Pelletisering (pelletisering) er processen med agglomerering af fugtede findelte materialer, baseret på deres evne til at danne sfæriske granuler ( pellets ) under valsning [1] .
Pelletiseringsprocessen har fået relevans i udviklingen af relativt ringe mineralforekomster. I dette tilfælde er malmen sædvanligvis finmalet for at blotlægge nyttige mineraler, hvilket igen resulterer i finkornede koncentrater, der ikke er egnede til agglomeration . Metoden til pelletisering af fine bulkmaterialer blev første gang patenteret af A. Andersen ( Sverige ) i 1912 . I USSR går de første undersøgelser af pelletisering af koncentrater tilbage til 1930 . I USSR, det første pelletiseringsanlæg ved Sokolovsko-Sarbaisky GOKe til produktion af pellets fra magnetitkoncentrater [2] .
Pelletisering bruges til at forberede findelte og støvede materialer til metallurgi , forarbejdning og transport af dem over lange afstande. Pelletisering har fået overvejende distribution for jernmalmkoncentrater . Pelletisering udsættes også for krom- , fosfor- og fluoritkoncentrater og i nogle tilfælde også koncentrater af ikke -jernholdige metalmalme . Pelletisering er den mest hensigtsmæssige måde at agglomerere findelte koncentrater på (mindre end 0,07 mm) [1] .
Når jernmalmkoncentrater pelletiseres i specielle pelleteringsmaskiner ( granulatorer ), opnås som regel rå pellets med en diameter på 10-15 mm, som derefter brændes på ristemaskiner til hærdning. I fremtiden bliver pillerne brugt som en del af ladningen til højovne i produktionen af råjern , samt tilsætningsstoffer i produktionen af stål ved forskellige metoder. Det er muligt at opnå delvist reducerede og metalliserede pellets i specialenheder (DRI-proces).
Bentonit , læsket kalk , calcium- og natriumchlorid , jernsulfat osv. anvendes som bindetilsætningsstoffer til fremstilling af piller .
Pelletisering af bulkmaterialer kan bruges som et teknologisk stadie i andre metallurgiske processer. F.eks. bliver ladningen til fremstilling af sinter også udsat for pelletisering, før den læsses på sintermaskinen .
Knust jernmalmpulver kan tilskrives hydrofile dispergerede systemer karakteriseret ved intens interaktion med vand. I et sådant system realiseres ønsket om at reducere energien både ved at reducere overfladespændingen ved fasegrænsen (ved vekselvirkning med vand) og ved at gøre partiklerne grovere (som følge af deres adhæsion). Vi kan således antage, at det dispergerede system "jernmalmmateriale - vand" generelt har en vis termodynamisk tendens til at pelletisere.
Den førende faktor, der bestemmer vedhæftningsstyrken af partikler i våd tilstand, er det specifikke overfladeareal af materialerne, som i høj grad er relateret til indholdet af de fineste fraktioner. En anden vigtig faktor, der påvirker pelletering, er fugtindholdet i ladningen. Så for eksempel et koncentrat opnået ved flotation eller berigelse i skrueseparatorer fra krystallinske ikke-magnetiske malme (for eksempel spekularit ) på grund af den relativt store kornstørrelse af lamelstrukturen eller tilstedeværelsen af en hydrofob film af flotationsreagenser på dem, har den værste klumpbarhed, som et resultat af, at sådanne materialer knuses før pelletering [3] .
For at opnå rå pellets fra findelte jernmalmkoncentrater installeres tromle- eller skålformede pelleteringsmaskiner på pelleteringsfabrikker [4] [5] (se illustrationer).
Den indledende fase af pelletproduktion kan repræsenteres som en proces med at omslutte en vanddråbe med en blanding , der er faldet på den, på grund af vanddråbens overfladespændingskræfter. Meget forenklet, det ligner processen, hvor støv ruller til kugler, når det begynder at regne. Med fortsættelsen af bevægelsen af bulkmateriale i en roterende tromle eller skål rulles de indledende kerner med ladningsmaterialer, indtil der dannes granuler (pellets) af sfærisk form med en diameter på 8-18 mm. I fremtiden opretholdes en kontinuerlig (steady-state) pelletiseringsproces på grund af den konstante udskillelse og påvirkninger af pelletkerner på et lag af ikke-pelleterede ladningsmaterialer [5] .
For at sikre en styrke, der opfylder kravene til højovnssmeltning , udsættes pillerne for hærdningsbrænding ved en temperatur på omkring 1300°C i 5-10 minutter, oftest på transportbåndsmaskiner svarende til sintringsmaskiner . Hærdning af pellets under deres ristning opnås som et resultat af bagning af små malmpartikler til hinanden enten uden en flydende fase (smelte), eller med dens minimale mængde. Ved affyring af piller dissocierer kalksten, det meste af svovlet fjernes, og der dannes nye mineraler (silikater, calciumferriter osv.) [1] .
Tromlepiller til pellets installeres i en lukket cyklus med en sigte, og undermålsproduktet (fines) sendes tilbage til tromlen for recirkulation, hvilket accelererer dannelsen af pellets. Den optimale mængde cirkulerende belastning er 100-150% af pelletizerens kapacitet. Det kan nå op til 300 %. Når den cirkulerende belastning er mindre end 100 %, har pillerne en lavere styrke, og hvis den overstiger 300 %, vil de færdige piller indeholde en uacceptabel mængde finstoffer. Den specifikke produktivitet af tromlepelleteringsmaskiner er 0,6-0,8 t/m 2 i timen - forholdet mellem timeproduktivitet og overfladearealet af materialepelletisering (det vil sige til arealet af den indre overflade af tromlen).
Skålpelleteringsapparater bruges til pelletering af en-komponent, godt klumpet ladning med konstante fysiske, kemiske og mineralogiske egenskaber. I dette tilfælde kan skålpelletizere producere pellets klassificeret efter størrelse, hvilket gør det muligt at udføre den teknologiske proces uden cirkulerende belastning og screening. Dette forenkler kredsløbsdiagrammet for apparaterne og layoutet og de teknologiske designløsninger til bygningen af pelleteringsværkstedet. Brugen af skålpelletizere på de fabrikker, hvor det er acceptabelt af teknologien, gør det muligt at reducere antallet af udstyr for hver produktionslinje, belastningen på bygningens bærende strukturer samt løftekapaciteten af servicekraner. Skålpelleteringsmaskiner har en højere specifik produktivitet (2-3 t/m 2 ) sammenlignet med tromlepelleteringsmaskiner [6] .
| Jernholdig metallurgi | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Generelle begreber Sorte metaller Legering Jern- og Stålværker Metallurgisk kompleks Historie om produktion og brug af jern | ||||||||||||
| Kerneprocesser _ |
| |||||||||||
| Hovedenheder _ |
| |||||||||||
| Vigtigste produkter og materialer |
| |||||||||||