Мінералогічні дослідження залізорудних окатишів у НДПІ "Механобрчормет”
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Записки Українського мінералогічного товариства |
|---|---|
| Datum: | 2011 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Українське мінералогічне товариство
2011
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57333 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Мінералогічні дослідження залізорудних окатишів у НДПІ "Механобрчормет” / С.М. Зима, І.Ф. Дворніченко // Записки Українського мінералогічного товариства. — 2011. — Т. 8. — С. 89-92. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-57333 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Зима, С.М. Дворніченко, І.Ф. 2014-03-07T18:20:41Z 2014-03-07T18:20:41Z 2011 Мінералогічні дослідження залізорудних окатишів у НДПІ "Механобрчормет” / С.М. Зима, І.Ф. Дворніченко // Записки Українського мінералогічного товариства. — 2011. — Т. 8. — С. 89-92. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. 2218-7472 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57333 553.08 uk Українське мінералогічне товариство Записки Українського мінералогічного товариства Матеріали VIII з’їзду Українського мінералогічного товариства Мінералогічні дослідження залізорудних окатишів у НДПІ "Механобрчормет” Mineralogical researches of iron-ore pellets in the “Mekhanobrchermet” Institute Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Мінералогічні дослідження залізорудних окатишів у НДПІ "Механобрчормет” |
| spellingShingle |
Мінералогічні дослідження залізорудних окатишів у НДПІ "Механобрчормет” Зима, С.М. Дворніченко, І.Ф. Матеріали VIII з’їзду Українського мінералогічного товариства |
| title_short |
Мінералогічні дослідження залізорудних окатишів у НДПІ "Механобрчормет” |
| title_full |
Мінералогічні дослідження залізорудних окатишів у НДПІ "Механобрчормет” |
| title_fullStr |
Мінералогічні дослідження залізорудних окатишів у НДПІ "Механобрчормет” |
| title_full_unstemmed |
Мінералогічні дослідження залізорудних окатишів у НДПІ "Механобрчормет” |
| title_sort |
мінералогічні дослідження залізорудних окатишів у ндпі "механобрчормет” |
| author |
Зима, С.М. Дворніченко, І.Ф. |
| author_facet |
Зима, С.М. Дворніченко, І.Ф. |
| topic |
Матеріали VIII з’їзду Українського мінералогічного товариства |
| topic_facet |
Матеріали VIII з’їзду Українського мінералогічного товариства |
| publishDate |
2011 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Записки Українського мінералогічного товариства |
| publisher |
Українське мінералогічне товариство |
| format |
Article |
| title_alt |
Mineralogical researches of iron-ore pellets in the “Mekhanobrchermet” Institute |
| issn |
2218-7472 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57333 |
| citation_txt |
Мінералогічні дослідження залізорудних окатишів у НДПІ "Механобрчормет” / С.М. Зима, І.Ф. Дворніченко // Записки Українського мінералогічного товариства. — 2011. — Т. 8. — С. 89-92. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT zimasm míneralogíčnídoslídžennâzalízorudnihokatišívundpímehanobrčormet AT dvorníčenkoíf míneralogíčnídoslídžennâzalízorudnihokatišívundpímehanobrčormet AT zimasm mineralogicalresearchesofironorepelletsinthemekhanobrchermetinstitute AT dvorníčenkoíf mineralogicalresearchesofironorepelletsinthemekhanobrchermetinstitute |
| first_indexed |
2025-11-24T05:40:10Z |
| last_indexed |
2025-11-24T05:40:10Z |
| _version_ |
1850842703132098560 |
| fulltext |
8�ISSN 2218-7472. Записки Українського мінералогічного товариства. 2011, том 8
НДПІ “Механобрчормет” є головним у галузі з розроб-
ки технології отримання огрудкованої сировини із залі-
зорудних концентратів. За розробленими схемами і реко-
мендаціями на цей час виробляють окатиші (котуни) на
огрудкувальних фабриках усіх залізорудних гірничозба-
гачувальних комбінатів (ГЗК) в Україні і багатьох — у
ближньому зарубіжжі. В інституті понад 50 років вико-
нують науково-дослідні роботи зі створення і розвитку
теорії зміцнення залізорудних окатишів під час випалю-
вання, виявлення чинників, що впливають на їх міцність
і металургійні властивості, а також з вивчення при цьо-
му рудних і нерудних мінералів, участь їх у формуванні
структур, що забезпечують високу міцність і оптимальні
металургійні властивості окатишів (котунів).
