Дробление, измельчение и классификация

Лекция 1. Черная металлургия

Доменное производство

Для обеспечения нормального хода металлургического процесса и получения чугуна, заданного сорта нужно получить шихту, состоящую из трех основных частей, взятых в заранее рассчитанном, строго определенном соотношении:

1. Железорудный материал;

2. Кокс – главный источник тепловой энергии, он выполняет также роль восстановителя (железо в рудах содержится обычно в окисленном состоянии)

3. Флюсы – материалы, необходимые для уменьшения температуры плавления пустой породы.

Любая руда или концентрат содержит большее или меньшее количество пустой породы. В состав железных руд в качестве пустой породы обычно входят следующие соединения:

Al₂O₃ (t_пл= 2040⁰C), CaO (t_пл=2570⁰C), SiO₂ (t_пл =1728⁰C), MgO

(t_пл =2800⁰C). Однако при определенных соотношениях указанных оксидов образуются легкоплавкие составы, температура плавления которых не превышает 1300^оС. Соотношение кислых и основных оксидов для этого должно быть близко к единице:

(Al₂O₃ + SiO₂): (CaO + MgO) = 1: 1

Обычно в пустой породе железных руд преобладают кислые оксиды (Al₂O₃ и SiO₂), поэтому в качестве флюсов используется известняк или известь.

Общая характеристика железных руд

Железная руда - это горные породы, содержащие железо в такой форме и в таком количестве, что его экономически целесообразно извлекать при современном уровне развития техники. К железным рудам относятся:

- красный железняк (основной минерал - гематит – Fe₂O₃) – это богатые железные руды с содержанием железа не менее 55 %, содержат небольшое количество вредных примесей.

- магнитный железняк (основной минерал - магнетит – Fe₃O₄) отличается от остальных железных руд магнитными свойствами, содержит не менее 50 % железа, но часто содержит вредные примеси, особенно серу.

- бурый железняк (основной минерал - лимонит – Fe₂O₃ х nH₂O) обычно это бедные железные руды, содержание железа не превышает 35-40 %.Часто содержат повышенное количество фосфора.

Подготовка руд к плавке

Перед загрузкой в доменную печь руду необходимо измельчить, усреднить, частично удалить пустую породу. Для этого руду подвергают той или иной подготовке.

В наиболее сложных случаях руда подвергается полному комплексу операций, который включает в себя:

1. Дробление, измельчение и классификация

2. Обогащение.

3. Усреднение.

4. Окускование.

Дробление, измельчение и классификация

Дробление проводят в несколько этапов:

- крупное дробление 1500-250 мм

- среднее дробление 250-50 мм

- мелкое дробление 50-5 мм

- измельчение до 02, -0, 4 мм.

Для дробления используют щековые (рис.1) (для крупного и среднего дробления), конусные (рис.2) (для крупного, среднего и мелкого дробления), валковые (рис.3) (для среднего и мелкого дробления), молотковые (для среднего и мелкого дробления) дробилки.

Рис.1. Схема щековой дробилки: 1-подвижная щека; 2 – неподвижная щека; З - разгрузочное отверстие; 4 - привод дробилки; 5-распорные плиты; 6-регулировочнне пластины.

Измельчение проводят в шаровых или стержневых мельницах.

Грохочение – это разделение материала на классы крупности при помощи решеток или механических сит для частиц диаметром более 1 мм.

Классификация – разделение материалов по классам крупности на основе разности скоростей падения, для частиц меньше 1 мм (бывает водная и воздушная).