Peletizarea (peletizarea) este procesul de aglomerare a materialelor umezite fin divizate, pe baza capacității acestora de a forma granule sferice ( peleți ) în timpul rulării [1] .
Procesul de peletizare a căpătat relevanță în dezvoltarea zăcămintelor minerale relativ sărace. În acest caz, minereul este de obicei măcinat fin pentru a expune mineralele utile, ceea ce, la rândul său, are ca rezultat concentrate cu granulație fină care nu sunt potrivite pentru aglomerare . Metoda de peletizare a materialelor fine în vrac a fost brevetată pentru prima dată de A. Andersen ( Suedia ) în 1912 . În URSS, primele studii privind peletizarea concentratelor datează din 1930 . În URSS, prima fabrică de peletizare la Sokolovsko-Sarbaisky GOKe pentru producerea de pelete din concentrate de magnetit [2] .
Peletizarea este utilizată pentru prepararea materialelor fin divizate și prăfuite pentru metalurgie , prelucrarea și transportul lor pe distanțe mari. Peletizarea a primit o distribuție predominantă pentru concentratele de minereu de fier . Peletizarea este, de asemenea, supusă la concentrate de crom , fosfor și fluorit , iar în unele cazuri și concentrate de minereuri de metale neferoase . Peletizarea este cea mai potrivită modalitate de aglomerare a concentratelor fin divizate (mai puțin de 0,07 mm) [1] .
Atunci când concentratele de minereu de fier sunt peletizate în granulatoare speciale , se obțin pelete brute , de regulă, cu diametrul de 10-15 mm, care sunt apoi arse pe mașini de prăjire pentru călire. Pe viitor, peleții sunt utilizați ca o componentă a încărcăturii pentru furnalele în producția de fontă , precum și aditivi în producția de oțel prin diferite metode. Este posibil să se obțină pelete parțial reduse și metalizate în unități speciale (proces DRI).
Bentonita , varul stins , clorura de calciu si sodiu , sulfatul feros etc . sunt folosite ca aditivi de legare pentru producerea de pelete .
Peletizarea materialelor în vrac poate fi utilizată ca etapă tehnologică în alte procese metalurgice. De exemplu, taxa pentru producerea de sinterizare este, de asemenea, supusă peletizării înainte de a fi încărcată pe mașina de sinterizare .
Pulberea de minereu de fier zdrobită poate fi atribuită sistemelor dispersate hidrofile caracterizate printr-o interacțiune intensă cu apa. Într-un astfel de sistem, dorința de reducere a energiei se realizează atât prin reducerea tensiunii superficiale la limita de fază (când interacționează cu apa), cât și prin îngroșarea particulelor (ca urmare a aderenței lor). Astfel, putem presupune că, în general, sistemul dispersat „material de minereu de fier – apă” are o anumită tendință termodinamică de peletizare.
Factorul principal care determină rezistența de aderență a particulelor în stare umedă este suprafața specifică a materialelor, care este în mare măsură legată de conținutul celor mai fine fracțiuni. Un alt factor important care afectează peletizarea este conținutul de umiditate din încărcătură. Deci, de exemplu, un concentrat obținut prin flotație sau îmbogățire în separatoare cu șurub din minereuri cristaline nemagnetice (de exemplu, specularită ), datorită dimensiunii relativ mari a granulelor a structurii lamelare sau a prezenței unui film hidrofob de reactivi de flotație pe acestea, are cea mai slabă gradabilitate, drept urmare astfel de materiale sunt zdrobite înainte de peletizare [3] .
Pentru a obține peleți bruti din concentrate de minereu de fier divizate fin, la fabricile de peletizare sunt instalate peletizoare cu tambur sau bol (în formă de vas) [4] [5] (vezi ilustrațiile).
Etapa inițială a producției de peleți poate fi reprezentată ca un proces de învăluire a unei picături de apă cu un amestec care a căzut pe ea, datorită forțelor de tensiune superficială ale picăturii de apă. Foarte simplist, acesta este similar cu procesul de rulare a prafului în bile atunci când începe să plouă. Odată cu continuarea mișcării materialului în vrac într-un tambur sau bol rotativ, nucleele inițiale sunt rulate cu materiale de încărcare până se formează granule (pelete) de formă sferică cu un diametru de 8-18 mm. În viitor, se menține un proces de peletizare continuu (în stare staționară) datorită vărsării și impactului constant al nucleelor de peleți asupra unui strat de materiale de încărcare nepeletizate [5] .
Pentru a asigura o rezistență care să îndeplinească cerințele de topire în furnal , peleții sunt supuși la ardere de întărire la o temperatură de aproximativ 1300 ° C timp de 5-10 minute, cel mai adesea pe mașini transportoare similare mașinilor de sinterizare . Întărirea peletelor în timpul prăjirii lor se realizează ca urmare a coacerii particulelor mici de minereu între ele, fie fără o fază lichidă (topită), fie cu cantitatea minimă a acesteia. În procesul de ardere a granulelor, calcarul se disociază, cea mai mare parte a sulfului este îndepărtată, se formează noi minerale (silicați, ferite de calciu etc.) [1] .
Peletizatoarele cu tambur pentru peleți sunt instalate într-un ciclu închis cu sită și produsul subdimensionat (finele) este trimis înapoi în tambur pentru recirculare, ceea ce accelerează formarea peleților. Cantitatea optimă de sarcină circulantă este de 100-150% din capacitatea peletizatorului. Poate ajunge până la 300%. Când sarcina de circulație este mai mică de 100%, peleții au o rezistență mai mică, iar dacă depășește 300%, peleții finiți vor conține o cantitate inacceptabilă de fine. Productivitatea specifică a peletizatoarelor cu tambur este de 0,6-0,8 t/m 2 pe oră - raportul dintre productivitatea orară și suprafața de peletizare a materialului (adică față de zona suprafeței interioare a tamburului).
Peletizatoarele cu bol sunt utilizate pentru peletizarea încărcăturii monocomponente, bine aglomerate, cu proprietăți fizice, chimice și mineralogice constante. În acest caz, peletizoarele cu bol pot produce peleți clasificați în funcție de dimensiune, ceea ce face posibilă desfășurarea procesului tehnologic fără sarcină de circulație și screening. Acest lucru simplifică schema de circuit a aparatelor și amenajarea și soluțiile de proiectare tehnologică pentru construcția atelierului de peletizare. Utilizarea peletizoarelor cu bol la acele fabrici, unde este acceptabilă prin tehnologie, face posibilă reducerea numărului de echipamente pentru fiecare linie de producție, a încărcăturii asupra structurilor de susținere a clădirii, precum și a capacității de ridicare a macaralelor de serviciu. Peletizoarele cu bol au o productivitate specifică mai mare (2-3 t/m 2 ) comparativ cu peletizatoarele cu tambur [6] .
| Metalurgia feroasă | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Concepte generale Metale negre Aliaj Fabrica de Siderurgie Complex metalurgic Istoria producerii și utilizării fierului | ||||||||||||
Procesele de bază |
| |||||||||||
Unități principale |
| |||||||||||
| Principalele produse și materiale |
| |||||||||||