(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) IntCl6: C22B 1/24 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Sposób formowania rud metalonośnych przez zbrylanie lub brykietowanie (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 23/94 (73) Uprawniony z patentu: Politechnika Wrocławska, Wrocław, PL (72) Twórcy wynalazku: Jadwiga Więckowska, Wrocław, PL Jerzy Stec, Lubin, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 12/96 (74) Pełnomocnik: Guzikowska Dorota, Politechnika Wrocławska PL B1 (57) 1. Sposób formowania rud metalonośnych przez zbrylanie, polegający na mieszaniu składników rudy i dodawaniu lepiszcza, znamienny tym, że jako lepiszcze stosuje się smołę w postaci płynnej, kwas siarkowy oraz wapno hydratyzowane albo palone, lub mocną zasadę lub popioły lotne z procesu spalania węgli albo ropy naftowej, albo jej frakcji i pozostałości lub dolomit w postaci kopaliny, po czym uzyskaną mieszaninę pozostawia w niezmienionych warunkach na czas nie krótszy niż 2 godziny, przy czym stosuje się kwas siarkowy o stężeniu od 1 do 100% oraz nie więcej niż 50% masowych lepiszcza w stosunku do rudy oraz do 20% masowych smoły.

2 Sposób formowania rud metalonośnych przez zbrylanie lub brykietowanie Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób formowania rud metalonośnych przez zbrylanie, polegający na mieszaniu składników rudy i dodawaniu lepiszcza, znamienny tym, że jako lepiszcze stosuje się smołę w postaci płynnej, kwas siarkowy oraz wapno hydratyzowane albo palone, lub mocną zasadę lub popioły lotne z procesu spalania węgli albo ropy naftowej, albo jej frakcji i pozostałości lub dolomit w postaci kopaliny, po czym uzyskaną mieszaninę pozostawia w niezmienionych warunkach na czas nie krótszy niż 2 godziny, przy czym stosuje się kwas siarkowy o stężeniu od 1 do 100% oraz nie więcej niż 50% masowych lepiszcza w stosunku do rudy oraz do 20% masowych smoły. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się do 20% masowych, w stosunku do ilości materiałów sypkich, trocin. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się wodorotlenek sodu lub potasu, lub magnezu, lub wapnia. 4. Sposób formowania rud metalonośnych przez brykietowanie, polegający na mieszaniu składników i dodawaniu lepiszcza, znamienny tym, że jako lepiszcza stosuje się smołę i kwas siarkowy oraz wapno hydratyzowane albo palone lub mocną zasadę, lub popioły lotne pochodzące ze spalania węgli, albo ropy naftowej, albo jej frakcji i pozostałości, lub dolomit w postaci kopaliny, utrzymując wilgotność do 25% i ciśnienie do 40 MPa, przy czym stosuje się kwas siarkowy o stężeniu od 1 do 100% masowych oraz nie więcej niż 50% masowych lepiszcza w stosunku do rudy oraz do 20% masowych smoły. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że stosuje się do 20% masowych trocin w stosunku do ilości materiałów sypkich. 6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że stosuje się wodorotlenek sodu lub potasu, lub wapnia, lub magnezu. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób formowania rud metalonośnych przez zbrylanie lub brykietowanie, przeznaczonych do stosowania w hutnictwie metali. Powszechnie znane i stosowane sposoby formowania rud metali polegają na ich granulowaniu, brykietowaniu lub spiekaniu. Brykietowanie rud metali polega na mieszaniu ich z lepiszczem organicznym lub nieorganicznym. Lepiszcze organiczne wytwarza na materiale brykietowym cienki film i wskutek działania ciśnienia zewnętrznego następuje adhezyjne łączenie ziarenek rudy. W przypadku zastosowaniu lepiszcza nieorganicznego, np. wapna, cementu, brykiet przez długi czas jest sezonowany i przedmuchiwany gazami zawierającymi dwutlenek węgla. W przypadku stosowania lepiszcza organicznego pojawiają się trudności z wytworzeniem odpowiednio cienkiego filmu na ziarnach materiału brykietowego. Granulowanie materiału sypkiego wymaga wytworzenia "zarodków", na których powstają o różnych średnicach granulki. Wydajność granulowania jest stosunkowo niska, zaś proces wstępnego spiekania wymaga licznych dodatkowych urządzeń oraz zużycia dużej ilości energii. Znany z opisu patentowego polskiego nr sposób zbrylania rud metalonośnych przez brykietowanie polega na tym, że miałki koncentrat rudy miesza się z ługiem posulfitowym o temperaturze 333 K, a następnie uzyskaną mieszaninę suszy się do zawartości wilgoci 4-8 % masowych, ochładza się najkorzystniej do temperatury 293 K i brykietuje.

