— Широкое применение высокоэффективного, энергосберегающего модифицированного бентонита
Сталелитейная промышленность является крупным потребителем энергии и значительным источником выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, что делает ее ключевым направлением для усилий по энергосбережению и сокращению выбросов. Столкнувшись с растущими ограничениями на ресурсы и окружающую среду, зеленое развитие стало единственным жизнеспособным путем для сталелитейной промышленности. Как типичный сектор технологического производства, производство стали будет продолжать полагаться на доменные процессы в течение значительного периода. Поэтому изучение технологических инноваций, таких как замена спекания на окомкование для оптимизации структур шихты доменной печи, имеет большое значение для дальнейшего снижения потребления энергии, сокращения выбросов парниковых газов и загрязняющих веществ и продвижения зеленого производства. Бентонитовые продукты для металлургического окомкования включают, среди прочего, бентонит на основе натрия, композитный бентонит и модифицированный гранулированный бентонит. Эти продукты демонстрируют превосходные связующие свойства, равномерное формирование гранул и высокую эффективность гранулирования, что делает их подходящими для различных типов железорудных концентратов. В настоящее время наиболее широко в производстве используется модифицированный гранулированный бентонит, который сочетает бентонит с органическими связующими. Этот модифицированный бентонит позволяет снизить дозировку связующего вещества, одновременно максимизируя качество окатышей, что делает его наиболее эффективным подходом к улучшению содержания железа в окатышах на сегодняшний день.
Роль бентонита в окомковании железной руды
Для гранулирования железорудного концентрата требуются вода и связующие вещества, причем бентонит является наиболее распространенным и широко используемым связующим веществом во всем мире. Бентонит обладает тремя ключевыми характеристиками: смачиваемостью (высоким водопоглощением), расширяемостью (значительной способностью к набуханию) и коллоидными свойствами (сильным связывающим эффектом). Эти свойства позволяют бентониту выполнять три критические функции при гранулировании:
1. Повышение прочности сырых, сухих и готовых гранул
Высокая удельная поверхность и дисперсность бентонита позволяют ему прочно связывать частицы железного концентрата во время гранулирования, сушки и обжига, сокращая расстояния между частицами и повышая прочность.
2. Повышение термостойкости зеленых пеллет
Бентонит замедляет испарение воды во время сушки, быстро повышая прочность сухих гранул, тем самым значительно улучшая термостойкость зеленых гранул. Однако степень улучшения варьируется в зависимости от качества бентонита и типа используемого железного концентрата.
3. Подавление восстановительного набухания и низкотемпературной деградации готовых гранул
Гранулы, изготовленные из железного концентрата и бентонита, обычно имеют меньшую пористость (1%–2%) и большую прочность, что немного снижает восстанавливаемость, но помогает смягчить восстановительное набухание и низкотемпературную деградацию.
Отрицательное влияние бентонита на качество пеллет
Основными химическими компонентами бентонита являются SiO₂ и Al₂O₃. Статистический анализ 24 образцов бентонита из девяти провинций Китая показывает среднее содержание SiO₂ 62,39% (69,64% после вычета потерь при прокаливании) и содержание Al₂O₃ 16,55% (18,475% после вычета). Поскольку доменное производство чугуна нацелено на получение высококачественных материалов с низким содержанием шлака, производители окатышей стремятся минимизировать использование бентонита. Неблагоприятное воздействие бентонита на качество окатышей включает:
1. Снижение содержания железа в готовых окатышах
Добавление бентонита 1% снижает содержание железа примерно на 0,6%. Например, при производстве окатышей из железного концентрата 64%–68% каждое увеличение дозировки бентонита на 1% снижает содержание железа на 0,62%–0,66%.
2. Увеличение содержания SiO₂ и Al₂O₃ в готовых гранулах
Каждая добавка 1% бентонита увеличивает содержание SiO₂ на ~0,7% и содержание Al₂O₃ на ~0,185%, что ухудшает качество окатышей и ухудшает металлургические показатели в доменных печах.
3. Уменьшение экономической ценности готовых гранул
При средней дозировке бентонита в Китае ~2,0%, в гранулах, изготовленных из железного концентрата 66%, наблюдается снижение содержания железа на 1,28%, увеличение содержания SiO₂ на 1,39% и увеличение содержания Al₂O₃ на 0,37%.
Анализ практического применения модифицированного бентонита
Тщательно выбирая высококачественное бентонитовое сырье и обрабатывая его посредством мокрой экструзии, активации натрия, сушки, модификации и измельчения со смазкой, были разработаны различные новые вспомогательные материалы. Эти материалы в основном используются для следующих целей: улучшение восстанавливаемости железорудных окатышей, повышение прочности зеленых окатышей и действие в качестве антивзрывчатых агентов для повышения термической стабильности и температуры разрыва во время сушки, выполнение в качестве загустителей для повышения прочности окатышей и скорости гранулирования, увеличение микропористости в окатышах, повышение восстанавливаемости и усиление окислительной атмосферы топлива, действие в качестве обогащающих кислород агентов для повышения реакционной способности топлива, повышение окислительной атмосферы в зоне обжига, повышение температуры восстановления-размягчения окатышей и сокращение времени обжига.
Выступают в качестве флюсующих агентов для оптимизации микроструктуры гранул, контролируют образование стекловидных фаз и подавляют нежелательные трансформации решетки, аномальное восстановительное расширение и восстановительный гистерезис; действуют как диспергаторы для регулирования влажности в сырье, обеспечивают равномерное формирование гранул, позволяют комбинировать их с бентонитом на основе натрия для гранулирования и предотвращают слипание сырых гранул во время транспортировки; стабилизируют компоненты модифицированного бентонита, одновременно подавляя высокотемпературное разложение и кристаллизацию Fe₂O₃ в гранулах, тем самым увеличивая производительность и снижая потребление энергии.
Экономьте расход бентонита
При смешивании с бентонитом в определенных пропорциях эти специализированные добавки могут значительно сократить количество необходимого бентонита. Практические результаты показывают, что при добавлении модифицированного бентонита в соотношении 1,2–1,6% можно достичь той же производительности, что и при использовании обычного бентонита на основе натрия в соотношении 2,5–3,5%. Добавление модифицированного бентонита может явно улучшить прочность сырых окатышей, повысить термическую стабильность, снизить дозировку бентонита, уменьшить процент возвратных мелких фракций и повысить содержание железа в обожженных окатышах. На основе текущих процессов гранулирования и производственных потоков замена традиционного бентонита на основе натрия модифицированным бентонитом снижает дозировку бентонита примерно с 3,2% до менее 1,8%, что дает значительные общие выгоды. Подробный анализ конкретных экономических выгод представлен в таблице 1.
| Таблица 1 Сравнение модифицированного бентонитового связующего и традиционного бентонита на основе натрия | ||
| Метрика оценки | Традиционный бентонит на основе натрия | Модифицированное бентонитовое связующее |
| Дозировка (%) | 3.2 | 1.8 |
| Расход (кг/тонна пеллет) | 3.3 | 1.9 |
| Повышение урожайности (%) | – | 4–6 |
| Снижение возврата мокрого воздуха (%) | – | 3–4 |
| Сокращение сухого возврата (%) | – | 1–2 |
| Снижение стоимости обработки (%) | – | 3 |
| Повышение содержания железа в окатышах | – | ~0,77 балла |
| Экономическая выгода от повышения сорта (CNY/тонна пеллет) | 0 | 13.09 |
| Рыночная цена без учета налогов (CNY/тонна) | 327 | 720 |
| Стоимость за тонну пеллет (CNY/тонна пеллет) | 10.79 | 13.68 |
| Комплексная экономическая выгода (CNY/тонна пеллет) | 0 | 10.2 |
Согласно прогнозируемым результатам, основанным на количестве добавленного модифицированного бентонитового связующего и показателях производительности готовых гранул, замена исходного бентонита на основе натрия на модифицированный бентонит может снизить соотношение бентонита с текущего 3,2% до менее чем 1,8%. Такая корректировка может привести к комплексной экономической выгоде в размере около 10,5 юаней на тонну гранул (10,2 юаня + 0,3 юаня). Исходя из полной мощности годового производства в 2,4 миллиона тонн гранул, это может сэкономить компании около 25,2 миллиона юаней, что обеспечит значительные экономические и экологические выгоды.
Преимущества модифицированных бентонитовых связующих
1. Улучшает диспергируемость, термическую стабильность и скорость зародышеобразования.
2. Повышает прочность сырых гранул и их устойчивость к тепловому удару.
3. Уменьшает дозировку бентонита на 50%–75%, увеличивая содержание железа и снижая содержание SiO₂.
4. Сокращает время высокотемпературной обжарки, увеличивая выход продукции и снижая потребление энергии.
5. Поддерживает стратегию развития зеленой и высококачественной стали в Китае в соответствии с руководящими принципами 19-го Национального конгресса.
Epic Powder Machinery – ваш передовой партнер по обработке порошков
Эпическая Порошковая Машина является ведущим производителем, специализирующимся на высокоэффективном оборудовании для обработки порошка для горнодобывающей, химической и строительной промышленности. Благодаря более чем 20-летнему опыту наши запатентованные интеллектуальные системы модификации порошка обеспечивают 30% более высокая эффективность производства при этом потребление энергии сокращается на 15%, что помогает клиентам по всему миру максимизировать прибыль.