У зазначених роботах використаний великий обсяг
петрографічних досліджень, що відстежують зміну скла-
ду окатишів і формування їх структури в процесі окисно-
го випалу.
Дослідження проводили під мікроскопом (відбите
світло) у полірованих шліфах, виготовлених із окатишів
за спеціальною методикою. При цьому, щоб виключити
чинник випадковості, для шліфів у кожному техноло-
гічному досліді відбирали не менше 2—4 окатишів. Кон-
тролювали, щоб площина шліфа обов’язково перетинала
центр окатишів. Така методика підготовки зразків давала
змогу здійснювати дослідження під мікроскопом в усьо-
му обсязі окатишів — від його поверхні до центру.
Беручись до вивчення окатишів, мінералог повинен в
обов’язковому порядку мати інформацію про склад ших-
ти для огрудкування, вид випалу та його технологічні па-
раметри (температуру, час витримки, умови охолодження
та ін.) Ці відомості потрібні для розуміння, оцінки та ін-
терпретації результатів петрографічних досліджень.
Зазвичай вивчення окатишів починають з візуального
огляду полірованих шліфів: фіксують діаметр, наявність
деформацій, ядер, тріщин; оцінюють пористість, її роз-
поділ. Під мікроскопом визначають мінеральний склад і
його однорідність у обсязі окатишів. Складають харак-
теристику кожної рудної та нерудної фази, фіксують їх
розміщення, елементи зміни. Визначають розмір, конфі-
гурацію та розподіл пор, а також кільцевих і радіальних
тріщин і зміни мінералів поблизу них. За потреби на рент-
© С.М. ЗИМА,
І.Ф. ДВОРНІчЕНКО, 2011
УДК 553.08
С.М. ЗИМА, І.Ф. ДВОРНІчЕНКО
ВАТ НДПІ “Механобрчормет”
50086, Дніпропетровська обл., м. Кривий Ріг, вул. Телевізійна, 3
МІНЕРАЛОГІЧНІ дОСЛІджЕННя ЗАЛІЗОРУдНИх
ОКАТИшІВ У НдПІ “МЕхАНОбРЧОРМЕТ”
�0 ISSN 2218-7472. Записки Українського мінералогічного товариства. 2011, том 8
С.М. Зима, І.Ф. Дворніченко
генівському мікроаналізаторі визначають склад фаз. У деяких випадках вико-
ристовують рентгеноструктурний аналіз.
Результати мінералогічних дослідженнь однотипної серії окатишів зістав-
ляють з результатами визначення їх міцності — міцність на роздавлення (кг/ок),
показник дроблення та стирання (%) і ступінь руйнування за відновлення.
Роблять висновок щодо наявності та характеру зв’язку між ними і дають реко-
мендації щодо вдосконалення процесу виготовлення й термічної обробки окатишів.
Зрозуміло, що подібну роботу мінералог може виконувати лише на засадах
доброго знання технології виробництва окатишів та основ металургії.
Виробництво обпалених залізорудних окатишів може включати різні спо-
соби підготовки шихти: без введення в неї флюсу або з введенням його — для
керованого утворення силікатної зв’язки в окатишах у процесі випалення. У
результаті можуть бути отримані окатиші двох видів: неофлюсовані (або з
низьким ступенем офлюсування); офлюсовані.
Ці окатиші дещо відрізняються один від одного за характером процесів,
що відбуваються в них під час випалювання, і, як наслідок, за складом, струк-
турою, міцністю та металургійними властивостями.
