Результат интеллектуальной деятельности: Способ гранулирования мелкодисперсных материалов

Изобретение относится к технике гранулирования мелкодисперсных, порошкообразных, материалов и предназначено для использования в черной металлургии, в частности для переработки доменного шлака.

Известен способ гранулирования, по которому гранулируемый шлам форсунками подают в удлиненный аппарат кипящего слоя, где высушивается в атмосфере горячих дымовых газов и одновременно гранулируется на зародышевых частицах. Скорость псевдосжижения поддерживают в 1,5-2,0 раза выше скорости начала псевдосжижения наиболее крупных зародышевых частиц. Шламы вводят в каждую температурную зону по направлению движения твердого сгранулированного материала от загрузки зародышевых частиц до выгрузки готовых гранул (SU №855036, С22В 1/24, 15.03.81., бюл. №30).

Недостатком известного способа является длительное формирование гранул за счет усложненности передела по подготовке материала к грануляции, а именно необходимость отдельного приготовления зародышей и пульпы из пыли. Кроме того, совмещение процессов образования на зародыше оболочки из пыли и сушки образующихся гранул приводит к нестабильности технологического процесса. Способ характеризуется высокими энергетическими затратами, так как пыль сначала увлажняют до образования пульпы, затем высушивают. Все это увеличивает длительность процесса грануляции.

Известен способ гранулирования пыли на тарельчатом грануляторе (Смельчанский В.Р. и др. "Утилизация мартеновской пыли, уловленной в аппаратах сухой очистки" Черная металлургия, 1982, N 7, с. 63-64).

По известному способу гранулируемый материал подают непосредственно на рабочую поверхность вращающейся тарели гранулятора, где увлажняется и окатывается в гранулы оптимальных для дальнейшей утилизации размеров 10-20 мм.

Недостатком известного способа является длительное формирование гранул за счет жесткого регламентирования процесса по угловой скорости вращения тарели, углу ее наклона, месту подачи воды и ввода материала, т.е. для осуществления данного способа грануляции и получения кондиционных гранул требуется прецезионная установка с точно заданными техническими параметрами, в противном случае выход товарных гранул снижается, что приводит к снижению производительности процесса.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ гранулирования мелкодисперсных материалов, включающий подачу увлажненного материала на вращающуюся тарель гранулятора, причем перед подачей материала на тарель к нему при перемешивании добавляют зародышевые частицы фракции 50-300 мкр в количестве 25-30% от объема всего материала (Заявка на изобретение 94008742/25, B01J 2/14, 20.08.1996).

Недостатком известного способа является длительное формирование гранул на тареле гранулятора.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является уменьшение времени образования гранул.

Поставленная задача в предлагаемом решении достигается тем, что мелкодисперсный материал, подаваемый на вращающуюся тарель гранулятора, обрабатывают 30% коллоидным раствором диоксида кремния.

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. На лабораторный тарельчатый гранулятор диаметром 0,7 м с углом наклона тарели 55°, при частоте вращения тарели 22 об/мин, подавали одновременно материал, подлежащий грануляции и коллоидный раствор диоксида кремния.

В качестве исходного подлежащего грануляции материала использовали шлак доменный череповецкий. Химический состав шлака, мас. %, представлен в таблице 1.

Гранулирование осуществляют следующим образом. Готовят шихту (вес садки 1 кг) в сферической чаше при одновременном увлажнении смеси 30% коллоидным раствором диоксида кремния. Увлажненную смесь подают на вращающуюся тарель и гранулируют с образованием кондиционных гранул. Затем полученные гранулы выгружают и определяют фракционный состав, подвергая рассеву на ситах с размером отверстий 10 и 20 мм.

Из сведений, представленных в таблице 2, следует, что при использовании в качестве увлажнителя 30% коллоидного раствора диоксида кремния, время грануляции значительно уменьшается по сравнению с прототипом, где в качестве увлажнителя используется вода. При этом наблюдается обратная зависимость от процентного содержания диоксида кремния в растворе ко времени грануляции, 30% коллоидный раствор диоксида кремния (кремнезоль) увеличивает скорость образования гранул десятикратно по сравнению с прототипом.