SU1538902A3

SU1538902A3 - Способ окомковани железорудного материала

Info

Publication number: SU1538902A3
Application number: SU864027643A
Authority: SU
Inventors: Роберт Роузен Мейер; Марлин Лоуренс
Original assignee: Юнион Карбид Корпорейшн (Фирма)
Priority date: 1985-05-21
Filing date: 1986-05-21
Publication date: 1990-01-23
Also published as: AR244745A1; ZA863798B; EP0203855A3; EP0203855B1; AU598733B2; EP0203855A2; CA1332514C; AU5758486A; ZA863797B

Abstract

Изобретение относитс к подготовке железорудных материалов к металлургическому переделу, преимущественно к производству железорудных окатышей, и может быть использовано при получении сырых железорудных окатышей с применением в качестве св зующего водорастворимых полимеров на основе полиакриламида. Цель изобретени - повышение качества сырых гранул. В качестве св зующего при получении сырых гранул используют водорастворимые высокомолекул рные полимеры в количестве 0,001-0,3 мас.% от железорудного материала, причем полимеры нанос т на материал в виде сухого порошка или эмульсии типа вода в масле. В число полимеров вход т гомополимеры, сополимеры, тройные и четвертные сополимеры. Способ предусматривает добавку к железорудному материалу неорганических солей в виде водного раствора в количестве 0,001-0,5 мас.% дл экономии полимеров. В состав неорганических солей вход т щелочь, карбонаты, галогениды и фосфаты щелочных металлов. Кроме того, дл приготовлени эмульсии используют различные нефтепродукты, минеральные масла и парафиновые углеводороды, а также поверхностно-активные вещества. 11 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относитс к подготовке железорудных материалов к металлургическому переделу, преимущественно к производству железорудных обожженных окатышей, и может быть использовано при получении сырых железорудных окатышей с применением в качестве св зующего водорастворимых полимеров на основе полиакрил- амида.

Цель изобретени - повышение качества сырых гранул.

В качестве св зующего при получении сырых гранул железорудного материала используют растворимые в воде высокомолекул рные полимеры в количестве 0,001-0,3 мас.% от железорудного материала. Эти полимеры нанос т на железорудный материал в

и

виде сухого порошка или в виде эмульсии типа вода в масле.

В число полимеров вход т растворимые в воде гомополимеры, сополимеры , тройные сополимеры и четверные сополимеры. В системе эмульсии типа вода в масле выбранный полимер получают в результате процесса полимеризации соответствующего мономера в эмульсии исходных веществ типа вода в масле. Полимеры могут быть анионными, катионными, амфо- терными или неионными. Желательным вл етс использование полимеров с высоким молекул рным весом, которые отличаютс высокой характеристической в зкостью. В число пригодных дл предлагаемого изобретени полимеров вход т синтетические виниловые полимеры и прочие полимеры, отличающиес от производных природных целлюлозных продуктов, таких как карбоксиметилцеллюлоза, гидроксиметилцеллюлоза , а также другие про-г изводные целлюлозы.

В число растворимых в воде полимеров попадают полимеры на основе полиакриламида, а также те полимеры , которые полимеризуютс при добавлении акриловых или винильных мономеров в раствор, содержащий

свободные радикалы. Обычно такие полимеры содержат ионные функциональные группы, такие как карбонильна группа, сульфамидна группа или четвертичные аммониевые

5 группы. Полимеры могут быть получены из ненасыщенных мономеров, имеющих двойные св зи этиленового типа., в число которых вход т акриламид, акрилова кислота и метакриламид.

0 Можно использовать также соли щелочных металлов или соли аммони указанных полимеров. Р Полимеры имеют следующую общую формулу

- СН-зг

R,R и R, - независимо друг от друга атом водорода или метильный радикал;

Rt - ион щелочного металла , например ион кали К+ или натри

R4 - группа -OR5, где Rj-Cj - алкильна группа, либо группа

О

II

-C-Q-R6,

- алкильна группа, либо

О

II

-С- С-F{«7

R7 - метальна или бутильна па, фенильный радикал либо за35 ,

i

мещенный фенильный радикал, либо

группа -CN, либо группа

где а лежит в пределах 5-90%, пред- почтительно в пределах JO-60%,b лежит в пределах 5-90%, предпочтительно в пределах 30-60%, с лежит в пределах 20%, при том условии, что а + b + с 100%, adпредставл ет собой целое число, лежащее в пределах

ЮОО-500000.