Нині спостерігається тенденція виробництва на ГЗК переважно неофлюсо-
ваних (або частково офлюсованих) окатишів, у яких співвідношення СаО/SiO2
становить 0,1—0,8. Для їх виготовлення використовують магнетитові концен-
трати з масовою часткою Feзаг від 65 до 70 %; як сполучного — бентонітову
глину в кількості 0,3—0,5 %. Для забезпечення прийнятих умов огрудкування
шихти її вологість має бути 8,5—9,5 %.
Отримані в агрегаті огрудкування сирі окатиші характеризуються низькою
міцністю і легко руйнуються. Для зміцнення на огрудкувальних фабриках за-
стосовують термічну обробку з використанням конвеєрно-обпалювальних ма-
шин і комбінованих систем “решітка — трубчаста піч — охолоджувач”, де ока-
тиші спочатку висушують, а потім обпалюють за температури 1200—1350 °С.
Потім їх охолоджують, розвантажують і сортують.
На ГЗК застосовують окиснювальний випал, тобто окатиші з магнетито-
вих концентратів після випалення мають гематитовий склад.
Під час випалювання в кожному з окатишів (від поверхні до центру) відбу-
вається рух двох фронтів — збільшення температури та окиснення магнетиту.
Якщо температура росте швидше, ніж проходить окиснення, в окатишах мо-
жуть зберігатися недоокиснені магнетитові ядра (рисунок, а), оскільки розплав,
який з’явився, блокує пори й утруднює доступ кисню до ядра. Термодинамічні
напруження в процесі охолодження таких двофазних окатишів зазвичай при-
водять до утворення кільцевих і радіальних тріщин на межі ядра і оболонки
(рисунок, а), аж до повного руйнування.
Під впливом підвищення температури дрібна (менше 10 мкм) рудна фрак-
ція спікається. Утворюється так звана рудна зв’язка, що з’єднує в єдиний кар-
кас усі рудні зерна (рисунок, б).
Інтенсивність спікання і залучення в цей процес все більшої кількості і все
крупніших зерен збільшується із зростанням температури і збільшенням часу
витримки.
Нерудні мінерали під час випалювання неофлюсованих окатишів ведуть
себе по-різному. Легкоплавкі, такі як егірин, лужні амфіболи і зелена слюда,
за температур випалу плавляться, починаючи з 980—1000 °С, частково або
повністю. У місцях роміщення їхніх зерен формується нерозкристалізована
силікатна зв’язка (скло) у вигляді найтонших плівкових виділень між рудними
зернами розміром 0,04—03 мм (рисунок, в).
�1ISSN 2218-7472. Записки Українського мінералогічного товариства. 2011, том 8
Мінералогічні дослідження залізорудних окатишів у НДПІ “Механобрчормет”
Тугоплавкі силікати (кумінгтоніт, актиноліт, рогова обманка і біотит) є
інертними в умовах випалу та участі у формуванні силікатної зв’язки не бе-
руть. За температури понад 1150 °С у межах їхніх зерен відбуваються фазові
перетворення з утворенням високотемпературного кварцу (кристобаліту) і маг-
номагнетиту (рисунок, г).
Зерна кварцу за температури понад 1150 °С розтріскуються, він перетво-
рюється на кристобаліт.
Офлюсовані окатиші за механізмом зміцнення дещо відрізняються від
неофлюсованих. Уведений в їхню шихту флюс, залежно від його виду, роз-
кладається в межах температур 800—1200 °С. Починаючи з 900—1100 °С ут-
ворюються ферити кальцію (рисунок, д), які потім плавляться і засвоюються
розплавом усіх нерудних мінералів шихти. Легкоплавкі силікати плавляться
раніше, згідно з описаною вище схемою.
Кількість розплаву тим більша, чим більше нерудних мінералів у ших-
ті, тобто, чим бідніший концентрат, а також чим вища основність окатишів.
У окатишів основністю 1,0—1,2 і вище кількість розплаву досягає 10—15 %.
