ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЖЕЛЕЗОРУДНОМ КОНЦЕНТРАТЕ, ПРОФИЛАКТИРОВАННОМ ИЗВЕСТЬЮ

Выполнены технолого-минералогические исследования железорудного концентрата мокрой магнитной сепарации до, во время и после профилактирования обожженным известняком. Показано, что вода в составе профилактированного концентрата имеет сложный гетерогенный раствор, в котором присутствуют ионы Са²⁺, (ОН)^–, Н⁺, а также коллоидно-дисперсные частицы СаО, Са(ОН)₂, Fe₂O₄ и других минералов. Установлено, что частицы минералов профилактированного концентрата образуют между собой локально ориентированные агрегаты, а вода в процессе профилактирования становится структурированной. Выполненные дифференциально-термические анализы концентрата мокрой магнитной сепарации с добавлением разного количества извести (от 4 до 14 %). Установлено, что испарение воды в концентрате начинается с двадцать четвертой минуты после добавления извести и сопровождается большим количеством тепла. При этом скорость и температура процесса испарения воды зависит от количества извести, вносимой во влажный концентрат. Проведенные исследования позволили установить, что в процессе профилактирования концентрата испарение влаги протекает более интенсивно в первые четыре часа и в зависимости от массы добавляемого обожженного известняка влажность концентрата уменьшается на 0,3 – 1,0 %. Установлено, что дальнейшее уменьшение влаги в концентрате происходит за счет скрытой теплоты кристаллизации и минералообразования. Опытным путем установлено, что полное естественное высыхание концентрата в теплое время года длится примерно 160 ‒ 250 ч (при температуре 20 °С).

1. Берсенев И.С., Клейн В.И., Зарщиков П.И., Осокин Н.А., Щеглов В.Н. Производство извести на агломерационной машине МАК-90. Сталь. 2013;4:2‒5.

2. Прохорович В.А., Заостровский А.И. По-вышение влагоемкости железорудных кон-центратов. Вестник Кузбасского государ-ственного технического университета. 2007;4:58‒59.

3. Базилевич С.В., Вегман Е.Ф. Агломерация. Москва: Металлургия, 1967:367.

4. Бережной H.H., Булычев B.В., Костин А.И. Производство железорудных окатышей. Москва: Недра. 1977:240.

5. Пат. 2425155 РФ. Способ сушки тонкоиз-мельченного железорудного концентрата / С.А. Напольских, Р.А. Гельбинг, А.Г. Суха-рев; опубл. 27.07.2011.

6. Пат. 2743951 РФ. Способ предотвращения смерзания влажного железорудного кон-центрата / Р.А. Гельбинг, Н.И. Рябов, Д.В. Рыбакин, А.Л. Мамонов, Д.Н. Волков; опубл. 01.03.2021.

7. Wang S., Guo K., Qi S., Lu L. Effect of fric-tional grinding on ore characteristics and se-lectivity of magnetic separation. Minerals En-gineering. 2018;122:251–257.

8. Sivrikaya O., Arol A.I. Use of Colemanite as an Additive in Iron Ore Pelletizing. Proceed-ing of 11th. International Mineral Processing Symposium IMPS, Belek. Antalya. 2008:1121–1127.

9. Hong C., Xing Y., Si Y.X. et al. Lime-Mediated Sewage Sludge and Gas Ash use as Metallurgy Sin-tering Ingredients. Advanced Materials Research. 2013;779-780(9):1623‒1628.

10. Gen-Sheng Feng, Sheng-Li Wu, Hong-Liang Han et al. Sintering characteristics of fluxes and their structure optimization. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. 2011:18(6):270‒276.

11. Jeong D., Kim K., Min D. W., Choi W. Freezing-Enhanced Dissolution of Iron Oxides: Effects of Inor-ganic Acid Anions. Environmental Science & Technol-ogy. 2015;49(21):12816–12822.

12. Chen H., Yi X., Yan X.S., Wang Z., Guang W.Y., Chang S.Y., Yang L., Xing Q.T., Fan Z., Ana A. Lime-Mediated Sewage Sludge and Gas Ash use as Metallurgy Sintering Ingredients. Ad-vanced Materials Research. 2013;779–780(9):1623‒1628. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.779-780.1623

13. Feng G., Wu S., Han H., Ma L., Jiang W., Liu X. Sintering characteristics of fluxes and their structure optimization. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. 2011:18(6):270‒276. http://dx.doi.org/10.1007/s12613-011-0433-x

14. Loo C.E., Ellis B.G. Changing bed bulk den sity and other process conditions during iron ore sintering. ISIJ International. 2014;54(1):19‒28. https://doi.org/10.2355/isijinternational.54.19

15. Cores A., Verdeja L.F., Ferreira S., Ruiz-Bustinza I., Mochon S. Sinterizacion de Min-eralesde Hierro. Parte 1. Teoria y Practica dee proceso. Dyna. August 2019:152-171.

16. Пермяков А.А., Кувшинникова Н.И., Калиногор-ский А.Н., Бутов П.Ю., Ганженко И.М., Осокин Н.А. Технолого-минералогические исследо-вания кинетики процессов при профилакти-ровании концентрата, производимого на Абагур-ском филиале ОАО «ЕВРАЗРУДА». В кн.: Ме-таллургия: технологии, управление, иннова-ции, качество. Труды XVII Всероссийской научно-практической конференции, 8-11 ок-тября 2013. 2013:12‒17. Новокузнецк: ИЦ СибГИУ. EDN: RUPOET.

17. Глинка Н.Л. Общая химия. Ленинград: Хи-мия. 1979:688.

18. Эйзенберг Д., Кауцман В. Структура и свойства воды. Пер. с англ. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1975:280.

19. Уэллс А. Структурная неорганическая хи-мия. Т.2. Перевод с английского. Москва: Мир. 1987:696.

20. Филатов С.В., Курунов И.Ф., Семенов О.А., Мансурова Н.Р., Кобелев В.А. Оптимизация расхода извести при вводе в аглошихту с целью повышения качества агломерата. Сталь. 2010;10:7-9.

21. Христофоров В.П. Оптимизация расхода извести при производстве агломерата в условиях ОАО «Уральская сталь». Наука и производства Урала. 2015;11:16‒19.