3 Sposób ten wymaga wstępnego zagęszczenia lepiszcza. Jest to niedogodność związana z dodatkowymi operacjami i wkładem energii cieplnej. Znany jest też z innego opisu patentowego polskiego nr sposób zbrylania rud metalonośnych przez brykietowanie, polegający na mieszaniu koncentratu miedziowego z lepiszczem, którym jest rozcieńczony ług posulfitowy i odpadowy siarczan żelazowy. Wadą tego sposobu jest konieczność stosowania sił, które materiałom sypkim nadają określony kształt. Wynalazek dotyczy sposobu formowania rud metalonośnych przez zbrylanie, polegającego na mieszaniu składników rudy i dodawaniu lepiszcza. Istotą wynalazku jest to, że jako lepiszcze stosuje się smołę w postaci płynnej, kwas siarkowy oraz wapno hydratyzowane albo palone, lub mocną zasadę, lub popioły lotne z procesu spalania węgli albo ropy naftowej, albo jej frakcji i pozostałości, lub dolomit w postaci kopaliny, po czym uzyskaną mieszaninę pozostawia się w niezmienionych warunkach na czas nie krótszy niż 2 godziny, przy czym stosuje się kwas siarkowy o stężeniu od 1 do 100% oraz nie więcej niż 50% masowych lepiszcza w stosunku do rudy oraz do 20% masowych smoły. Korzystnie stosuje się do 20% masowych trocin, w stosunku do ilości materiałów sypkich, natomiast jako mocną zasadę stosuje się wodorotlenek sodu lub potas, lub magnezu, lub wapnia. Wynalazek dotyczy także sposobu formowania rud metalonośnych przez brykietowanie, polegającego na mieszaniu składników i dodawaniu lepiszcza. Istotą wynalazku jest to, że jako lepiszcza stosuje się smołę i kwas siarkowy oraz wapno hydratyzowane albo palone lub mocną zasadę, lub popioły lotne pochodzące ze spalania węgli, albo ropy naftowej, albo jej frakcji i pozostałości, lub dolomit w postaci kopaliny, utrzymując wilgotność do 25% i ciśnienie do 40 MPa, przy czym stosuje się kwas siarkowy o stężeniu od 1 do 100% masowych oraz nie więcej niż 50% masowych lepiszcza w stosunku do rudy oraz do 20% masowych smoły. Korzystne jest stosowanie do 20% masowych, w stosunku do ilości materiałów sypkich, trocin oraz stosowanie wodorotlenku sodu lub potasu, lub wapnia, lub magnezu. Sposób według wynalazku pozwala, dzięki zastosowaniu do procesu formowania lepiszcza o wymienionym składzie i warunków, na uzyskanie wytrzymałych mechanicznie kształtek i brykietów. Stosowane materiały sypkie, zarobione kwasem siarkowym, tworzą szkielet kształtki lub brykietu decydujący o ich wytrzymałości. Dodanie smoły w płynnej postaci powoduje dodatkowo powstanie filmu, który ma własności adhezyjne, zwiększające właściwości mechaniczne formowanego materiału. Nieoczekiwanie okazało się, że zastosowanie tak uformowanej rudy do procesu wytopu innych rud metalonośnych powoduje, że cały ten proces przebiega bez zakłóceń i z minimalnym zapyleniem. Dzięki temu też jest możliwe zminimalizowanie wydzielania do atmosfery dwutlenku siarki, gdyż substancje alkaliczne, stanowiące jeden ze składników lepiszcza, wiążą go. Powstający natomiast zużel jest nieagresywny chemicznie i nie stanowi zagrożenia. Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania. Przykład I. Do 90 kg rudy miedzi wprowadza się 10 kg wapna hydratyzowanego po czym całość miesza się i dodaje podgrzaną do temperatury 333 K smołę, a następnie zwilża 25% kwasem siarkowym w ilości potrzebnej do uzyskania mieszaniny o konsystencji półpłynnej, po czym jednorodną masę pozostawia się w tych warunkach 2 godziny. Po upływie tego czasu otrzymuje się o dowolnej i różnej wielkości kształtki charakteryzujące się wytrzymałością mechaniczną na rzut 100% i około 90% jednorodnością. Przykład II. Do 90 kg rudy miedzi wprowadza się 10 kg popiołów lotnych ze spalania węgla, po czym całość miesza się i dodaje podgrzaną do temperatury 333 K smołę, a następnie zwilża się 25% kwas siarkowym w ilości potrzebnej do uzyskania mieszaniny o konsystencji półpłynnej. Tak uzyskaną jednorodną masę pozostawia się w niezmienionych warunkach 2 godziny. Po upływie tego czasu otrzymuje się kształtki charakteryzujące się wytrzymałością mechaniczną na rzuty 98% i około 90% jednorodności.

