Характеристика способов применения элементов коллоидных нанотехнологий в процессах прямого восстановления железорудных материалов с использованием недорогих углеродных восстановителей. Анализ преимуществ метода прямого восстановления железа и его очистки.
При низкой оригинальности работы "Коллоидные нанотехнологии в процессах прямого восстановления и обогащения железорудных материалов", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Овчаренко НАН Украины Institute of biocolloidal chemistry named by F.D. Показаны преимущества предложенного метода прямого восстановления железа и его очистки: переработка руд без их предварительного обогащения, снижение температуры обжига шихты, эффективное удаление различных примесей. It is shown that the efficiency of sintered material benefication process also can be substantially increased when colloid-chemical patterns of alkaline nanostructured formations influence on removal of impurities of silicates, phosphates, arsenates and sulfur compounds are taken into account. К тому же, при оценке известных методов прямого восстановления железа в большинстве случаев практически не обсуждается тот факт, что использование в таких процессах некачественных сырьевых материалов (содержание железа 35-45%) не имеет известных эффективных решений. Кроме того, что процесс, разработанный в Институте биоколлоидной химии НАН Украины и на Донецком металлургическом заводе [2, 4, 8-19], протекает при относительно низких температурах с высокой степенью металлизации (80-95%) за относительно короткое время (продолжительность 15-30 минут), он позволяет получать металл, без учета растворенного в нем углерода, высокой степени чистоты (до 96-98%) с относительно низким содержанием фосфора (0,005-0,06%).Кроме приведенных в таблице данных, ниже приведены дополнительные сведения о способах, которые готовятся к внедрению: Технологические преимущества предложенного процесса прямого восстановления (на 1т металла): Потребление энергии: Доменный процесс 5,7-6,0 Гкал/т - Предлагаемый метод 4,3-4,5 Гкал/т Характеристика шихты спека после восстановительного обжига по предложенному процессу: Шихта может быть порошкообразной, в виде гранул, окатышей или брикетов в зависимости от технологии подготовки, количества и вида наноразмерных добавок, а также химического и минералогического состава руды (определяется при тестовых испытаниях). Максимально ожидаемый расход наноразмерных добавок и минерализаторов обычно находится в пределах 0,1-0,5 %. В настоящее время разработано несколько видов наноразмерных добавок и минерализаторов различного назначения в зависимости от характеристик руд конкретных месторождений (необходимы тестовые испытания для выбора оптимального состава шихты).
План
Характеристика способов прямого восстановления железа
Показатели способов Сравнительные показатели разных способов и технологий
Технология Itmk3 (Cobe Stil) Способ «Midrex» Способ ДМЗ - ИБКХ
1. Температура 1350-1450 °C 1000-1100 °C выше 1000 °C
2. Тип восстановителя Коксовая мелочь Природный газ Лигнит, торф, угольные шламы
3. Содержание железа в сырьевом железосодержащем материале (концентрат, руда, отходы), % В основном 69-70 В основном 69-70 От 35 до 70
4. Содержание в металлургическом сырье, % - серы - фосфора - мышьяка < 0,06 < 0,08 < 0,04 < 0,045 < 0,06 < 0,01 до 1-3 % до 1-2 % до 0,3 %
5. Подготовка рудного сырья Измельчение до 0,04-0,1 мм многостадийное обогащение Измельчение до 0,07-0,1 мм; многостадийное обогащение Измельчение до 1-3 мм; без обогащения
1. Юсфин Ю.С., Пашков Н.Ф. Металлургия железа. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. - 464 с.
2. Коваленко И.М. Влияние наноразмерных образований на коллоидно-химические свойства горно-металлургических шламов. Автореферат дис. … к.х.н. - Киев: ИБКХ НАНУ, 2006. - 17 с.
3. Патент RU 2301708, МПК В03С1/00. Способ обогащения титаномагнетитовых руд / Рашников В.Ф., Тахаутдинов Р.С., Стариков А.И., Никифоров Б.А., Чижевский В.Б., Шавакулева О.П., Гельчинский Б.Р. - Опубл. 10.10.2005, бюл. №18. 4. Олейник В.А., Панько А.В., Ильяшов М.А., Ковзун И.Г., Проценко И.Т. Обогащение железных руд с использованием наноматериалов на основе щелочных силикатов / Металлофизика и новейшие технологии. - 2011, т. 33 - с. 587-594.
5. Ковзун И.Г., Филатов Ю.В., Ильяшов М.А., Воловик В.П. Нанотехнологии в процессах прямого восстановления железа / Металлургический компас. Украина-Мир. - 2010, № 8. - С. 21-23.
6. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия. - М.: Высшая школа, 2007. - 444 с.
7. Ковзун И.Г., Перцов Н.В., Коллоидно-химические процессы контактной самоорганизации в щелочных силикатных композициях и их взаимосвязь с образованием поверхностных наноразмерных структур / В кн. Коллоидно-химические основы нанонауки. - Киев: Академпериодика, 2005. - С. 362-412.
15. Патент UA 94360, МПК С21В1/00, 13/00 / Способ получения металлизированного продукта из железооксидного сырьевого материала, который загрязнен примесями // Ильяшов М.А., Ковзун И.Г., Проценко И.Т., Ульберг З.Р., Витер В.Г., Юшков Е.А., Гуков Ю.А., - Опуб. 26.04.2011, бюл. №8.
16. Патент UA 94685, МПК С22В1/06, 1/11, 3/06 / Способ очистки и обогащения железооксидного материала с примесями соединений мышьяка, фосфора и серы // Ковзун И.Г., Ильяшов М.А., Проценко И.Т., Ульберг З.Р., Витер В.Г., Гуков Ю.А., Юшков Е.А. - Опуб. 25.05.2011, бюл. №10.
17. Патент UA 97758, МПК C22B 1/06; 1/11; 3/08 / Способ получения железного концентрата с его одновременной очисткой от примесей соединений кремния, алюминия, фосфора, мышьяка // Ковзун И.Г., Ильяшов М.А., Проценко И.Т., Панько А.В., Ульберг З.Р., Витер В.Г., Гуков Ю.А.- Опубл. 12.03.2012, бюл. №5.
18. Патент RU 2412259, МПК C22B3/12, 1/11 / Способ очистки железной руды от мышьяка и фосфора // Ковзун И.Г., Ульберг З.Р., Проценко И.Т., Филатов Ю.В., Ильяшов М.А., Воловик В.П., Юшков Е.А., Витер В.Г. - Опубл. 20.02.2011, бюл. №5. 19. Патент RU 2413012, МПК C22B1/11, 3/12 / Способ очистки железосодержащего материала от мышьяка и фосфора // Ковзун И.Г., Ульберг З.Р., Проценко И.Т., Филатов Ю.В., Ильяшов М.А., Воловик В.П., Юшков Е.А., Витер В.Г. - Опубл. 27.02.2011, бюл. №6.
20. Будников П.П., Гинстлинг А.М. Реакции в смесях твердых веществ. - Москва: Стройиздат, 1971. - С. 395.
Рецензент: Шилов В.Н., ведущий научный сотрудник отдела макрокинетики природных дисперсных систем Института биоколлоидной химии им. Ф.Д.Овчаренко НАН Украины, доктор физ.-мат. наук, профессор
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
