределах и зависит от свойств руды и требований потребителя.

Пример 1. Исходная окисленная железная руда КМА с максимальной крупностью куска около 250 мм, содержащая около 45% железа, разделялась в ходе грохочения I на классы + 100 мм, - 100+10 мм и - 10 мм. Далее переработка производилась по схеме, приведенной на фиг. 1. Результаты разделения представлены на фиг. 2.

Пример 2. Исходная окисленная железная руда КМА с максимальной крупностью куска около 230 мм, содержащая около 56% железа, разделялась в ходе грохочения I на классы + 100 мм, - 100+10 мм и - 10 мм. Далее переработка производилась по схеме, приведенной на фиг. 1. Результаты разделения представлены на фиг. 3.

Таким образом, заявляемый способ позволяет получить окускованный материал с высоким содержанием железа, являющийся высококачественным сырьем для металлургической промышленности. Одновременно происходит упрощение процесса производства.