SE422334B - Forfarande for bindning av agglomerat - Google Patents

Description

7904325-5 2 gränser, exempelvis ned till 0,1 mm, ned till 0,05 mm, ned till 0,01 mm eller 0,001 mm. Dessa övre resp. nedre gränser kan avse l0O % av materialet men även ett intervall t.ex. 90, 75 eller 50 % av materialvikten. Även finare eller grövre material kan emellertid ingå i agglomeraten, förutsatt att de är agglomererbara.

Agglomereringsmetoder av olika slag kan användas, företrädes- vis rullning av partikelformigt material till kulor eller pellets i anordningar i form av trummor, koner eller tall- rikar.

Agglomerering genom rullning till kulor genomföres vanligen med tillsats av vätska, företrädesvis vatten eller vatten- lösningar av organiska eller oorganiska ämnen. Det är även möjligt att vid agglomereringen införliva andra, vid agglome- rering vanligen använda bindemedel, såsom organiska limämnen av olika slag, företrädesvis polymerer, såsom cellulosa, stärkelse, härdbara konsthartser, etc., samt oorganiska till- satser, såsom bentonit eller andra leror, kalk, cement.

Mängderna av dessa bindemedel kan hållas inom de normalt använda intervallen eller minskas, t.ex. till högst 50 eller % av de normalt använda mängderna.

Med fibrer avses enligt uppfinningen långsträckta kroppar, vilkas utsträckning i längdriktningen uppgår till minst 5, företrädesvis minst lO gånger utsträckningen i någon däremot vinkelrätt riktning. Fibrernas tvärsektionsform vinkelrätt mot längdriktningen kan variera beroende på framställninge- sättet men är företrädesvis nära cirkelrund eller med ett för- hållande största dimension:minsta dimension i tvärsektionen, som uppgår till högst 5:1, företrädesvis högst 3:1 och i synnerhet högst 2:1.

Fibrernas medeldiameter vinkelrätt mot längdriktningen kan variera inom vida gränser beroende på framställningssättet.

Företrädesvis har minst 90 % av fibrerna en tjocklek under- stigande l mm, i synnerhet understigande 0,5 mm och särskilt 7964325-3 3 understigande 0,1 mm, speciellt understigande 0,05 mm. En vanlig övre gräns för detta värde är 0,025 mm eller även 0,015 mm, i vissa fall 0,005 mm.

Vanliga värden av medelvärdet av fiberdiametern för mineral- fibrer är 1 - 10 pm och i synnerhet ca 2 - 851m, särskilt ca Slym.

Fiberlängden kan varieras beroende på det agglomererade mate- rialet. Vanliga övre gränsvärden för 100 % och företrädesvis 90 % av fibermängden är upp till 20 mm eller upp till l0 mm men även kortare fibrer, såsom upp till 5 mm eller 3 mm, kan användas. Fiberlängden avpassas tillsammans med fiberdiame- tern för formningsmetoden ifråga. En nedre gräns för fiber- längden är vanligen l mm och företrädesvis 5 mm.

Fibrerna kan framställas t.ex. genom fiberformning av smälta genom dragning genom spinndysor, genom fiberformning av en smältstråle med roterande trumma, roterande tallrik, rote- rande hjul, genom blâsning av en strâle av smälta till fibrer eller genom kombination av dessa metoder, såsom finfördelning av en stråle av smälta på ett hjul eller en tallrik kombine- rat med blâsning med munstycken.

Fibrernas sammansättning kan för mineralfibrer varieras inom vida gränser och lämpliga intervall anges i följande tabell: Si02 Al203 Ca0 Mg0 8203 Na2O - KZO 50-65 3-15 5-15 2-5 l-12 l-18 -35 10-20 40-45 2-8 - - -45 7-15 10-35 6-15 - - 50-55 6-15 25-35 2-6 - 2-3 34-44 10-20 25-41 l-18 - - 45-50 12-15 9-12 7-10 - 2-4 och -12 % Fe2O3 Ytterligare exempel anges i följande tabell. Halterna av Si02, Al203, MgO och Ca0 kan variera med 5 % över eller under 7904525-5 4 de angivna värdena och övriga beståndsdelar är valfria.

