Способ перевода мелкокусковых минеральных карбонатов в пригодную для обжига форму

СПОСОБ ПЕРЕВОДА МЕЛКОКУСКОВЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ КАРБОНАТОВ В ПРИГОДНУЮ ДЛЯ ОБЖИГА ФОРМУ Изобретение относится к способу перевода мелкокусковых минеральных карбонатов в пригодную для обжига форму, который включает в себя следующие стадии: сушку минерального карбоната до остаточного содержания влаги, равного 1 мас.% или менее, одновременно с размалыванием карбонатов до частиц с размером 1 мм и менее, причем размалывание и сушку осуществляют в ударно-отражательной мельнице, приводимой в движение горячим воздухом; доведение содержания влаги в размолотых карбонатах до диапазона от примерно 2 до примерно 8 мас.%; смешивание размолотых влажных карбонатов с крахмалом, причем добавляемое количество крахмала в совокупности составляет от 1 до 10 мас.% от массы размолотых карбонатов, и уплотнение полученной смеси с помощью валкового пресса. С использованием этого способа можно, например, эффективно переводить в пригодную для обжига в печи форму ранее не использовавшиеся отделяющиеся от мела при обжиге мелкие фракции, которые до сих пор приходилось сбрасывать в отвалы, и после обжига находить им промышленное применение.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ХОСОКАВА АЛЬПИНЕ АКТИНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE) Настоящее изобретение относится к способу перевода мелкокускового минерального карбоната в пригодную для обжига форму, а также к брикетам или гранулятам, по существу, состоящим из карбоната кальция, которые могут быть получены способом согласно настоящему изобретению. Если в контексте настоящего изобретения идет речь о мелкокусковых минеральных карбонатах, то прежде всего подразумевается минеральный карбонат кальция в форме мела. Карбонат магния, известный под названием доломит или магнезит, и карбонат стронция являются другими карбонатами, которые могут перерабатываться с использованием способа согласно настоящему изобретению. Мел добывают в каменоломнях. Поскольку мел не имеет кристаллической структуры, то он очень легко разламывается и поэтому в своей исходной форме непригоден для многих промышленных применений. Обычно мел посредством обжига превращают в оксид кальция, называемый также жженой известью, который механически гораздо стабильнее, чем мел. Реакцию, протекающую в процессе обжига,можно описать химическим уравнением то есть карбонат кальция, например, в форме мела, превращается в оксид кальция с выделением диоксида углерода. Этот процесс обжига осуществляется в больших печах, которые могут быть выполнены в форме вращающихся трубчатых печей, шахтных печей или многоярусных печей. В любом случае исходный материал, подлежащий обжигу, не должен быть слишком мелкокусковым, так как в противном случае очень велики потери на фильтре (доля материала, попадающего в фильтр) или может закупориться обжиговая печь, а куски, подходящие по величине для обжига, должны обладать минимальной механической прочностью, чтобы в процессе обжига в обжиговой печи они не распадались на более мелкие куски. Как правило, меловой материал, поступающий из каменоломни, первоначально подвергают грубому предварительному дроблению, а затем получают из него фракцию с размером кусков от 20 до 130 мм или подфракции. Ту часть раздробленного мелового материала, которая имеет размер кусков 40 мм,снова дробят. Однако в процессе дробления образуется и фракция мелового материала с размером кусков 20 мм. Эта фракция может составлять до 50% исходного материала. Как указано выше, эта фракция по причине своей мелкозернистости, то есть слишком малого размера кусков, непригодна для того, чтобы ее использовать в промышленном процессе обжига. Если для этой фракции не находится другого применения (например, в качестве наполнителя), то часто эту фракцию с размером кусков 20 мм выгружают в отвал как почти ничего не стоящий материал. Задача настоящего изобретения состояла, прежде всего, в том, чтобы такой мелкокусковой отвальный материал, состоящий из минеральных карбонатов, сделать пригодным для процесса обжига извести. Согласно настоящему изобретению эта задача была решена за счет способа перевода мелкокусковых минеральных карбонатов в пригодную для обжига форму, который включает в себя следующие стадии: сушку минерального карбоната до остаточного содержания влаги, равного 1 мас.% или менее одновременно с размалыванием карбонатов до частиц с размером 1 мм и менее, причем размалывание и сушку осуществляют в ударно-отражательной мельнице, приводимой в движение горячим воздухом; доведение содержания влаги в размолотых карбонатах до диапазона от примерно 2 до примерно 8 мас.%; смешивание размолотых влажных карбонатов с крахмалом, причем добавляемое количество крахмала в совокупности составляет от 1 до 10 мас.