УДК 67.017

Л.А. Бекбаева, Б.Б Саркенов.

Карагандинский Государственный Технический Университет, Казахстан, г. Караганда

lyazzat.bekbaeva@mail.ru

 

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБЖИГА ЛИСАКОВСКОГО КОНЦЕНТРАТА С ТВЕРДЫМИ ВОССТАНОВИТЕЛЯМИ

 

Современное материаловедение обладает различными методами исследования структурного состояния материала, использование которых в том или ином случае диктуется особенностями конкретной задачи. В данной работе исследовалась структура порошковых, полученных при использовании различных добавок, варьируя технологией спекания. Кроме того, изучалось распределение элементов в материале.

 

Железная руда, твердые восстановители, мел, графит, пищевая сода.

 

Бурожелезняковые руды характеризуются трудной обогатимостью и низким содержанием железа. В промышленном масштабе используются только руды месторождения Лисаковское.

Характерной особенностью оолитовых бурожелезняковых руд Лисаковского месторождения является невысокое содержание железа (30–42 %), повышенная концентрация фосфора (0,3–0,8 %), глинозема (4,3–6,7 %), а также наличие ванадия (0,06–0,08 %) и воды 13-14 % [1-2].

Для получения более богатого по железу концентрата используют гравитационно-магнитную схему обогащения, позволяющую извлечь железо около 49 %. В существующей схеме магнетизирующего обжига в качестве восстановителя используются только твердые и газообразные восстановители. Полученный концентрат содержит свыше 55 % железа.

Твердыми восстановителями являются бурые и каменные угли, коксовая мелочь, а газообразными Н2, СО, природный и коксовый газы и т.д.  

Угли и кокс, используемые в промышленных процессах магнетизирующего обжига в качестве восстановителей, имеют ряд недостатков: высокий вынос восстановителя из печи, неравномерное восстановление руды, высокий расход восстановителя [3-4].

С целью подбора наиболее эффективного восстановителя нами проведена серия экспериментов по восстановительному обжигу ЛГМК в присутствии графита, соды и для сравнения мела. Для проведения экспериментов ЛГМК смешали в первом случае с графитом, во втором с содой и третьем случае с мелом. Приготовленные образцы подвергали термической обработке при температуре 800 °С  в течении 60 мин. После обжига с помощью магнитного сепаратора была отделена магнитная фракция от графита. Структура данной руды была исследована до и после восстановительных работ. Для изучения микроструктуры полученных образцов была использована установка сканирующего (растрового) электронного микроскопа Hitachi S-3400N фирмы, представленная на рисунке 1.

 

 

Рисунок 1 – Установка сканирующего (растрового) электронного микроскопа Hitachi S-3400N

 

Осуществлялся как количественный, так и качественный анализ. При решении задач распределения осуществляли сканирование по площадям (получение рентгеновского растрового изображения в лучах Fe) и анализ в точках (количественный). Использовали излучения элементов: Fe, C, Al, Si и других. Ускоряющее напряжение составляло 15-30 кВ. Увеличение - до 8000. Разрешающая способность локального анализа - до 1,0 мкм.

В процессе выполнения исследований учитывали, что зависимость относительной интенсивности рентгеновского излучения элемента от его содержания - нелинейная вследствие влияния основы и других факторов.

 

Weight %

 

  O-K

 Mg-K

 Al-K

 Si-K

  P-K

 Ca-K

 Fe-K

Fe K(1)_pt1

   37.2

    0.3

    3.3

    6.6

    1.1

    0.4

   51.1

 

Рис. 2. Структура руды до восстановительных работ

 

Weight %

 

  C-K

  O-K

 Mg-K

 Al-K

 Si-K

  P-K

  K-K

 Ca-K

 Mn-K

 Fe-K

Fe2O3+C  vost(2)_pt1

 

   18.4

    1.4

    0.3

    0.3

 

    0.5

    7.1

    1.3

   70.8

Fe2O3+C  vost(2)_pt2

   13.2

   23.0

 

 

 

 

 

    0.8

 

   63.0

Fe2O3+C  vost(2)_pt3

 

   25.8

    0.4

    3.7

    2.2

    1.4

 

 

 

   66.4

Fe2O3+C  vost(2)_pt4

 

   24.0

 

    2.3

    1.5

    1.1

 

 

 

   71.1

 

Рис. 3. Структура руды после восстановительных работ с графитом

 

 

Weight %

 

  O-K

 Na-K

 Mg-K

 Al-K

 Si-K

  P-K

  K-K

 Ca-K

 Fe-K

Fe+ soda(2)_pt1

   19.0

 

 

 

 

 

 

 

