Способ переработки оксидов железа

 

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОКСИЦОВ ЖЕЖЗА, включающий восстанов1гтельный обжиг в газовой среде при атмосферном давлении, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности за счет упроще.ния и интенсификации процесса, обжиг осуществляют при объемном соотношении природного газа и воздуха

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 (И)

<5Р 4 С 21 В 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3675817/22-02 (22) 15.12.83 (46) 30.11.85. Бюл. М 44 (71) Ереванский политехнический институт им. К. Маркса (72) А. А. Манташян, В. А. Мартиросян, А. А. Гюльзадян, Г. Ц. Вардересян, А. С; Сукнасян и О. М. Ниазян (53) 669.421 (088.8) (56) Физико-химия прямого получения железа. М.: Наука, 1977, с. 100 — 104.

Термические методы подготовки руд и концентратов к металлургическому переделу. — В сб.: Механобрчермет, вып. 15.

М.: Металлургия, 1971, с. 76 — 79. (54) (57) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОКСИДОВ

ЖЕЛЕЗА, включающий восстановительный обжиг в газовой среде при атмосферном давлении, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности за счет упрощения и интенсификации процесса, обжиг осуществляют при объемном соотношении природного газа и воздуха (3-6):1 и температуре 400-500 С. у 1

Изобретение относится к переработке рудных концентратов и может быть использовано в восстановительных процессах для получения чистого железа.

Цель изобретения — повышение экономичности за счет упрощения и интенсификации. процесса.

При этих условиях в системе природный газ — воздух — оксид железа эа счет протекания цепной реакции окисления природного . газа возникают большие, сверхравновесных концентраций свободных радикалов и атомов, которые обладают высокой реакционной способностью и взаимодействуют с оксцдами, осуществляя сопряженную реакцию восстановления при сравнительно низких температурах.

Отходящие непрореагировавшие газы в смеси с воздухом могут быть использованы в энергетических целях для обогрева агрегатов.

Таким образом, смесь природного углеводородного газа и воздуха в соотношении (3 — 6):1 обеспечивает восстановление оксидов железа в виде порошков, концентратов и окатышей при. низких температурах (400-500 С). При соотношениях природного газа и воздуха 7:1 на образцах окатышей наблюдается выделение сажи. В этих условиях усиливается крекинговое направление разложения природного газа, соответственно усиливается сажеобразование и наблюдается замедление процесса.

При температурах ниже 400 С процесс восстановления протекает медленно,, поэтому он не технологичен. При температуре выше

500 С и при соотношениях природный газ воздух 3:1 появляется сажеобразование и процесс не технологичен.

Пример. Процесс проводят в реакторе, изготовленном из кварцевой трубки, в которую по4. мешают кварцевую лодочку с оксидами „. железа или с окатышами. Реактор обогревают электропечью. Температуру измеряют с . помощью хромель-алюмеловой термопары, помегценной в чехол из кварцевого стекла.

Природный гаэ и воздух предварительно поступают в смеситель.

Потоки газов регулируют с помощью реометров. Газовый поток после выхода из реакционной зоны пропускается через погло194891 2 тители. Нелоглощенные газы выбрасываются в атмосферу.

Для опыта используются химически чистый оксид железа (гематит), а также окатыши (Оленогорскне) размерами шариков

d = 0,8 — 1 см. Гематит весом 1 r подвергают: восстановительному обжигу в атмосфере смеси природного газа с воздухом в отношении

3:1 при 450 С в течение 1 ч. Расход смеси

10 природного газа с воздухом составляет

4,8 л/ч. Время контакта смеси. 1 = 9,8 с.

Полученные продукты подвергали рентгеГ нофазовому анализу.

Результаты анализа показали, что степень восстановления при этих условиях достигает

75 — 80%.

В остальных примерах подвергали восстановительному обжигу в атмосфере смеси природного газа с воздухом как гематит весом

1 r, так и окатыш размерами шариков

0,8 — 1 см при различных температурах и соотношениях газовой смеси в течение

1 ч. Расход смеси природного газа с воздухом во всех случаях составлял 4,8л/ч при

25 времени контакта. 1х- 8 — 10 с.

Результаты опытов приведены в таблице.

Согласно изобретению за 30 — 60 мин достигается полное восстановление. окислов до же леза. Недовосстановленная часть представляет собой вюстит и магнетит. Так при восстановлении в течение 90 — 120 мин и температуре

450 С содержание смеси магнетита и вюстита не превышает 2,5 — 1,5%.

Восстановление эффективно протекает при

400 — 500 C вместо 800, и выше по сравнению с базовым объектом-прототипом.

В предложенном способе восстановление осушествляется смесью более дешевого природного газа с воздухом при существенно пониженных температурах. Экономический эф4ц фект предложенного способа по сравнению с методом водородного восстановления увеличивается за счет того что используемый в восстановительном обжиге водород заменяется более дешевым природным газом, который

4S дешевле водорода в 10-15 раз, следовательно, расходы на восстановительные газы сокращаются соответственно во столько же .раэ.

За счет понижения температуры процесса на 350 — 400 С экономятся затраты на подоЮ грев.

1194891

Температура, Степень восста С новления, %

Соотношение

Исходный продукт восстановления

Примечение

Примеры природного газа и воздуха

75 — 80

Без сажеобразования

3:1

Гематит

75-80

450

То же

3:1

Гематит

60 — 65

3:1

Гематит

35-40

3:1

380

Гематит

3:1

70-80

С сажеобразованием

Гематит

7:1

40-45

450

То же

Гематит

30-40

5:1

Без сажеобразования

450

Гематит

450

3:1

65-70

Окатыш

То же

3:1

380

Окатыш

25 — 30

60-65

С сажеобразованием

Окатыш

3:1

700

Составитель А. Савель,ев

Техред ТДубинчак Корректор И. Эрдейи

Редактор М. Недолуженко

Заказ 7382/30 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4