В некоторых услови х алкрксильные или ацилоксигруппы в полимере могут быть частично гидролизованы в соответствующие спиртовые группы, в результате чего получают четверной сополимер следующей общей формулы

, где R + - группа -OR5 или группа

-0-C-R7

о

где RЈ - ион щелочного металла, например ион натри На или К+, a f лежит в пределах 5-90%, предпочтительно в пределах 30 -60%, g лежит в пределах 5-90%, предпочтительно в пределах 30-60% при том условии,

где RЈ - ион натри Na или ион кали K%R - метильный, этильный или бутильный радикал, a f лежит в пределах 5-90%, предпочтительно в пре- {делах 30-60%, g лежит в пределах 5-90%, предпочтительно в пределах

В число прочих растворимых в во- .де полимеров вход т полимеры, полученные при гомополимеризации и со- полимеризации одного или большего

где с лежит в пределах 0,2-20%, а е ,лежит в пределах 0,1-20%.

Предпочтительные сополимеры следующей общей формулы

что f + g 100%, a d представл ет собой целое число в пределах 1000- 500000.

30

Предпочтительные тройные сополимеры следующей общей формулы

30-60%, h лежит в пределах 0,2-20%, 40 при том условии, что f + g + h 100%.

Предпочтительные четверные сополимеры следующей формулы

45

числа из следующих растворимых в воде мономеров: акриловой и метакри- ловой кислоты, солей акриловой или метакриловой кислоты общей формулы

R8 О

1° II

CH2 C-O-04R9

где R8 - атом водорода или метильна группа, a Rg - атом водорода, атом щелочного металла (например, натри или кали ), аммонийна группа, замещенна аммонийна группа общей формулы

UjlR,, I U,,l

ни

где R)0 ,R и и К,2 независимо друг от друга выбираютс из р да, состо щего из атома водорода и алкйльных групп, содержащих 1-18 атомов углерода (может оказатьс необходимым контролировать число и длину групп с длинной алкильной цепью дл того, чтобы иметь уверенность в том, что мономер будет водорастворимым). Например алкйльных групп, содержа- ших 1-3 атома углерода, ароматических групп, например бензильной группы , или оксиалкильных групп, содержащих 1-3 атома углерода, например триэтаиоламинной группы, или их смесей; акриламида и метакриламида и их производных, включа акриламид- ные и метакриламидные мономеры общей формулы

м

снг о-с-кп14 RIS

где К)г - атом водорода или мэтиль- на группа, - атом водорода или метильна или этильна группа, R15 - атом водорода, метильна группа, этильна группа или группа общей формулы -R)4S05X, где R,g - двухвалентна алкиленова , фениленова или циклоалкиленова углеводородна группа,-содержаща 1-13 атомов углерода , и предпочтительно алкиленова группа, содержаща 2-8 атомов углерода, циклоалкиленова группа, содержаща 6-8 атомов углерода, или фениленова группа и наиболее предпочтительно группа -(XCHj -CHi-, ,

o

-сн(снэ)йснй- зд

-О-9СН3

X - одновалентный катион, например атом водорода, атом щелочного ме5

0

талла (например, атом кали или натри ) , аммонийна группа или замещенна аммонийна группа общей формулы

/R,T/ /R,a/ /R,g /NH. где R,T ,R,e ,R,9 независимо друг от друга выбираютс чз р да, состо щего из атома водорода , алкильной группы, содержащей 1-18 атомов углерода (может ока0 затьс необходимым контролировать число и длину цепи групп с длинной алкильной цепью дл того, чтобы иметь уверенность в том, что мономер будет водорастворимым), напри5 мер алкйльных групп, содержащих 1-3 атомов углерода, ароматических групп, например бензильной группы, или оксиалкильных групп, содержащих 1-3 атомов углерода, например три0 этаноламиновой группы, или их смесей , а также подобных им соединений

Неорганические соли в количестве °0,001-0,5 мас.% могут быть дополнительно добавлены к концентрату железной руды перед осуществлением обработки его в гранулировочном барабане главным образом дл того, чтобы увеличить прочность на сжатие гранул в сухом состо нии. Неорганические соли, можно добавл ть как до, так после или в процессе добавлени сухого или эмульгированного полимера. Полимеры ссами по себе, в отсутствие неорганических солей,

5 увеличивают прочность сухих гранул при испытани х на сжатие, однако не в той же самой степени, что неорганические соли.