% от массы размолотых карбонатов, и уплотнение полученной смеси с помощью валкового пресса. Способ согласно настоящему изобретению обеспечивает возможность получения пригодного для обжига гранулята или, если валковый пресс выполнен в форме брикетировочной машины, пригодных для обжига в печи брикетов из мелкокусковых минеральных карбонатов, таких как вышеупомянутый отвальный материал, и за счет этого обеспечить широкое использование огромных количеств ранее не использовавшегося материала. Полученный посредством уплотнения способом согласно настоящему изобретению материал в форме гранулята или брикетов, который после уплотнения можно высушить, обладает очень хорошим механическим сцеплением, то есть высокой механической прочностью, что делает его пригодным для использования в промышленном процессе обжига, причем этот процесс обжига можно проводить в любых обычно используемых для этого обжиговых печах (шахтных печах, многоярусных печах, вращающихся трубчатых печах). Другими словами, способ согласно настоящему изобретению обеспечивает возможность так изменить характеристики обжига, например, мелкокускового мелового материала, что при всех технически применимых способах обжига будут получены стабильные брикеты жженой извести или стабильные грануляты жженой извести с желаемым размером частиц. Так как крахмал, так же как и целлюлоза, является углеводородом, то в процессе обжига брикетов или гранулятов, полученных согласно настоящему изобретению, не образуется силикатов, что обеспечивает возможность использования обожженного материала при производстве стали (в качестве восстановителя). Чтобы можно было размолоть карбонатный материал, используемый в способе согласно настоящему изобретению, до размера частиц, равного 1 мм или менее, исходный материал не должен быть слишком влажным. Как известно специалистам в области способов помола, максимальная допустимая влаж-1 022798 ность исходного материала зависит также от используемого способа помола или от используемого размалывающего устройства. Поэтому при определенных формах осуществления способа согласно настоящему изобретению может быть необходимо, чтобы минеральные карбонаты перед размалыванием или во время размалывания были высушены до остаточной влажности, равной 1 вес.% или меньше. Согласно предпочтительной форме осуществления настоящего изобретения это может быть очень эффективно выполнено во время самого процесса размалывания, если размалывание осуществляется в ударноотражательной мельнице, приводимой в движение горячим воздухом, так как горячий воздух обеспечивает просушивание исходного материала в процессе размалывания. После размалывания мелко размолотый карбонатный материал предпочтительно смешивается с крахмалом, хотя альтернативно могут быть также использованы целлюлоза или производные целлюлозы,или смеси вышеупомянутых веществ, или жидкое стекло, отработанный сульфидный щелок или меласса и гашеная известь (гидроксид кальция). Под термином "жидкое стекло" здесь следует понимать водорастворимые силикаты натрия и/или калия. В общей сложности выбранное вещество или смесь веществ добавляют в количестве, которое соответствует диапазону от 1 до 10 мас.% от массы размолотых карбонатов. Чтобы добавленное вещество или добавленная смесь веществ, например крахмал или целлюлоза,могли в достаточной степени оказать свое действие в способе согласно настоящему изобретению, содержание влаги в размолотых карбонатах следует довести до уровня в диапазоне от примерно 2 мас.% до примерно 8 мас.% (от сухой массы размолотых карбонатов). Если содержание влаги в исходном материале было достаточно высоким и если был использован способ размалывания, для которого такое содержание влаги является допустимым, то можно не использовать отдельное добавление жидкости для установления необходимого содержания влаги. Если же исходный материал до размалывания или во время процесса размалывания был высушен до малой остаточной влажности, то после завершения процесса размалывания можно добавить жидкость, например воду, в таком количестве, которое приведет к желаемому содержанию влаги. Добавление, например, крахмала или целлюлозы и добавление жидкости,если оно необходимо, к тонко размолотому карбонатному материалу можно осуществлять одновременно. В качестве крахмалов предпочтительно используются технические крахмалы, например маниоковый крахмал, чтобы поддерживать низкие производственные затраты при использовании способа согласно настоящему изобретению. Для облегчения выбора добавляемого вещества в приведенной ниже таблице указано, какими преимуществами обладают отдельные вещества. Чем больше знаков "+" указано для вещества, тем более выражено соответствующее свойство. Как уже было упомянуто, уплотнение в предпочтительных формах осуществления настоящего изобретения представляет собой брикетирование, то есть в качестве валкового пресса используется брикетировочная машина. Затем брикеты, полученные посредством брикетирования, предпочтительно отделяют на грохоте, а образующийся в результате просеивания мелкозернистый материал возвращают обратно в валковый пресс, выполненный в данном случае в форме брикетировочной машины. Согласно следующему предпочтительному варианту способа согласно настоящему изобретению с помощью валкового пресса получают листовой прессованный материал (так называемый "Schulpe"), который затем превращают в гранулы на стадии измельчения. Гранулят, полученный на стадии измельчения, предпочтительно