4 Przykład III. Do 90 kg rudy miedzi wprowadza się 10 kg dolomitu w postaci rozdrobnionej kopaliny, po czym całość miesza się i dodaje podgrzaną do temperatury 333 K smołę, a następnie zwilża się 30% kwasem siarkowym w ilości potrzebnej do uzyskania mieszaniny o konsystencji półpłynnej. Tak uzyskaną jednorodną masę pozostawia się w niezmienionych warunkach przez 4 godziny. Otrzymuje się kształtki charakteryzujące się wytrzymałością mechaniczną na rzuty 100% i jednorodnością 90%. Przykład IV. Do 90 kg rudy cynku wprowadza się 10 kg wapna palonego, po czym postępuje jak w przykładzie I. Otrzymuje się kształtki charakteryzujące się wytrzymałością mechaniczną na rzuty 90% i jednorodnością około 85%. Przykład V. Do 90 kg rudy ołowiu i 10 kg wapna palonego dodaje się trocin, po czym wprowadza się do całości smołę ogrzaną do temperatury 333 K, miesza całość i dodaje się 50% kwas siarkowy w ilości potrzebnej do uzyskania mieszaniny o konsystencji półpłynnej. Uzyskaną mieszaninę pozostawia się w niezmienionych warunkach 20 godzin. Po upływie tego czasu otrzymuje się kształtki o różnej i dowolnej wielkości, charakteryzujące się wytrzymałością mechaniczną na rzuty 90% oraz jednorodnością około 80%. Przykład VI. Do 90 kg rudy ołowiu i 10 kg popiołu lotnego ze spalania ropy naftowej dodaje się 1 kg trocin, po czym postępuje jak w przykładzie I. Otrzymuje się kształtki charakteryzujące się wytrzymałością mechaniczną na rzuty 85% oraz jednorodnością około 80%. Przykład VII. Do 90 kg rudy srebra i 10 kg dolomitu w postaci rozdrobnionej kopaliny dodaje się 5 kg trocin, po czym wprowadza się do całości 20 kg płynnej smoły. Całość miesza się i dodaje 100% kwas siarkowy do uzyskania półpłynnej mieszaniny. Po dokładnym wymieszaniu składników, tak uzyskaną masę pozostawia się w tych warunkach 15 godzin. Po upływie tego czasu otrzymuje się kształtki charakteryzujące się wytrzymałością mechaniczną na rzuty 85% oraz jednorodnością około 80%. Przykład VIII. Do 90 kg rudy żelazowej i 20 kg wapna palonego dodaje się 20 kg trocin i wprowadza się ogrzanej do 340 K smoły. Całość miesza się i następnie dodaje 10% kwas siarkowy w ilości pozwalającej na uzyskanie masy, którą pozostawia się w tych warunkach 30 godzin. Po upływie tego czasu otrzymuje się kształtki charakteryzujące się wytrzymałością mechaniczną na rzuty 85% oraz jednorodnością około 80%. Przykład IX. Do 90 kg rudy żelazowej i 20 kg wapna palonego dodaje się 20 kg trocin, po czym wprowadza się 20 kg, ogrzanej do 340 K smoły. Całość miesza się, następnie dodaje 10% kwas siarkowy w ilości takiej aby uzyskać mieszaninę o zawartości wilgoci 15%. Uzyskaną masę, po dokładnym wymieszaniu, brykietuje się pod ciśnieniem 15 MPa. Otrzymuje się brykiety o wytrzymałości 90% i jednorodności około 85%. Przykład X. Do 90 kg rudy miedzi wprowadza się 5 kg wapna hydratyzowanego i 10 kg trocin, po czym całość miesza się i dodaje do niej podgrzaną do 340 K smołę, a następnie, po dokładnym wymieszaniu składników, wprowadza się 25% kwas siarkowy w ilości pozwalającej na otrzymanie masy o zawartości wilgoci 3%. Otrzymaną masę brykietuje się stosując ciśnienie 30 MPa. Otrzymuje się brykiety o wytrzymałości mechanicznej na rzut 100% i jednorodności około 100%. Przykład XI. Do 90 kg rudy miedzi wprowadza się 20 kg popiołu lotnego ze spalania frakcji naftowych, po czym postępuje jak w przykładzie X. Otrzymaną masę o wilgotności 10% brykietuje się pod ciśnieniem 20 MPa. Wytworzone brykiety posiadają wytrzymałość mechaniczną na rzuty 100% i jednorodność około 90%. Przykład XII. Do 90 kg rudy cynku wprowadza się 25 kg dolomitu rozdrobnionego, po czym po stępuje jak w przykładzie IX. Otrzymuje się masę o wilgotności 25%, którą brykietuje się pod ciśnieniem 35 MPa. Wytworzone brykiety posiadają wytrzymałość mechaniczną na rzuty 90% oraz 85% jednorodności. Przykład XIII. Do 90 kg rudy ołowiu wprowadza się 15 kg wapna palonego i 10 kg ogrzanej do 333 K smoły całość miesza się i dodaje 10% kwas siarkowy, w ilości takiej aby otrzymana masa zawierała 15% wilgotności. Masę tę, po dokładnym wymieszaniu, brykietuje się pod ciśnieniem 15 MPa. Otrzymuje się brykiety o wytrzymałości mechanicznej na rzuty 90% i jednorodności około 80%.

5 Przykład XIV. Do 90 kg rudy cynku wprowadza się 20 kg popiołu lotnego ze spalania węgli oraz 20 kg płynnej smoły. Całość miesza się i dodaje 25% kwas siarkowy, w ilości takiej aby otrzymana masa zawierała 3% wilgotności. Masę tę, po dokładnym wymieszaniu, brykietuje się pod ciśnieniem 40 MPa. Otrzymuje się brykiety o wytrzymałości mechanicznej na rzuty 95% i jednorodności około 85%.

6 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł.