Pelletointi (pelletointi) on kostutettujen hienojakoisten materiaalien agglomerointiprosessi , joka perustuu niiden kykyyn muodostaa pallomaisia rakeita ( pellettejä ) valssauksen aikana [1] .
Pelletointiprosessi on saanut merkityksensä suhteellisen huonojen mineraaliesiintymien kehittämisessä. Tällöin malmi jauhetaan yleensä hienoksi hyödyllisten mineraalien paljastamiseksi, mikä puolestaan johtaa hienojakoisiin rikasteisiin, jotka eivät sovellu agglomerointiin . Hienojen bulkkimateriaalien pelletointimenetelmän patentoi ensimmäisenä A. Andersen ( Ruotsi ) vuonna 1912 . Neuvostoliitossa ensimmäiset rikasteiden pelletointitutkimukset ovat peräisin vuodelta 1930 . Neuvostoliitossa ensimmäinen pelletointilaitos Sokolovsko - Sarbaisky GOKessa , joka tuotti pellettejä magnetiittirikasteista [2] .
Pelletoinnilla valmistetaan hienojakoisia ja pölyisiä materiaaleja metallurgiaan , käsitellään ja kuljetetaan pitkiä matkoja. Pelletointi on saanut vallitsevan jakelun rautamalmirikasteissa . Pelletoinnissa käsitellään myös kromi- , fosfori- ja fluoriittirikasteita ja joissain tapauksissa myös ei- rautametallimalmien rikasteita . Pelletointi on sopivin tapa agglomeroida hienojakoisia rikasteita (alle 0,07 mm) [1] .
Kun rautamalmirikasteet pelletoidaan erityisissä pelletointilaitteissa ( rakeistuskoneissa ), saadaan raakapellettejä, joiden halkaisija on yleensä 10-15 mm, jotka sitten poltetaan paahtokoneilla kovettamista varten . Jatkossa pellettejä käytetään masuunipanoksen komponenttina harkkoraudan valmistuksessa sekä lisäaineina teräksen valmistuksessa eri menetelmin. On mahdollista saada osittain pelkistettyjä ja metalloituja pellettejä erikoisyksiköissä (DRI-prosessi).
Bentoniittia , sammutettua kalkkia , kalsiumia ja natriumkloridia , rautasulfaattia jne. käytetään sideaineina pellettien valmistuksessa .
Irtotavaramateriaalien pelletointia voidaan käyttää teknologisena vaiheena muissa metallurgisissa prosesseissa. Esimerkiksi sintrauspanos pelletoidaan myös ennen sintrauskoneelle lastaamista .
Murskatun rautamalmijauheen voidaan katsoa olevan hydrofiilisiä dispergoituja systeemejä, joille on ominaista voimakas vuorovaikutus veden kanssa. Tällaisessa järjestelmässä halu vähentää energiaa toteutuu sekä alentamalla pintajännitystä faasirajalla (vuorovaikutuksessa veden kanssa) että karkeamalla hiukkasia (niiden adheesion seurauksena). Siten voidaan olettaa, että yleisesti hajautetulla järjestelmällä "rautamalmimateriaali - vesi" on tietty termodynaaminen taipumus pelletoitua.
Johtava tekijä, joka määrää hiukkasten adheesiolujuuden märässä tilassa, on materiaalien ominaispinta-ala , joka liittyy pitkälti hienoimpien fraktioiden pitoisuuteen. Toinen tärkeä pelletointiin vaikuttava tekijä on panoksen kosteuspitoisuus. Joten esimerkiksi rikaste, joka on saatu vaahdottamalla tai rikastamalla ruuvierottimissa kiteisistä ei-magneettisista malmeista (esimerkiksi spekulariitti ), johtuen lamellirakenteen suhteellisen suuresta raekoosta tai vaahdotusreagenssien hydrofobisen kalvon läsnäolosta. niillä on huonoin paakkuuntuvuus, minkä seurauksena tällaiset materiaalit murskataan ennen pelletointia [3] .
Raakapellettien saamiseksi hienojakoisista rautamalmirikasteista pelletointitehtaille asennetaan rumpu- tai kulhoisia (astian muotoisia) pelletointilaitteita [4] [5] (katso kuvat).
Pelletin valmistuksen alkuvaihetta voidaan kuvata prosessina, jossa vesipisara peitetään sen päälle pudonneella seoksella vesipisaran pintajännitysvoimien vuoksi. Hyvin yksinkertaista, tämä on samanlainen kuin prosessi, jossa pöly pyörii palloiksi, kun alkaa sataa. Jatkettaessa irtomateriaalin liikettä pyörivässä rummussa tai kulhossa, alkuytimiä rullataan varausmateriaaleilla, kunnes muodostuu pallomaisia rakeita (pellettejä), joiden halkaisija on 8–18 mm. Jatkossa jatkuva (steady-state) pelletointiprosessi säilyy, koska pellettien ytimet jatkuvat irtoamisesta ja iskuista pelletoitumattomien varausmateriaalien kerrokseen [5] .
Masuunisulatuksen vaatimuksia vastaavan lujuuden varmistamiseksi pelleteille suoritetaan karkaisupoltto noin 1300 °C:n lämpötilassa 5-10 minuutin ajan, useimmiten sintrauskoneiden kaltaisilla kuljetinkoneilla . Pellettien kovettuminen paahtamisen aikana saadaan aikaan, kun pieniä malmihiukkasia leivotaan toisiinsa joko ilman nestefaasia (sulatetta) tai sen minimimäärällä. Pellettien polttoprosessissa kalkkikivi dissosioituu, suurin osa rikistä poistuu ja syntyy uusia mineraaleja (silikaatteja, kalsiumferriittejä jne.) [1] .
Pellettien rumpupelletointilaitteet asennetaan suljetussa kierrossa seulan kanssa ja alikokoinen tuote (hienoaine) lähetetään takaisin rumpuun kierrätettäväksi, mikä nopeuttaa pellettien muodostumista. Optimaalinen kiertokuorman määrä on 100-150 % pelletointilaitteen kapasiteetista. Se voi nousta jopa 300 %:iin. Kun kiertokuorma on alle 100 %, pellettien lujuus on pienempi, ja jos se ylittää 300 %, valmiit pelletit sisältävät kohtuuttoman paljon hienojakoista ainetta. Rumpupelletointilaitteiden ominaistuottavuus on 0,6-0,8 t/m 2 tunnissa - tunnin tuottavuuden suhde materiaalin pelletoinnin pinta-alaan (eli rummun sisäpinnan pinta-alaan).
Kulhopelletoijaa käytetään yksikomponenttisen, hyvin kokkautuneen panoksen pelletointiin, jolla on jatkuvat fysikaaliset, kemialliset ja mineralogiset ominaisuudet. Tällöin kulhopelletoijat voivat tuottaa koon mukaan luokiteltuja pellettejä, mikä mahdollistaa teknologisen prosessin suorittamisen ilman kiertävää kuormaa ja seulontaa. Tämä yksinkertaistaa laitteiden kytkentäkaaviota sekä layout- ja teknologisia suunnitteluratkaisuja pelletointilaitoksen rakentamiseen. Kulhopelletointilaitteiden käyttö niillä tehtailla, joissa se on tekniikan kannalta hyväksyttävää, mahdollistaa kunkin tuotantolinjan laitemäärän, rakennuksen tukirakenteiden kuormituksen sekä huoltonostureiden nostokyvyn vähentämisen. Kulhopelletointikoneilla on korkeampi ominaistuottavuus (2-3 t/m 2 ) verrattuna rumpupelletointikoneisiin [6] .
| Rautametallurgia | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Yleiset käsitteet Mustat metallit Metalliseos Rauta- ja terästehtaat Metallurginen kompleksi Raudan tuotannon ja käytön historia | ||||||||||||
| Ydinprosessit _ |
| |||||||||||
| Pääyksiköt _ |
| |||||||||||
| Päätuotteet ja materiaalit |
| |||||||||||