В число неорганических солей, при0 годных дл использовани ,вход т следующие соли щелочных металлов: карбонаты , галогениды или фосфаты, а также щелочи. В качестве конкретных примеров неорганических солей можно

5 привести карбонат натри , карбонат кальци СаС03, метафосфат натри ()п, где п имеет значение, равное 2 или более, хлористый натри (NaCl), а также смеси указанных соQ лей. Дл улучшени прочности гранул при испытани х на сжатие могут быть добавлены и другие - неорганические соли. Кроме того, неорганические соли могут быть добавлены в виде

5 смесей друг с другом в форме порошков или эмульсий. По мере повышени концентрации неорганической соли в концентрате минеральной руды увеличиваетс и механическа прочность

на сжатие у образующихс при этом гранул.

Предпочтительными гидрофобными жидкост ми, которые используют в указанных эмульсионных системах, вл ютс парафиновые углеводороды изо-структуры. В качестве примера пригодных дл осуществлени способа парафиновых углеводородов изо-структуры можно привести продукт, поставл емый фирмой Эксон Корпорейшн (торговое обозначение Изопар М). В число прочих гидрофобных жидкостей, используемых в качестве внешней фазы в эмульсионных системах, вход т бензол, ксилол, толуол, минеральные масла, керосины, нефть, парафиновые углеводороды, а также смеси указанных жидкостей.

В случае наиболее предпочтительного варианта осуществлени способа, который предусматривает применение полимерной св зующей системы в виде эмульсии типа вода в масле, дл

вода в масле масло в воде в результате

типа it

получени эмульсии используют два поверхностно-активных вещества. Первый поверхностно-активный агент примен ют дл образовани эмульсионной системы типа вода в масле. После образовани эмульсии типа вода в масле добавл ют второй поверхностно-активный агент. Второй поверхностно-активный агент представл ет собой растворимый в воде обращающий эмульсию агент, который очевидно дает возможность дл обращени эмульсии

в эмульсию типа контактировани ее с природной влагой, содержащейс в концентрате железной руды, или с добавленной к указанному концентрату влагой. При образовании эмульсии типа вода в масле полимер выводитс из внутренней водной фазы и по вл етс на поверхности концентрата железной руды. Подобное по вление полимера на поверхности концентрата железной руды дает возможность дл быстрого св зывани полимера с концентратом. Можно использовать также эмульсии, которые не содержат обращающих поверхностно- активных агентов.

I

Поверхностно-активные агенты, пригодные дл использовани дл получени эмульсий обычно представл ют собой растворимые в масле агенты, имеющие значение гидрофильно-лио

38902Ю

фильного баланса (ГЛБ) в пределах 1-10, а предпочтительно - в пределах 2-6. Подобные поверхностно-активные агенты обычно обозначаютс как агенты типа вода в масле. В число подход щих поверхностно-активных агентов вход т сложные эфиры кислот, например сорбитанмонолаурат, сорбиJQ танмоностеарат, сорбитанмоноолеат, сорбитантриолеат, моно- и диглице- риды, например моно- и диглицериды, получаемые в результате глицеролиза пищевых жиров, полиоксиэтилпрован15 ные сложные эфиры жирных кислот, например (4)-полиоксиэтилированный сорбитанионостеарат, полиоксиэтили- рованные линейные спирты, например Терпитол 15-S-3 и Тергитол-25-Ь-3,

20 поставл емые фирмой Юнион Карбайд Корпорейшн, сложные эфиры полиокси- этиленсорбитола, например полиокси- этиленсорбитоловые производные пчелиного воска, полиоксиэтилированные

25 спирты, например (2)-полиоксиэтили- рованный цетиловый эфир, а также подобные перечисленные вещества.