% A B C D E F G H I Si02 46 55 44 62 37 35 47 45 40 AIZO3 14 8 7 4 14 ll 14 3 10 CaO 18 30 17 7 35 39 16 43 41 Mgo s s 3 11 1o 2 - FeO 6 2,5 9 0,5 l 8 1 - Mno 1 - 0,5 - 1,0 0,5 1 g - - Na 0 2 l 13 2 l - 2 2,5 ~ KZO ' l 3 2 4 2,5 l l - B203 - - - 5 - - - - - Bao - - - 2 - - - - - Rest 4 - 13,5 0,5 - - - 4 9 I synnerhet föredrages fibrer av bergullstyp framställda av basisk bergart, t.ex. av grönsten, basalt, diabas, eventuellt med tillsats av kalk eller dolomit, företrädesvis i en mängd av upp till 30, t.ex. 10 - 20 viktprocent. Dessa kan ha följande kemiska sammansättning i viktprocent: SiO2 45, Al203 l4, Ca0 20, MgO 7, FeO 6. Halterna av dessa bestånds- delar kan variera med 35 %, företrädesvis med 310 % av de angivna haltvärdena. Övriga beståndsdelar kan vara andra oxider, såsom Mn0, Na2O3, KZO, TiO2, etc.

Mängden fibrer i agglomeraten är företrädesvis högst 20 volym- procent, i synnerhet högst 10 volymprocent och speciellt högst volymprocent, men även lägre halter, såsom högst 2 volym- procent eller högst l volymprocent, kan användas. Den lägre haltgränsen uppgår företrädesvis till minst 0,01 volymprocent, i synnerhet minst 0,05 samt speciellt 0,1 volymprocent, men även högre halter, såsom 0,5 eller 1 volymprocent, kan väljas såsom lägre haltgränser. Lämpliga haltgränsintervall är exempelvis 0,1 - 5 och särskilt 0,25 - 2,5 volymprocent.

Dessa värden är baserade på fastmaterialvolymen av de agglo- mererade partiklarna samt fibrerna. 7904325-3 De agglomererade partiklarna har företrädesvis förhållandevis sfärisk form, exempelvis en skillnad mellan största och minsta dimension av i genomsnitt högst 5:1 hos de enskilda partik- larna.

Fibrerna kan införlivas homogent inom hela agglomeratens volym eller fördelas med olika fibertäthet inom olika delar av agg- lomeraten, t.ex. i genomsnitt med mer än 50 % eller 75 % av fibervolymen inom ett ytterskikt som upptager mindre än 50 % eller mindre än 25 % av partikelvolymen.

Fibrernas riktning inom agglomeraten kan vara slumpartad eller skiktad. Mer än 50 och företrädesvis mer än 75 volymprocent av fibrerna kan vara riktade radiellt eller inom 300 från en radiell riktning i agglomeraten eller vara riktade tangen- tiellt eller inom 300 eller 600 från en tangentiell riktning i agglomeraten, om dessas form approximeras med kulform.

Agglomeraten kan även innehålla minst 25, t.ex. minst 50 och även minst 75 volymprocent av fibrerna fördelade inom fler än ett, företrädesvis två eller tre koncentriska skikt. Före- trädesvis är fibrerna inom dessa skikt anordnade slumpvis eller övervägande tangentiellt, exempelvis med mer än 50 eller mer än 75 % av fibrerna riktade inom 60 och företrädesvis inom 300 från den tangentiella riktningen. Dessa skikt upptager företrädesvis minst 10 %, t.ex. minst 25 % eller minst 50 % av agglomeratvolymen totalt, och vart och ett av skikten upptager lämpligen minst 5 %, t.ex. minst 10 % eller minst % av agglomeratvolymen. Skiktens tjockleksutsträckning i förhållande till agglomeratens radiella utsträckning kan även vara minst 5 %, t.ex. minst 10 % eller även minst 25 eller 50 % av agglomeratens radiella utsträckning från en tänkt mittpunkt räknat. Dessa uppgifter kan avse skikt med en fiberhalt som föreligger omväxlande med fiberfria skikt, eller skikt med förhöjd fiberhalt i förhållande till intill- liggande skikt.

Agglomeratens storlek, i synnerhet agglomerat framställda 790432-5-5 6 genom rullning av kulor, uppgår exempelvis till högst 50 mm, företrädesvis högst 40 mm, i synnerhet högst 30 och speciellt högst 15 mm i diameter. Agglomeratens undre diameter kan även vara exempelvis högst 2 mm, företrädesvis högst 5 mm och i synnerhet högst 8 eller högst 10 mm. Lämpliga intervall är, i synnerhet för järnmalmskulor, exempelvis 5 - 20 mm eller - 30 mm.