Крім тонких плівок, силікатна зв’язка спостерігається і в значних обсягах — до
0,5 мм і більше. Під час охолодження високоосновного розплаву утворюються
одно- і двокальцієві силікати (рисунок, е) і, в деяких випадках, олівіни Fe-Mg-
Fe-складу.
Текстурно-структурна характеристика випалених окатишів: а — випалені окатиші та шлі-
фи з них. Відбите світло, без аналізатора. Світле — гематит, світло-сіре з коричневатим
відтінком — магномагнетит в силікатах, темно-сіре — кварц и силікати (зерна) і скляна
зв’язка (плівки), чорне — пори. Зб. ×140 (зм. 2/3); б—г — неофлюсовані окатиші: б, г —
твердофазне зпікання рудних мінералів; твердофазне утворення магномагнетиту в зернах
силікатів; в — розвиток плівок скла навколо розплавленого силікату — егірину; на місці
силікатного зерна залишається пора, що повторює його розмір та форму; д, е — офлюсовані
окатиші; лужність 1,2; температура випалення 1220 °С (д), 1350 °С (е). Відбите світло, без
аналізатора. Зб. ×200 (зм. 2/3). Біле — гематит, світло-сіре — ферити кальцію (д) і магнетит
(е), темно-сіре — неруді мінерали (д) і силікатна зв’язка (е), чорне — пори
�2 ISSN 2218-7472. Записки Українського мінералогічного товариства. 2011, том 8
С.М. Зима, І.Ф. Дворніченко
Спікання рудних мінералів за великої кількості силікатного розплаву має
інший характер, ніж у неофлюсованих окатишах: відбуваються масоперене-
сення речовини, засвоєння розплавом дрібної рудної фракції, згладжування
обрисів рудних зерен, з одного боку, і диспергування великих зерен концен-
трату — з іншого. У результаті окатиші набувають рівнозернистої структури
(див. рисунок, е), у якій розмір зерна визначається температурою випалу, ос-
новністю шихти і якістю концентрату. У результаті дисоціації гематиту, а також
кристалізації з розплаву в окатишах знову з’являється магнетит.
Безумовно, такі складні перебудови і зміни по-своєму впливають на міц-
ність і металургійні якості офлюсованих окатишів.
Багаторічні дослідження, техніко-економічний аналіз, накопичений досвід
у галузі рудопідготовки зумовили тенденцію до глибокого збагачення залізних
руд з отриманням концентратів, що містять понад 68—70 % заліза, і вироб-
ництва з них обпалених окатишів — неофлюсованих або з низьким ступенем
офлюсування.
Оптимальним видом зв’язки в окатишах визнана рудна (спікання рудних
зерен) у поєднанні з невеликою кількістю силікатної (скло) — у вигляді між-
зернових плівок у невеликих мікрооб’ємах. Такий вид зв’язки забезпечує ока-
тишам високу міцність у холодному стані (понад 200 кг/ок) і в разі їх віднов-
лення у доменній печі.
Отже, мінералогічні дослідження у галузі огрудкування залізорудних кон-
центратів на цей час є необхідними і затребуваними: вони дають змогу здійс-
нювати контроль і корегування технологічних процесів, що сприяє виробниц-
тву окатишів з високими металургійними властивостями.
СПиСОК ЛІТеРАТУРи
1. Журавлев Ф.М., Мерлин А.В., Зима С.М. и др. Влияние минерального состава нерудной
части магнетитовых концентратов на процессы структурообразования и металлурги-
ческие свойства неофлюсованных окатышей // изв. АН СССР. Металлугия. — 1981. —
№ 4.
2. Гегузин Я.Є. Физика спекания. — М: Наука, 1967. — 226 с.
3. Дрожилов Л.А., Паталах А.А., Дворниченко И.Ф. и др. Сравнительный анализ агрега-
тов для обжига окатышей: конвейерная машина и “решетка — трубчатая печь — охла-
дитель”. Новое в технологии и технике переработки минерального сырья: Сб. науч.
тр. — Кривой Рог: Механобрчермет, 2009. — С. 107—125.
|