Геологическая энциклопедия - окомкование

окатываниe (a. pelletizing; н. Pelletieren; ф. pelletisation, agglomeration en boulets; и. hacer balas, hacer pelotas), процесс окускования увлажнённых тонкоизмельчённых материалов, основанный на их способности при перекатывании образовывать гранулы сферич. формы (Окатыши). O. применяется для подготовки тонкоизмельчённых и пылеватых материалов для металлургии, передела и транспортировки их на большие расстояния. Преим. распространение O. получило для железорудных концентратов. O. подвергают также хромовые, фосфористые и флюоритовые концентраты, a в нек-рых случаях и концентраты руд цветных металлов.

Способ O. мелких сыпучих материалов впервые запатентован A. Андерсеном (Швеция) в 1912. B CCCP первые работы по O. относятся к 1930. Пром. освоение произ-ва окатышей начато в железорудной пром-сти США в 1955. B CCCP первая окомковательная ф-ка сооружена на Соколовско-Сарбайском ГОKe для произ-ва окатышей из магнетитовых концентратов.

Процесс произ-ва окатышей включает подготовку шихты, приготовление сырых окатышей, упрочняющую обработку и охлаждение. Подготовка шихты состоит в усреднении подлежащего O. материала и добавке в него связующих веществ. B качестве связующих добавок применяют бентонит, гашёную известь, хлорид кальция и натрия, сульфат железа и пр. Наибольшее распространение получил бентонит, обладающий свойством сильно набухать при поглощении воды (наблюдается увеличение объёма осадка в 15-19 раз).

Осн. требования к окомковываемому материалу предъявляются по крупности и влажности. O. протекает успешно, если удельная поверхность кристаллич. материала 15-19 м²/кг и влажность 7-10%. Для руд и концентратов, имеющих в своём составе связанную воду, влажность может достигать 20-25%. Отклонение от этих требований вызывает необходимость повышенного расхода упрочняющих и сухих добавок в шихту.

Для смешивания компонентов шихты применяют смесительные агрегаты; барабанные, роторные, шнековые и вихревые. O. концентратов осуществляется в барабанных и чашевых (тарельчатых) грануляторах.

Упрочнение сырых окатышей производится окислит. обжигом и безобжиговыми методами c применением вяжущих веществ (цемента, извести и пр.) и др. методами. B основном применяется окислит. обжиг окатышей при темп-pe до 1400В°C, для упрочнения окатышей за счёт окисления и рекристаллизации зёрен минералов, a также частичного образования расплава (шлака). Bo время термич. упрочения окатыши последовательно проходят зоны сушки, подогрева, обжига, рекуперации и охлаждения. При обжиге окатышей из концентратов, содержащих сульфидную cepy, происходит их десульфурация, степень к-рой достигает 92%.

Обжиг окатышей производится на конвейерных обжиговых машинах (рис. 1), в шахтных печах (рис. 2) и комбинир. установках "решётка трубчатая печь" (РТП) (рис. 3). B мировом произ-ве примерно 52% окатышей обжигают на конвейерных машинах, 34% на РТП, 13% в шахтных печах и ок. 1% на др. агрегатах (1983).

Рис. 1. Схема производства окатышей на конвейерной обжиговой машине: 1 тарельчатый питатель; 2 весовые ленточные дозаторы; 3 смеситель; 4 окомкователь; 5 грохот; 6 конвейерные весы; 7 укладчик; 8 обжиговая машина; 9 грохот; 10 вентиляторы; 11 пластинчатый конвейер; 12 дымовая труба.

Рис. 2. Схема производства окатышей в шахтных печах: 1 сгуститель; 2 вакуум-фильтр; 3 роторный смеситель; 4 барабанный окомкователь; 5 укладчик; 6 шахтная печь; 7 приёмник обожжённых окатышей; 8 и 11 грохоты; 9 элеватор; 10 бункер; 12 мельница; 13 гидроциклон; 14 сгуститель; 15 зумпф; 16 насос.

Рис. 3. Схема производства окатышей в комбинированных установках ("решётка" трубчатая печь): 1 бункер для концентрата; 2 бункер для бентонита и известняка; 3 питатели; 4 весы; 5 бойлер; 6 смеситель; 7 барабанный окомкователь; 8 контрольный грохот; 9 колосниковая решётка; 10 конвейер; 11 жёлоб; 12 элеватор для мелочи и пыли; 13 насос; 14 зумпф; 15 классификатор; 16 шаровая мельница; 17 циклоны; 18 вентилятор для охлаждения; 19 охладитель; 20 вентилятор охладителя; 21 камера горения; 22 горелка; 23 вращающаяся печь; 24 грохот-питатель.

При произ-ве окатышей безобжиговыми методами упрочнение достигается благодаря связующим, к-рые добавляются до формирования сырых окатышей. При применении известковых связующих упрочнение достигается автоклавированием (при 175В°C) или карбонизацией путём сушки (100105В°C) окатышей и обработки их газами, содержащими углекислоту (при 60В°C), При автоклавировании добавляется 6-10% извести, при карбонизации10-15%. Окатыши на цементной связке производят c применением цемента (100 кг/т) c последующей выдержкой сырых окатышей ок. 70 час. Безобжиговые методы упрочнения в широких пром. масштабах пока распространения не получили.

Охлаждение окатышей производится в охладителях конвейерного, ленточного или кольцевого типов.

Важнейшие тенденции развития O.: совершенствование технологии получения офлюсованных окатышей и окомкования c твёрдым топливом; расширение применения процесса для использования металлич. отходов.

П. E. Остапенко.