0

5

0

5

0

5

В число растворимых в воде обращающих эмульсию поверхностно-активных веществ, которые могут быть использованы , вход т полиоксиэтилен- алкилфенол, полиоксиэтилен (10) цетиловый эфир, полиоксиэтиленалкил- ароматические эфиры, производные четвертичного аммони , олеат натри , М-цетил-Н-э тилморфолинэтосульфат, лаурилсульфат натри , продукты конденсации т желых жирных кислот с окисью этилена, например продукты реакции олеинового спирта с 10 звень ми окиси гэтилена; продукты конденсации алкилфенолов и окиси этилена, например продукты реакции изооктилфенола с 12 звень ми окиси этилена; продукты конденсации аминов т желых жирных кислот с 5 или большим количеством звеньев окиси этилена; продукты конденсации окиси этилена с частичными сложными эфирами полигидроспиртов т желых жирных кислот, а также их внутренние ангидриды (маннитовый ангидрид, называемый маннитан, и сорбитовый ангидрид, называемый сорбитан). Предпочтительными поверхностно-активными агентами вл ютс этоксили- ,рованные нонилфенолы, этоксилирован- ные фенолформальдегидные смолы, а также подобные им соединени .

Преимущества использовани эмуль - сии типа вода в масле при получении гранул заключаютс в том, что количество воды, добавл емой к концентрату железной руды, значительно уменьшаетс по сравнению с количеством , требуемым дл введени полимера в виде водного раствора что в свою очередь приводит к экономии энергии при обжиге гранул. Аналогичным образом гидрофобна жидкость или масло в обращенной эмульсии типа вода в масле требует некоторых затрат энергии при осуществлении операции обжига. Выгорание капель масла из внутренней части гранул увеличивает пористость гранул примерно таким же образом, каким это происходит при сгорании органического св зующего или полимера во |внутренней части гранул. Подобное (увеличение пористости улучшает выделение вод ного пара из гранул и уменьшает степень воздействи резкого повышени температуры в процессе обжига гранул.

Дополнительные преимущества, которые достигаютс при использование дл введени полимерного св зующего в концентрат минеральной руды при операции гранулирований эмульсионной системы типа вода в масле, заключаютс з уменьшении времени контактировани , требуемого дл достаточного смешивани полимерного св зующего с концентратом железной руды. Врем контактировани полимера после того, как эмульси распылена на концентрате железкой руды долно быть лишь достаточным дл активировани полимера на поверхности концентрата железной руды. Брем контактировани может мен тьс в зависимости от используемой эмульсионной системы и от концентрации полимерного св зующего в эмульсионной системе., а также от общего количества полимерного св зующего, распыл емого на концентрат, В предпочтительном варианте осуществлени способа, согласно насто щему изобретению , достаточное врем , необходимое дл смешивани системы полимерного св зующего с концентратом железной руды, достигаетс при распылении эмульсии типа вода п масле на концентрат железной руды непосредственно перед тем местом, в котором концентрат попадает в гранулиро- вочньш барабан.

Нанесение эмульсии типа вода в

масле на концентрат минеральной руды в месте его обработки осуществл етс в результате распылени эмульсии на концентрат руды посредством любой аппаратуры дл распылени обычного типа. Неорганические соли разбрызгивают через вибробункер или посредством других средств диспергировани на поверхность концентрата железной руды и полученную ком5 позицию транспортируют по конвейеру в направлении гранулировочного барабана . В альтернативном варианте соль можно подавать в виде водных растворов, содержащих 5-40% твердо0 го продукта в зависимости от растворимости неорганической соли. Активаци полимера на поверхности концентрата железной руды осуществл етс быстро и, поскольку полиме5 ры равномерно распылены или смешаны с концентратом железной руды, врем ,, необходимое дл достижени достаточной дл качала образовани гранул степени смешени , равно примерно од-

0 ной минуте или менее.

