Pelete - bulgări de concentrat de minereu zdrobit de formă sferică [1] .
Peleții de minereu de fier sunt un semifabricat al producției metalurgice de fier . Sunt un produs al îmbogățirii minereurilor purtătoare de fier și al peletizării și prăjirii ulterioare . Împreună cu sinterizarea , ele sunt componenta principală a părții care conține fier a încărcăturii în producția de furnal pentru producerea fontei [2] .
Datorită scăderii ponderii minereului bogat extras și creșterii constante a ponderii minereului supus valorificării , din ce în ce mai multe materii prime de minereu de fier care conțin 80–90% sau mai multe fracțiuni <0,07 mm, iar în unele cazuri <0,05 mm sunt implicate în prelucrarea metalurgică . De regulă, întreprinderile miniere și de prelucrare sunt situate la o distanță considerabilă de uzinele metalurgice . În timpul aglomerării concentratelor de minereu de fier fin divizate (cu îmbogățire adâncă) , viteza procesului scade considerabil (datorită unei scăderi accentuate a permeabilității la gaz a încărcăturii). Transportul concentratului umed la instalațiile metalurgice pentru aglomerarea ulterioară a acestuia este neprofitabil din cauza costurilor asociate cu transportul apei și dificil din cauza înghețului concentratului în timpul iernii. Producerea aglomeratului direct la instalațiile miniere și de prelucrare este nepractică din cauza rezistenței sale mecanice insuficiente.
Soluția la problema aglomerării concentratelor de minereu de fier fin divizat a fost producția de pelete de minereu de fier, propusă pentru prima dată în 1912 de Anderson (Suedia) și independent în 1913 de Brakkelsberg (Germania). Producția de pelete de minereu de fier s-a dezvoltat la începutul secolului al XX-lea în multe țări ale lumii cu ritmuri ridicate și până la începutul anilor 2000 a depășit 300 de milioane de tone/an.
Schemele de peletizare sunt o combinație a două etape de peletizare prin peletizarea unei încărcături umede în aparate speciale - peletizoare (producția de peleți bruti) și întărirea granulelor (prin prăjire sau metode de neargere) pentru a da peleților rezistența necesară depozitării, transportului. la furnalele şi topirea lor în cuptoare.
Peleții brute se formează prin peletizarea materialului de minereu de fier fin dispersat umezit într-o anumită măsură. Pulberea de minereu de fier măcinată fin aparține sistemelor dispersate hidrofile caracterizate prin interacțiune intensă cu apa. Într-un astfel de sistem, dorința de reducere a energiei este realizată prin reducerea tensiunii superficiale la limita de fază (când interacționează cu apa) și îngroșarea particulelor (ca urmare a aderenței lor). Se crede că, în general, sistemul dispersat minereu de fier material-apa are o anumită tendință termodinamică de a se peletiza [3] .
Procesul de formare a granulelor dintr-un concentrat de minereu de fier umezit este o combinație a diferitelor fenomene de umezire , saturație capilară , osmoză , umflare, dispersie de suprafață etc. Sistemul de formare a granulelor a fost dezvoltat de V. I. Korotich [4] .
De regulă, pentru producția de peleți, minereuri care nu sunt bogate în fier , se folosesc diverse deșeuri care conțin fier. Pentru a îndepărta impuritățile minerale, minereul original (brut) este zdrobit fin și îmbogățit în diferite moduri .
Procesul de fabricare a peletelor crude (necoapte) este adesea numit peletizare (sau peletizare). Încărcătura sub formă de amestec de concentrate fin divizate care conțin fier, fluxuri (aditivi care reglează compoziția produsului) și aditivi de întărire (de obicei argilă bentonită ) este umezită și peletizată în boluri rotative sau tamburi de peletizare ( granulatoare ).
Pelelele verzi trebuie să aibă o rezistență suficientă pentru a evita deformarea și fractura atunci când sunt livrate la calciner (de obicei un calciner ) , precum și o bună stabilitate termică, adică capacitatea de a nu se prăbuși în timpul calcinării. Pentru a spori aceste proprietăți, lianți sunt introduși în încărcătura peletei (în principal bentonită, precum și amestecul acesteia cu apă, var , clorură de calciu , sulfat de fier ).
Cel mai utilizat liant în producția de pelete este bentonita , care este introdusă în încărcătură într-o cantitate de 0,5-1,5% înainte de peletizare. Bentonita se distinge prin dispersie fină, capacitatea de schimb de ioni, gradul ridicat de umflare atunci când este umezită, coerență și capacitatea de a elibera treptat apă când este încălzită. Bentonita constă în principal din montmorillonit și minerale apropiate ca compoziție. Când este umezită, bentonita absoarbe intens apa, crescând în volum de 15-20 de ori. Alegerea bentonitei se datorează și capacității sale, atunci când este umezită, de a forma geluri cu o suprafață specifică extrem de dezvoltată (600–900 m² / t), care este de aproximativ 7 ori mai mare decât suprafața particulelor de alte tipuri. de lut . Bentonita crește porozitatea peletelor verzi, ceea ce afectează favorabil rata de eliminare a umidității în timpul uscării peletelor, fără a le reduce rezistența.
Ca urmare a peletizării în agregate speciale - granulatoare , se obțin particule aproape sferice cu un diametru de 10-30 mm. Se usucă la temperaturi de 150-200°C și se ard la temperaturi de 1200-1300°C pe instalații speciale - mașini de ardere . Cele mai obișnuite mașini de calcinare cu transportoare sunt un transportor de cărucioare de calcinare care se deplasează pe șine. În partea superioară a mașinii de calcinare, deasupra cărucioarelor de calcinare, se află o vatră de încălzire, în care se ard combustibili gazoși, solizi sau lichizi și se formează un purtător de căldură pentru uscarea, încălzirea și calcinarea peletelor. Există mașini de prăjire cu răcire pe peleți direct pe mașină și cu răcitor extern.
Factori care afectează calitatea peletelor brute:
Scopul prăjirii peletelor crude este de a le oferi rezistență care oferă:
În timpul prăjirii peletelor brute, au loc o serie de transformări fizice și chimice:
Ca urmare a acestor transformări, peleții capătă rezistența necesară. De asemenea, în timpul prăjirii, o parte semnificativă a contaminanților sulfurați este îndepărtată.
Când se utilizează peleți, este exclusă încărcarea separată a minereului și a fluxurilor în furnal , cantitatea de zgură este redusă semnificativ la procesarea minereurilor cu un conținut scăzut de fier. În plus, productivitatea topirii fontei într -un furnal este crescută. De asemenea, peleții sunt folosiți la topirea oțelurilor în cuptoarele cu inducție și cu arc electric .
Cu proprietăți relativ egale ale peleților și aglomeratului [6] , peletul poate fi utilizat în cazul îndepărtării industriilor miniere de consumatori.
Cererea peleților bruti înainte de încărcare în mașina de prăjire
Încărcarea peleților bruti la mașina de prăjire
Peleți calcinati în zona de descărcare din mașina de prăjire
Peleți în cala unei nave
Peleți la curtea de minereu a magazinului de furnal
Peleți de minereu de fier, fabrica Sherman, Ontario , Canada
| 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 |
| |||||||||||