ایجاد شرایط بهینه جهت تولید گندله خام مناسب از کنسانتره‎های سنگ آهن با سطح ویژه پایین توسط افزودنی‌های آلی و معدنی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مواد دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان

2 مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر اصفهان

3 شرکت فولاد مبارکه

چکیده

اساساً یکی از چالش‌های افزایش ظرفیت واحدهای گندله‌سازی در راستای برنامه افزایش تولید فولاد کشور، محدودیت در ظرفیت خردایش آسیاهای معادن سنگ آهن است. در سال‎های اخیر دستیابی به اهداف تعیین‎شده منجر به کاهش سطح ویژه ذرات در طی فرآیند خردایش شده است. از این رو، هدف از این تحقیق ارائه راه‎کارهای اجرایی جهت دستیابی به تولید گندله خام مناسب از کنسانتره‌های سنگ آهن با سطح ویژه پایین (کم‎تر از cm2/g 1500) است. به‌ این منظور، فرایند گندله‎سازی توسط مخلوطی از کنسانتره‎های ریزدانه معادن چادرملو و بافق با دامنه تغییرات سطح ویژه از 1220 تا cm2/g 1396 در پایلوت انجام شد. از مواد مختلف افزودنی نظیر بنتونیت، سدیم کربوکسی‎متیل سلولز (CMC)، سدیم هیدروکسید و سدیم کربنات استفاده شد. زاویه تماس سیال‎های آب مقطر، آب فرایند، سدیم هیدروکسید و محلول CMC روی سنگ آهن اندازه‌گیری شد. جهت تعیین توزیع اندازه و سطح ویژه ذرات کنسانتره، به‎ترتیب از روش اندازه‎گیری لیزری و فیشر استفاده شد. به‎منظور بررسی خواص گندله خام، آزمون‎های عدد افتادن، استحکام‌تر و استحکام خشک صورت گرفت. نتایج نشان داد که زاویه ترشوندگی چسب آلی CMC نزدیک به آب مقطر و حدود 20 درجه است. متناسب با کاهش سطح ویژه پودر کنسانتره از 1396 به cm2/g 1220 ، محلول ویسکوز آلی CMC به مخلوط مواد از 01/0 تا 03/0 درصد وزنی اضافه شده است. افزودن سدیم کربنات بجای سدیم هیدروکسید در مخلوط مواد باعث افزایش استحکام خشک گندله تا kg/pellet 5/5 شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination of optimum conditions for the production of suitable green pellets from concentrates of iron ore with a low blain by organic and inorganic additives

نویسندگان [English]

  • mehdi Alizadeh 1
  • Mohsen Alizadeh 2
  • Hamze ali Jilan 3
1 Department of Materials Engineering, Isfahan University of Technology
2 Deparment of Materials Engineering, Malek-ashtar University of Technology, Isfahan
3 Mobarakeh Steel Co
چکیده [English]

Basically, the limitation on the grinding capacity of iron ore mines is one of the challenges of increasing the capacity of pelletizing units along with the program of increasing steel production in our country. Therefore, the purpose of this research is to investigate the operational solution for obtaining appropriate quality of green pellets of fine concentrate with low specific surface area (less than 1500 cm2/g). Pilot pelletizing process was carried out by mixing fine concentrates of Chadermallo and Bafgh with blain number from 1220 to 1392 cm2/g and various additives such as bentonite, sodium carboxymethylcellulose (CMC), sodium hydroxide and sodium carbonate. Wettability of iron ore particles was evaluated with distilled water, process water, CMC solution and sodium hydroxide. The particle size analyzer and Fisher were used for determination of particle size distribution and specific surface area of concentrate powder, respectively. The drop number, wet strength and dry strength were measured for evaluation of the quality of green pellets produced. High wettability was measured when Carboxymethyl cellulose organic binder solution was used. To maintain the qualitative properties of green pellet, proportional to reduction of blain number of concentrate powder from 1396 to 1220 cm2/g and as well as avoid the increasing bentonite consumption, the CMC organic viscose solution has been added to the mixture of 0.01 to 0.03 %wt. the dry strength of the pellets to 5.5 kg/pellet was increased, by addition of sodium carbonate without of NaOH.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Iron ore concentrate
  • Special surface area
  • Sodium carboxymethylcellulose
  • Sodium carbonate
  • Bentonit

1.   Lu L. Iron ore: mineralogy, processing and environmental sustainability: Elsevier; 2015.

2.  Nikai I, Garbers-Craig A. Use of iron ore fines in cold-bonded self-reducing composite pellets. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2016;37(1):42-48.

3.  Forsmo S, Bjorkman B, Samskog P. Studies on the influence of a flotation collector reagent on iron ore green pellet properties. Powder technology. 2008;182(3):444-52.

4.  Yang G, Fan X, Chen X, Yuan L, Huang X, Li X. Interaction mechanism between carboxylmethyl cellulose and iron ore concentrates in iron ore agglomeration. Journal of Central South University. 2015;22(4):1241-1246.

5.  Guro V, Yusupov F, Ibragimova M. Pelleting of molybdenite concentrate with organic-mineralbinder. AASCIT Communications. 2015;2(5):200-204.

6.  Fan X, Yang G, Chen X, He X, Huang X, Gao L. Effect of carboxymethyl cellulose on the drying dynamics and thermal cracking performance of iron ore green pellets. Powder Technology. 2014;267:11-17.

7.  Qiu G, Jiang T, Li H, Wang D. Functions and molecular structure of organic binders for iron ore pelletization. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2003;224(1):11-22.

8.  Halt. J, Kawatra S. Review of organic binders for iron ore concentrate agglomeration. Minerals & Metallurgical Processing. 2014;31(2):73-94.

9.  Sivrikaya O, Arol Aİ. The bonding/strengthening mechanism of colemanite added organic binders in iron ore pelletization. International Journal of Mineral Processing.2012;110:90-100.

10.       Sivrikaya O, Arol AI. Use of boron compounds as binders in iron ore pelletization. The Open Mineral Processing Journal. 2010;3:25-35.

11.       Forsmo S, Apelqvist A, Bjorkman B, Samskog P. Binding mechanisms in wet iron ore green pellets witha bentonite binder. Powder Technology. 2006;169(3):147-58.

12.       Kawatra SK, Ripke SJ. Laboratory studies for improving green ball strength in bentonite-bonded magnetite concentrate pellets. International Journal of Mineral Processing. 2003;72(1):429-41.

13.       Cirpar C. Heat treatment of iron ore agglomerates with microwave energy: Middle East Technical University; 2005.

14.       Iveson SM, Holt S, Biggs S. Contact angle measurements of iron ore powders. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2000;166(1):203-214.

15.       Sastry K, Fuerstenau D. Ballability index to quantify agglomerate growth by green pelletization. AIME Trans. 1972:254-258.

16.       Qiu G, Jiang T, Fan X, Zhu D, Huang Z. Effects of binders on balling behaviors of iron ore concentrates. Scandinavian journal of metallurgy. 2004;33(1):39-46.