Fibrerna kan tillsättas helt eller delvis till det utgångs- material som agglomereras, exempelvis underkastas rullning, exempelvis tillsättas till en vattenuppslamning av partiklar före avvattning, exempelvis fina järnmalmspartiklar före av- vattning, efter malning eller anrikning eller eventuellt under anrikningen. Fibrer tillsatta till en vätskesuspension av partiklar kan underlätta avlägsnandet av vätska, t.ex. avvattning av en vattenuppslamning av malmkoncentrat. Fib- rerna kan även tillsättas helt eller delvis före eller under agglomereringen, i synnerhet rullningen till kulor. Det är även möjligt att vid rullning framställa kulor med skikt med hög fiberhalt omväxlande med skikt med låg eller ingen fiber- halt, i synnerhet om agglomereringen eller kulrullningen genomföres i flera steg med avsiktning av kulor vars storlek överstiger ett visst minimivärde i ett eller fler steg följt av fortsatt kulfullning, varvid fibrerna kan tillsättas i ett eller fler av kulrullningsstegen, företrädesvis det eller de sista kulrullningsstegen, eller mellan kulrullningsstegen.

Fibrer kan lämpligen tillsättas i en senare del av ett kul- rullningssteg, t.ex. nära utloppet från steget, så att fib- rerna införlivas i den yttre delen av det i steget påförda agglomeratskiktet, t.ex. i en cylinder, kon eller tallrik för kulrullning. Agglomereringsanordningen kan även drivas så att de större agglomeraten i chargen anrikas i en del av chargen, företrädesvis vid ytan av chargen, varvid fibrerna tillföres företrädesvis till de större eller nästan färdiga agglomeraten (kulorna). ' Det är även möjligt att tillsätta en lägre volymhalt fibrer i ett första kulrullningssteg och en högre volymhalt fibrer i 7904325-3 7 ett efterföljande kulrullningssteg.

Det är i synnerhet lämpligt att genomföra ett avslutande kul- rullningssteg eller fiberpåföringssteg, varvid fibrer inför- livas i ett ytskikt av kulan för att binda samman kulan.

Det är även möjligt att tillföra fibrer med olika sammansätt- ning och/eller dimensioner, såsom tjocklek och längd, lik- formigt homogent inom agglomeraten (med agglomerat avses härvid liksom i övrigt i samband med föreliggande uppfinning även kulor eller pellets framställda genom rullning) eller likformigt fördelade inom samma skikt av agglomeraten, eller också kan fibrer av olika sammansättning och/eller dimen- sioner användas inom olika delar av agglomeraten. Fibrerna kan innefatta dels fibrer med låg smältpunkt eller mjuknings- punkt, företrädesvis under lOOGOC och särskilt under 800°C, t.ex. 500 - 700°C, samt fibrer med hög smältpunkt eller mjukningspunkt, företrädesvis över l0OO°C och i synnerhet över l200°C, varvid dessa kan vara fördelade inom samma delar av agglomeraten eller fördelade inom olika delar av agglome- raten. Enligt en utföringsform fördelar man fibrer med låg mjukningspunkt, som möjliggör god bindning till partiklarna vid låg temperatur, inom en ytterdel av agglomeraten, even- tuellt tillsammans med fibrer med hög mjukningstemperatur, för att säkerställa god bindning vid låg temperatur, i synner- het låg-temperaturreduktion av ytterdelen av järnmalmskulor eller sintring vid låg temperatur.

Fibrerna kan tillföras till agglomeraten genom fiberfram- ställning i omedelbar närhet av tillsatsstället, t.ex. agglo- mereringsanordningen och transport av de framställda fibrerna direkt till detta ställe, exempelvis genom luft- eller gas- transport.

Det är även möjligt att modifiera fibrernas yta genom till- föring av exempelvis partikelformigt material till fibrernas yta omedelbart efter fiberformningen, när fibrerna fort- farande befinner sig i ett formbart tillstånd, så att det '7904325-3 8 tillförda partikelformiga materialet varmbindes till fibrerna.

Det påförda partikelformiga materialet kan användas för att höja friktionen mellan fibrerna och det agglomererade parti- kelformiga materialet eller utgöras av material som vid upp- hettning eller inverkan av fukt fungerar såsom bindemedel mellan fibrerna och det agglomererade materialet. Exempel på partikelformigt material som kan tillföras på fibrerna är kiseldioxid, vattenglas, kalk.