Предлагаемое изобретение включает также применение дл обработки концентрата минеральной руды св зующих полимерных систем в форме сухих по-

5 рошкоВс В этом варианте осуществлени способа, сухие порошкообразные полимеры смешивают вместе и дополнительно с сухой неорганической солью. Образующуюс при этом порош0 кообразную композицию распыл ют на поверхность концентрата железной руды в процессе поступлени концентрата по конвейеру, в гранулировоч- ном барабане смешивают порошок с кон-

5 центратом железной руды. По истечении достаточного времени контактировани с влагой, содержащейс в концентрате железной руды, полимеры адсорбируютс на поверхности

п концентрата. Соответствующее врем контактировани может быть совсем непродолжительным, но часто оно лежит ь пределах от 1 мин до 3 ч или более,того. Дальнейшее смешивание

5 происходит в пределах гранулировочного барабана. Использование предлагаемого способа с применением сухого порошка полимера устран ет не- обходимость в оборудовании дл распыпени эмульсии. В предлагаемое изобретение включаетс также нанесение порошкообразных св зующих на .концентрат железной руды совместно с нанесением неорганической соли в виде водного раствора.

Claims

1. Способ окомковани железорудного материала, включающий смешивание указанного материала с водорастворимыми полимерами на основе поли- - СНо-С - -

R:

R4

где R,R и R3 - независимо друг от друга атом водорода или метильный радикал;

-ион щелочного металла , например, ион натри N3 или кали

-группа -OR5,

где R5-Cj- алкильна группа, либо группа общей формулы

О

и

-00-R6

где Rfe-C6 - алкильна группа,либо група общей формулы -0-C-RT , где RT - метильна либо бутильна группа, фенильный радикал, либо замещенный

где R4 - группа -OR5 или группа

О

II

-C-C-R7

где с лежит в пределах 0,2-20%, а лежит в пределах 0,1-20%.

акриламида, окомкование смеси с получением сырых гранул и их упрочн ющий обжиг, отличающийс тем, что, с целью повышени качества сырых гранул, указанные полимеры в количестве 0,001-0,3 мас.% от железорудного материала нанос т на материал в виде сухого порошка или в

виде эмульсии типа вода в масле.

i

2. Способ по п. 1, отличающийс тем, что полимеры имеют следующую общую формулу

Jb

d

фенильный радикал, либо группа CN, 25 .либо группа

где а лежит в пределах 5-90%, пред- , почтительно в пределах 30-60%, b лежит в пределах 5-90%, предпочтитель- . но в пределах 30-60%, с лежит в пределах до 20%, при том условии, что сумма а + b + с 100%, a d представл ет собой целое число, лежащее в пределах 1000-500000.

3. Способ по п. 2, .о т л и ч а- ю щ и и с тем, что полимеры представл ют собой четверные сополимеры следующей общей формулы I

4. Способ по п. 3, отличающийс тем, что полимеры сос- то т из мономерных звеньев акрилами- да , акрилата натри , винилаце- jTara и смесей указанных мономеров .

5. Способ по п. отличающийс тем, что полимер состоит из мономерных звеньев акриламида и метакриламида и их производных общей формулы

СНгЫ

RK

атом водорода или метиль- на группа;

где R

о

R,+ - атом водорода, метильна

R

5

где R

16

группа или этильна группа;

водорода, метильна щ группа, этильна группа,

или группа -R #,

-двухвалентна углеводородна группа с С.,-С13 ,

X - одновалентный катион. 20

6.Способ по п. 1, отличающийс тем, что, с целью экономии полимеров, к железнорудному материалу добавл ют неорганическую

соль. .25

7.Способ поп. 6, отлича- ю щ и и с тем, что неорганическую соль добавл ют в количестве 0,001- 0,5 мас.%.

0

8.Способ по пп. 6и 7, отличающийс тем, что неорганическую соль добавл ют в виде водного раствора.

9.Способ по п. 8, отличающийс тем, что неорганическа соль представл ет собой щелочь или карбонаты, галогениды и фосфаты щелочных металлов.

10.Способ по п. 9, о т л и ч а- ю щ и и с тем, что неорганическа соль представл ет собой карбонат натри , карбонат кальци , хлористый натрий, метафосфат натри и смеси этих солей.

ю щ вода

11.Способ по п. 1, отлича- и и с тем, что эмульси типа

в масле содержит в виде масл ной фазы бензол, ксилол, толуол, минеральные масла, керосины, парафиновые углеводороды, нефтепродукты, изопар № или смеси указанных продуктов .

12.Способ по п. 1, отличающийс тем, что эмульси содержит обращающий ее поверхностно- активный агент.