разделяют на крупную фракцию и мелкую фракцию, причем мелкую фракцию сразу же отправляют обратно в валковый пресс. Крупная фракция полученного гранулята может иметь размеры частиц, например, в диапазоне от 5 до 10 мм, однако возможны и размеры частиц в диапазоне от 10 до 20 мм. Последняя фракция (от 10 до 20 мм) во все возрастающей степени востребуется сталелитейными заводами для получения жженой извести, так как жженая известь при производстве стали исполь-2 022798 зуется в качестве восстановителя в доменных печах. В случае минерального карбоната речь предпочтительно идет о карбонате кальция, в частности, в форме мела, однако способ согласно настоящему изобретению не ограничен только карбонатом кальция,его можно применить и к другим карбонатам со сходными механическими свойствами. Настоящее изобретение относится также к брикетам или гранулятам, изготовленным, по существу,из карбоната кальция, которые могут быть получены способом согласно настоящему изобретению, описанным выше. Далее будет более подробно описан пример осуществления способа согласно настоящему изобретению. Мелкокусковой или мелкозернистый карбонат кальция в виде кусочков мела в ударноотражательной мельнице, приводимой в движение горячим воздухом, высушивали до остаточной влажности 1% и размалывали до частиц размером 1 мм. Мелко размолотый меловой материал смешивали в смесителе с 5 мас.% крахмала и 8 мас.% воды (в обоих случаях в пересчете на массу сухого мелового материала). Полученную смесь затем брикетировали с помощью брикетировочной машины, при этом полученные брикеты с размерами 14146 мм отделяли с помощью просеивающей машины, а мелкую фракцию сразу же отправляли обратно в брикетировочную машину. С использованием полученных брикетов в ходе испытания на способность выдерживать механические нагрузки были имитированы условия в шахтной печи, так как сжимающая нагрузка на брикеты,возникающая в шахтной печи, заметно выше, чем прочность при падении, требуемая от брикетов во вращающейся трубчатой печи. Полученные брикеты успешно выдержали условия шахтной печи, что означает, что брикеты, изготовленные таким образом, можно без проблем подвергать процессу обжига в многоярусной печи или во вращающейся трубчатой печи. В заключение следует заметить, что приведенные ранее данные по размеру частиц не представляют собой абсолютные значения; их следует понимать в обычном для техники смысле, т.е., например, как результаты просеивания. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ перевода мелкокусковых минеральных карбонатов в пригодную для обжига форму, который включает в себя следующие стадии: сушку минерального карбоната до остаточного содержания влаги, равного 1 мас.% или менее, одновременно с размалыванием карбонатов до частиц с размером 1 мм и менее, причем размалывание и сушку осуществляют в ударно-отражательной мельнице, приводимой в движение горячим воздухом; доведение содержания влаги в размолотых карбонатах до диапазона от примерно 2 до примерно 8 мас.%; смешивание размолотых влажных карбонатов с крахмалом, причем добавляемое количество крахмала в совокупности составляет от 1 до 10 мас.% от массы размолотых карбонатов, и уплотнение полученной смеси с помощью валкового пресса. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве крахмала используют технический крахмал. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что технический крахмал представляет собой маниоковый крахмал. 4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что уплотнение представляет собой брикетирование. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что брикеты, полученные посредством брикетирования, отделяют посредством просеивания, а образующийся при просеивании мелкозернистый материал направляют обратно в валковый пресс. 6. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что с помощью валкового пресса получают листовой материал, который впоследствии гранулируют на стадии измельчения. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что гранулят, полученный на стадии измельчения, разделяют на крупную фракцию и мелкую фракцию, причем мелкую фракцию направляют обратно в валковый пресс, при этом крупная фракция содержит частицы размером от 5 до 20 мм, а мелкая фракция содержит частицы размером менее 5 мм. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что крупная фракция полученного гранулята содержит частицы с размерами в диапазоне от 5 до 10 мм. 9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что минеральный карбонат является карбонатом кальция. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что карбонат кальция представляет собой мел. 11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что продукты, полученные после уплотнения, подвергают сушке. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что продукты, полученные после уплотнения, представляют собой брикеты. 13. Пригодные для обжига в печи брикеты, состоящие, по существу, из карбоната кальция, отличающиеся тем, что они получены с использованием способа по любому из пп.1-12. Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва,3 - Малый Черкасский пер., 2