För agglomerering av malm, i synnerhet järnmalm, användes företrädesvis en fibersammansättning, som gör att slaggbil- dande beståndsdelar kan utelämnas helt eller delvis från agglomeraten eller från den beskickning i vilken agglomeraten införlivas. Exempelvis framställes på detta sätt s.k. en- gående kulor med ett önskat förhållande (Ca,Mg0):Si02 (basicitet). Basiciteten kan vara låg (sura kulor), t.ex. 0 - 0,5 eller 0,8 eller 1,0, medelhög, t.ex. 0,5 - 1,5 eller 0,8 - 1,2, och hög, t.ex. l,0 - 2,0 eller högre, t.ex. l,2 - 1,6 eller l,2 - 1,4. Även högre värden, t.ex. l,5 - 4 eller l,8 - 3,5, t.ex. 2 - 3, kan användas. Förhållandet Ca0:CaO+Mg0 kan variera t.ex. från l till 0,2 eller 0,9 - 0,4, t.ex. 0,8 - 0,5.

Claims (10)

7904325-3 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för framställning av agglomerat, företrä- desvis genom rullning av kulor, av malmer eller malmkoncent~ rat, som utgöres av malm av järn, nickel, kobolt, koppar, zink, bly eller volfram, k ä n n e t e c k n a t därav, att man i agglomeraten införlivar från 0,05 till högst 2 volym- procent av ett eller fler genom formning av en smälta till fibrer framställda mineralfibermaterial, som utgöres av slaggullsfibrer, glasfibrer och/eller bergullsfibrer, t.ex. diabasullsfibrer.

2. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k - n a t därav, att mängden fibrer är upp till l volymprocent, företrädesvis minst 0,l volymprocent samt i synnerhet minst 0,5 volymprocent.

3. Förfarande enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav, att man införlivar fibrerna i det agglomererade materialet när detta föreligger såsom en vattendispersion och/eller före och/eller under formningen av materialet till agglomerat.

4. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t därav, att fibrerna införlivas homogent i agglomeraten eller med förhöjd halt inom ett eller fler koncentriska skikt i agglomeraten, företrädesvis inom ett ytskikt av högst 50 volymprocent.

5. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t därav, att minst 90 % av fibrerna har en tjocklek under 0,05 mm, företrädesvis under 0,025 mm, i synnerhet under 0,015 mm samt företrädesvis ett medelvärde av diametern mellan l och l0/Jm, i synnerhet mellan 2 och 8;1m, samt en längd av upp till 50 mm, företrädesvis upp till 20 mm, i synnerhet upp till 10 mm eller upp till 5 mm eller upp till 3 mm. 7-904325-“3 m

6. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t därav, att man agglomererar järnmalm eller järnmalmskoncentrat, i synnerhet oxidisk innehållande en eller fler av oxiderna FeO, Fe304 och Fe2O3 samt hydrati- serade oxider, varvid mängden och sammansättningen av fibrerna företrädesvis väljes så att agglomeraten uppvisar en sammansättning, som är lämpad för en smältningsprocess, i synnerhet s.k. engående agglomerat eller agglomerat med en basicitet (Ca0+MgO/SiO2) under l, mellan l och 2 eller över 2, samt företrädesvis med ett förhållande Ca0:CaO+MgO av 0,2 till l.

7. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t därav, att man införlivar fibrerna i agglomerat framställda genom kulrullning, i synnerhet med användning av en kulrullningstrumma eller kulrullningsskiva, varvid storleken hos agglomeraten företrädesvis är högst 40 mm, t.ex. högst 15 mm, eventuellt med en minsta storlek av 2 mm, i synnerhet med agglomerat med en storlek av 10-30 mm.

8. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t därav, att man införlivar fibrerna i agglomerat, som även innehåller minst ett annat organiskt eller oorganiskt bindemedel, såsom bentonit eller andra leror, kalk, cement, företrädesvis i en mängd av högst 50 % eller högst 20 % av den normalt erforderliga mängden av sådant bindemedel.

9. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t därav, att partikelstorleken hos det agglomererade malmmaterialet är upp till l mm och i synnerhet upp till O,l mm eller upp till 0,05 mm.

10. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t därav, att man införlivar fibrer med en mjukningstemperatur som understiger 1000°C, t.ex. under- stiger 800°C, eller överstiger lO00°C, t.ex. överstiger 1200°C, eller införlivar en blandning av sådana fibrer. 7904325-3 SAMMANDRAG . Uppfinningen avser ett förfarande för framställning av agglo~ merat, i synnerhet rullning av kulor, av partikelformigt material, vilket kännetecknas av att man i agglomeraten före, under eller efter formningen införlivar ett fiberformigt material. Det partikelformiga materialet utgöres företrädesvis av ett oorganiskt material, i synnerhet malm, företrädesvis oxidisk järnmalm, och fibrerna utgöres av mineralfibrer, i synnerhet bergull, såsom diabasull,och/eller glasfibrer.