CC BY
20
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРИСАДОК ГИДРОЛИЗНОГО ЛИГНИНА НА КОМКУЕМОСТЬ ТОНКОЗЕРНИСТЫХ МАГНЕТИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ
(Представлена научным семинаром кафедры общей химической технологии)
Железорудные окатыши являются наиболее перспективным рудным •сырьем для черной металлургии. В настоящее время рудоподготови-тельной практикой освоены два вида этой продукции: офлюсованные и неофлюсованные окатыши. В последнее время большое внимание уделяется освоению технологии производства частично восстановленных ожелезненных окатышей.
Магнетитовые концентраты глубокого обогащения самостоятельному окомкованию не поддаются вследствие повышенной влажности и малой пластичности. В качестве влагоемкого пластификатора обычно используют присадки бентонита в количестве 0,5—1,5%. Однако чрезмерное увеличение добавки бентонита приводит к существенному снижению содержания железа и уменьшению прочности окатышей.
В свете вышесказанного представляется весьма перспективным использование гидролизного лигнина, отличающегося благоприятным сочетанием таких свойств, как высокая влагоемкость, пластичность и восстановительная способность. Экономическая целесообразность замены бентонита гидролизным лигнином основана на том, что лигнин является практически неиспользуемым многотонажным отходом гидролизной промышленности. Кроме того, в отличие от балластного бентонита, присадки лигнина в конечном счете должны приводить к повышению содержания железа в обожженных окатышах.
Ниже приводятся результаты экспериментального исследования влияния присадок гидролизного лигнина Красноярского биохимического завода на комкуемость магнетитового концентрата Соколовско-Сарбай-ского горнообогатительного комбината (ССГОК).
Лигнин предварительно подсушивали и измельчали до крупности менее 0,1 мм, В опытах использовали лигнин в воздушно-сухом состоянии (влажность 4,7%)- Водно-физические свойства исследованных материалов и смесей приведены в табл. 1.
Для определения комкуемости и оптимальной влажности окомкова-ния исследованных материалов за основу были приняты уравнения 1; 2.
Том 250
1975
А. В. ВИТЮГИН, В. М. ВИТЮГИН
К =
м.м.в.
(1)
^м.К.В. - V?
м.м.в.
М7Р - W
УУ О.П.Т. - -
м.м.в.
(2)
К
где К — коэффициент комкуемости; И^м.м.в. — максимальная молекулярная влагоемкость; % М^м.к.в. ~ максимальная капиллярная влагоемкость; % И^о.п.т. — оптимальная влажность смеси перед окомкованием, %. Прямое использование уравнений (1 и 2) для смесей с участием лигнина невозможно, так как последний отличается повышенной микропо-
о
ристостью (размер пор 30 = 200А) и набухаемостью. Вода микропор
Таблица 1
Водно-физические свойства исследованных материалов
№ п. п. Материал Насыпной вес г\смъ
1 лигнин 0,29
2 концентрат ССГОК 2,11
3 99% к-т+1% лигнина 2,03
4 98% к-т+2% лигнина 1,99
5 95% к-т+5% лигнина 1 ,80 :
6 90% к-т+10% лигнина 1,47
Влагоемкость,
макс, молекулярная
макс, капиллярная
57,7 5,5 6,2 7,0 9,0 12,5
216,5 13,8 15,8 17,4 24,7 32,6
относится к скрытой капиллярной воде. Расчеты показали, что в исследованных образцах лигнина количество воды микропор составляет в среднем 84%. Это количество скрытой капиллярной воды (Т^мкв. не~ обходимо из опытной величины (И^мкв. ) вычитать для получения величины эффективной капиллярной влагоемкости. С учетом вышесказанного расчетная формула для определения коэффициента комкуемости смеси с участием лигнина (КО представляется как
т/1 __^М.М.В. /о \
~ Ш Шск?- . У - Х\У '
™ М.к.в. - V* М.К,В. Л ™ м.М.В.
где 1^'мж'в. — влага микропор лигнина, %,
х — доля участия лигнина в смеси, дол.ед.
Соответственно оптимальную влажность смеси для окомкования рассчитывали по уравнению
\у/0Рпт = . (4)
К1
Зависимости расчетных величин (К1, ^0Рп.т.) и опытных значений (И^м.м.в.) от содержания лигнина в смеси с концентратом ССГОК показаны на рис. 1.
Как и следовало ожидать, введение лигнина в смесь прямо пропорционально повышает значение максимальной молекулярной влагоемкости (прямая «а»). Изменение коэффициента комкуемости смеси в пределах добавок лигнина до 10% имеет криволинейную зависимость, так как величина (УРи.к.в.) не аддитивна. Аналогичный характер имеет и зависимость И^р/о.п.т. от количества добавок бентонита.
Для проверки установленных расчетных зависимостей проводили опыты окомкования некоторых смесей, на тарельчатом грануляторе диаметром 1 м, при высоте борта 0,1 м, угле наклона тарели 45° и окружной скорости 0,8 м]сек. Хорошее совпадение расчетной и фактической влаж-ностей смесей перед окомкованием подтверждает справедливость расчет-62
ной зависимости коэффициента комкуемости от добавки лигнина. Так, например, расчетная величина И7р/0пт. для смесей с 1% и 5% лигнина была 8,5% и 11,2%, а фактические значения составили соответственно 8,6% и 11,3%.
Визуальные наблюдения показали весьма высокую скорость оком-кования смесей концентрата с лигнином.
о.
С55
I
СЗ
а: *
сз со
¡2 10
8 |- -^-\ /0
0,9
0,8
0.? 06
О 2 А 6 8 Ш
Додавка лигнина Л %
5.
В^
сз
£
I
ас
сэ
ас
-а
§
^с сз СГ
Рис. 1. Влияние присадок лигнина на ком-куемость магнетитового концентрата ССГОК (кривая «в», на максимальную молекулярную влагоемкость смеси (кривая «а») и на оптимальную влажность окомкования смеси (кривая «б»)
Таким образом, предварительные исследования убедительно показывают на рациональность использования гидролизного лигнина в производстве железорудных окатышей. В ближайшее время предполагается провести опытно-промышленное опробование присадок лигнина при получении ожелезненных окатышей на опытной фабрике ССГОК.
ЛИТЕРАТУРА
1. В. М. В и т ю г и н, А. С. Б о г м а. Оценка комкуемости мелкозернистых материалов. Изв. ВУЗов, «Черная металлургия», № 4, 1969.
2. В. М. Витюгин, А. С. Б о г м а, П. Н. Докучаев. Расчет оптимальной влажности дисперсных материалов перед гранулированием. Изв. ВУЗов, «Черная металлургия», № 8, 1969.
