Pelletisering (pelletisering) är processen för agglomerering av fuktade finfördelade material, baserat på deras förmåga att bilda sfäriska granuler ( pellets ) under valsning [1] .
Pelletiseringsprocessen har fått relevans i utvecklingen av relativt dåliga mineralfyndigheter. I det här fallet finmals malmen vanligtvis för att exponera användbara mineraler, vilket i sin tur resulterar i att finkorniga koncentrat inte lämpar sig för agglomerering . Metoden att pelletisera fina bulkmaterial patenterades första gången av A. Andersen ( Sverige ) 1912 . I Sovjetunionen går de första studierna om pelletisering av koncentrat tillbaka till 1930 . I Sovjetunionen, den första pelletsanläggningen vid Sokolovsko-Sarbaisky GOKe för tillverkning av pellets från magnetitkoncentrat [ 2] .
Pelletisering används för att förbereda finfördelade och dammiga material för metallurgi , bearbetning och transport av dem över långa avstånd. Pelletisering har fått en dominerande distribution för järnmalmskoncentrat . Pelletisering utsätts också för krom- , fosfor- och fluoritkoncentrat , och i vissa fall även koncentrat av icke- järnhaltiga metallmalmer . Pelletisering är det lämpligaste sättet att agglomerera finfördelade koncentrat (mindre än 0,07 mm) [1] .
När järnmalmskoncentrat pelletiseras i speciella pelletsmaskiner ( granulatorer ), erhålls som regel råpellets med en diameter på 10-15 mm, som sedan bränns på rostmaskiner för härdning. I framtiden används pellets som en del av laddningen för masugnar vid tillverkning av tackjärn , samt tillsatser vid tillverkning av stål med olika metoder. Det är möjligt att få delvis reducerade och metalliserade pellets i specialenheter (DRI-process).
Bentonit , släckt kalk , kalcium- och natriumklorid , järnsulfat etc. används som bindemedel för framställning av pellets .
Pelletisering av bulkmaterial kan användas som ett tekniskt steg i andra metallurgiska processer. Till exempel utsätts även laddningen för tillverkning av sinter för pelletisering innan den laddas på sintermaskinen .
Krossat järnmalmspulver kan tillskrivas hydrofila dispergerade system som kännetecknas av intensiv interaktion med vatten. I ett sådant system förverkligas önskan att minska energin både genom att minska ytspänningen vid fasgränsen (vid interaktion med vatten) och genom att förgrova partiklarna (som ett resultat av deras vidhäftning). Sålunda kan vi anta att det dispergerade systemet "järnmalmsmaterial - vatten" i allmänhet har en viss termodynamisk tendens att pelletiseras.
Den ledande faktorn som bestämmer vidhäftningsstyrkan för partiklar i vått tillstånd är den specifika ytan av materialen, som till stor del är relaterad till innehållet i de finaste fraktionerna. En annan viktig faktor som påverkar pelletiseringen är fukthalten i laddningen. Så, till exempel, ett koncentrat som erhållits genom flotation eller anrikning i skruvseparatorer från kristallina omagnetiska malmer (till exempel spekularit ), på grund av den relativt stora kornstorleken hos den lamellära strukturen eller närvaron av en hydrofob film av flotationsreagenser på dem, har den sämsta klumpbarheten, som ett resultat av vilket sådana material krossas före pelletisering [3] .
För att få råa pellets från finfördelade järnmalmskoncentrat, installeras trum- eller skålformade pellets vid pelletsfabriker [4] [5] (se illustrationer).
Det inledande skedet av pelletstillverkning kan representeras som en process för att omsluta en vattendroppe med en blandning som har fallit på den, på grund av vattendroppens ytspänningskrafter. Mycket förenklat, detta liknar processen då damm rullar till bollar när det börjar regna. Med fortsättningen av rörelsen av bulkmaterial i en roterande trumma eller skål rullas de initiala kärnorna med laddningsmaterial tills granuler (pellets) av sfärisk form med en diameter på 8–18 mm bildas. I framtiden upprätthålls en kontinuerlig (steady-state) pelletiseringsprocess på grund av den ständiga utgjutningen och påverkan av pelletskärnor på ett lager av icke-pelletiserade laddningsmaterial [5] .
För att säkerställa en hållfasthet som uppfyller kraven för masugnssmältning , utsätts pelletsen för härdningsbränning vid en temperatur på cirka 1300°C i 5-10 minuter, oftast på transportörmaskiner som liknar sintringsmaskiner . Härdning av pellets under deras rostning uppnås som ett resultat av att små malmpartiklar bakas till varandra antingen utan en flytande fas (smälta), eller med dess minsta mängd. I processen att elda pellets lossnar kalkstenen, det mesta av svavlet avlägsnas och nya mineraler (silikater, kalciumferriter etc.) bildas [1] .
Trumpellets för pellets installeras i en sluten cykel med en sikt och underdimensionsprodukten (finmaterial) skickas tillbaka till trumman för återcirkulation, vilket påskyndar bildandet av pellets. Den optimala mängden cirkulerande belastning är 100-150 % av pelletsmaskinens kapacitet. Det kan nå upp till 300 %. När den cirkulerande belastningen är mindre än 100 % har pelletsen en lägre hållfasthet, och om den överstiger 300 % kommer de färdiga pelletsen att innehålla en oacceptabel mängd fina partiklar. Den specifika produktiviteten för trumpelletiseringsanordningar är 0,6-0,8 t/m 2 per timme - förhållandet mellan timproduktiviteten och ytarean av materialpelletisering (det vill säga till området för trummans inre yta).
Skålpelleteringsapparater används för pelletisering av enkomponents, välklumpad laddning med konstanta fysikaliska, kemiska och mineralogiska egenskaper. I det här fallet kan skålpelletiserare producera pellets klassificerade efter storlek, vilket gör det möjligt att utföra den tekniska processen utan cirkulerande belastning och sållning. Detta förenklar kretsschemat för apparaterna och layouten och tekniska designlösningar för byggandet av pelletsverkstaden. Användningen av skålpelletiserare på de fabriker, där det är acceptabelt av teknologin, gör det möjligt att minska antalet utrustningar för varje produktionslinje, belastningen på byggnadens bärande strukturer, såväl som lyftkapaciteten hos servicekranar. Skålpelleteringsapparater har en högre specifik produktivitet (2-3 t/m 2 ) jämfört med trumpelletsapparater [6] .
| Järnmetallurgi | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Allmänna begrepp Svarta metaller Legering Järn- och stålverk Metallurgiskt komplex Historien om produktion och användning av järn | ||||||||||||
| Kärnprocesser _ |
| |||||||||||
| Huvudenheter _ |
| |||||||||||
| Huvudprodukter och material |
| |||||||||||