   81.0

Fe+ soda(2)_pt2

   24.5

   11.7

    0.1

    1.5

    0.8

    0.6

    0.3

    0.5

   60.0

Fe+ soda(2)_pt3

   13.5

 

    0.3

    0.4

 

 

    0.5

    0.8

   84.5

Fe+ soda(2)_pt4

    5.3

 

    0.4

    0.2

    0.3

 

 

    2.9

   91.0

 

Рис. 4. Структура руды после восстановительных работ с содай

 

Weight %

 

  C-K

  O-K

 Mg-K

 Al-K

 Si-K

  P-K

  K-K

 Ca-K

 Mn-K

 Fe-K

 Mo-L

Fe+ mel(2)_pt1

 

   27.0

    0.2

    3.7

    2.5

    1.1

 

    1.7

 

   63.8

 

Fe+ mel(2)_pt2

   20.5

   18.0

    0.3

    0.3

    0.6

    0.4

 

   16.3

    2.5

   41.0

 

Fe+ mel(2)_pt3

    4.4

   16.2

    0.3

    0.3

    0.4

 

    0.5

    3.8

 

   73.2

    0.8

 

Рис. 5. Структура руды после восстановительных работ с мелом

 

Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие выводы:

1. Показана возможность и целесообразность использования твердых, порошковых восстановителей в процессе термической подготовки ЛГМК к металлургическому переделу, а также представлены результаты экспериментальных исследований.

2. Выход магнитной фракции из ЛГМК.

3. Установлено, что наиболее высокой восстановительной активностью из использованных в экспременте обладает сода, так как содержание железа в некоторых отдельных участках с ее использованием составил 91 %. В свою очередь стало очевидно, что такие восстановители, как графит, мел могут быть вполнеиспользуемы, полезны и востребованы. Их процент восстановительной работы в среднем равен 70.

 

Список использованной литературы

 

1. Громов М.И., Рыбаков В.Н. Подготовка железорудного сырья к металлургическому переделу. – М.: Наука, 1973. – стр. 151–161.

2. Яницкий А.Л. Об условиях образования оолитовых железных руд лисаков­ского типа // Сб. науч. тр. Кустанайской научной сессии. Алма-Ата, Т. 2. – 1988. – стр. 78.

3. Термогравиметрическая установка с непрерывным анализом газа для исследования кинетики восстановления окислов железа газообразными восстановителями / Некрасов З.И. [и др.] Новые методы исследования черных металлов. 1989. – стр. 16–21.

4. Использование твердого восстановителя на опытно–промышленной установке обжигмагнитного обогащения Лисаковского ГОКа / Тациенко  П.А. [и др.] Обогащение руд. 1977. ╧ 3, стр. 20–23.

 

 

Bekbaeva  Lyazzat Akylbaevna, Sarkenov Beruk Beisenovuch;

Physical and chemical studies of the firing process of Lisakovskiy concentrate with solid reducing agents.;

Bekbaeva Lyazzat Akylbayevna demonstrated a high activity of soda as a result of physical and chemical research of the Lisakovsk concentrate burning with rigid regulators used in experiments, showing the percentage of iron content in separate areas of iron ore.;

Iron ore, regulators, a piece of chalk, graphite, baking soda.

 

Бекбаева Ләззат Ақылбайқызы, Саркенов Берік Бейсенұлы;

Қалыпқа келтіргіштермен Лисаковск концентратын күйдіру үрдісінің физика-химиялық зерттеулері.;

Бекбаева Ләззат Ақылбайқызы жасаған тәжірибеде қолданылған қатты қалыпқа келтіргіштермен Лисаковск концентратын күйдіру үрдісінің физика-химиялық зерттеулері негізінде ас содасының жоғары белсенділігі байқалды, осы себепті темір кенінің бөлек аудандарында темірдің проценттік мөлшері жоғары болатыны анықталды.;

Темір кені, қатты қалыпқа келтіргіштер, бор, графит, ас содасы.

 

Сведение об авторах:

1)  Бекбаева Ляззат Акылбаевна – магистрант гр.МВМ-16-2 Карагандинского Государственного Технического Университета, Казахстан, г. Караганда; сот.тел: 8 775 905 74 94; 8 708 205 14 94; lyazzat.bekbaeva@mail.ru;

Саркенов Берик Бейсенович – к.т.н., доцент, научный руководитель; сот.тел:8 701 607 25 56; sarkenovb@mail.ru.

2)  Вопросы, ответ редактора и/или направлять корректуру Бекбаевой Л. А.

 

Рецензия доктора наук

 

Адрес редакции: Казахстан, г. Алматы, ул. Сатпаева 22 904каб

 

Т.292-63-46 Эл. Почта n.fedossenko@ ntu.kz