ДОМЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО ДОМЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО ÓÄÊ 669.162.1:669.046 ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СВЯЗУЮЩИХ И МОДИФИЦИРУЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ НА ПРОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЫШЕЙ Т. А. Марютина1, Е. В. Ширяева1, Л. О. Шихалиева1, Т. В. Никитченко2 1 Ìîñêîâñêèé ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò (ÃÓ) (ã. Ìîñêâà, Ðîññèÿ), 2 ÎÀÎ «Ëåáåäèíñêèé ÃÎÊ» (ã. Ãóáêèí, Ðîññèÿ) Ñèñòåìàòèçèðîâàíû ñâåäåíèÿ îá îñíîâíûõ ñâÿçóþùèõ äîáàâêàõ, ïðèìåíÿåìûõ ïðè ïðîèçâîäñòâå îêàòûøåé ñ öåëüþ óâåëè÷åíèÿ èõ óäàðíîé ïðî÷íîñòè. Îöåíåíà ýôôåêòèâíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ äîáàâîê ðàçíîãî ñîñòàâà è âûÿâëåíî èõ âëèÿíèå íà îñíîâíûå ïîêàçàòåëè êà÷åñòâà ïðîäóêöèè, ïîëó÷àåìîé ãîðíî-îáîãàòèòåëüíûìè êîìáèíàòàìè. Ïðèâåäåíû ïðèìåðû ëàáîðàòîðíûõ è ïðîìûøëåííûõ èñïûòàíèé ïî óâåëè÷åíèþ ïðî÷íîñòè îêàòûøåé ââîäîì äîáàâîê. Êëþ÷åâûå ñëîâà: øèõòà, îêàòûøè, ñâÿçóþùåå, äîáàâêà, áåíòîíèò, èçâåñòü, íîíòðîíèò, øëàì, ïîëèìåðíîå ñâÿçóþùåå, îáæèã, ïðî÷íîñòü, èñòèðàåìîñòü. ëó÷øåíèþ êà÷åñòâà îáîææåííûõ æåëåçîðóäíûõ îêàòûøåé ïîñâÿùåíû ìíîãî÷èñëåííûå èññëåäîâàíèÿ, íî ïî-ïðåæíåìó íå íàéäåíû óíèâåðñàëüíîå ñâÿçóþùåå, ñïîñîáíîå çàìåíèòü äîðîãîñòîÿùèé áåíòîíèò, èëè ìîäèôèöèðóþùàÿ äîáàâêà, êîðåííûì îáðàçîì óëó÷øàþùàÿ ìåòàëëóðãè÷åñêèå ñâîéñòâà îêàòûøåé. Èñïîëüçîâàíèå îäíèõ ãðóïï âåùåñòâ âåäåò ê ðàçóáîæèâàíèþ ãîòîâîé ïðîäóêöèè, ïðèìåíåíèå äðóãèõ îêàçûâàåòñÿ ýêîíîìè÷åñêè íå âûãîäíî, òðåòüè íå îáåñïå÷èâàþò íåîáõîäèìûé óðîâåíü ïðî÷íîñòè ãîòîâîé ïðîäóêöèè. Öåëüþ äàííîé ðàáîòû ÿâëÿþòñÿ àíàëèç ëèòåðàòóðíûõ èñòî÷íèêîâ, à òàêæå îöåíêà âëèÿíèÿ ðàçíûõ äîáàâîê íà îñíîâíûå ïîêàçàòåëè êà÷åñòâà îêàòûøåé. Îñíîâíûå êðèòåðèè ïðè àíàëèçå âëèÿíèÿ ìîäèôèöèðóþùèõ äîáàâîê — îòíîñèòåëüíûå èçìåíåíèÿ ïîêàçàòåëåé ïðî÷íîñòè îêàòûøåé: ñðàâíåíèå àáñîëþòíûõ çíà÷åíèé ïðî÷íîñòè îêàòûøåé îêàçàëîñü íåêîððåêòíûì, ïîñêîëüêó íåìàëîâàæíûì ôàêòîðîì ÿâëÿåòñÿ ãåíåçèñ ðóä, èç êîòîðûõ ïîëó÷åíû îêàòûøè. Âûáðàííûå ñâÿçóþùèå è ìîäèôèöèðóþùèå êîìïîíåíòû áûëè ðàçäåëåíû íà îïðåäåëåííûå ãðóïïû ñ àêöåíòîì íà ïðèìåíÿåìûå äëÿ íåîôëþñîâàííûõ îêàòûøåé. Èñïîëüçóåìûå ïðè îêîìêîâàíèè äîáàâêè óñëîâíî ìîæíî ðàçäåëèòü íà íåîðãàíè÷åñêèå è îðãàíè÷åñêèå. Ê ïåðâûì îòíîñÿòñÿ ãëèíèñòûå è èçâåñòêîâî-öåìåíòíûå. Íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííîé äîáàâêîé èç ýòîé ãðóïïû, êðîìå áåíòîíèòà, ÿâëÿåòñÿ èçâåñòü. Èñïûòàíèÿ [1 – 7] ïîêàçàëè ýôôåêòèâíîñòü åå ïðèìåíåíèÿ. Îñîáåííîñòüþ íåãàøåíîé èçâåñòè ÿâëÿåòñÿ âûñîêàÿ ñêîðîñòü âçàèìîäåéñòâèÿ ñ ìîëåêóëàìè âîäû, â ðåçóëüòàòå êîòîðîãî îáðàçóåòñÿ Ca(OH)2. Èìåííî ýòî ñîåäèíåíèå îáðàçóåò ïåðåñûùåííûå ðàñòâîðû, èç êîòîðûõ âûïàäàåò îñàäîê êîëëîèäíîãî òèïà, îáëàäàþùèé âÿçêîñòüþ ïîäîáíî ãëèíå. Îò ñêîðîñòè ãèäðàòàöèè èçâåñòè, êîëè÷åñòâà âëàãè â øèõòå, äëèòåëüíîñòè êîíòàêòà âçàèìîäåéñòâóþùèõ êîìïîíåíòîâ çàâèñèò ýôôåêòèâíîñòü äàííîãî ñâÿçóþùåãî, ÿâëÿþùåãîñÿ òàêæå ôëþñîì. Ó 2 Ïðè óñëîâèè èñïîëüçîâàíèÿ â øèõòå Ca(OH)2 ïðîöåññ ãèäðàòàöèè ðàçâèâàåòñÿ áûñòðåå, òàê êàê îòñóòñòâóåò ýòàï õèìè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ CaO ñ ìîëåêóëàìè H2O è ïåðåõîäà åãî â ãèäðàò. Êðîìå òîãî, ôèçè÷åñêîå âçàèìîäåéñòâèå ãèäðàòà êàëüöèÿ ñ âîäîé — îáðàçîâàíèå ðàñòâîðà íå ñîïðîâîæäàåòñÿ ýêçîòåðìè÷åñêèì ýôôåêòîì, ñâîéñòâåííûì ãèäðàòàöèè íåãàøåíîé èçâåñòè, ÷òî ñïîñîáñòâóåò ðàâíîìåðíîìó åãî ðàñïðåäåëåíèþ ïî ïîâåðõíîñòè ÷àñòèö, ñîñòàâëÿþùèõ øèõòó êîìïîíåíòîâ è, ñîîòâåòñòâåííî, àêòèâèçàöèè îêîìêîâàíèÿ. Èçâåñòíî, ÷òî äîáàâêè èçâåñòè íå òîëüêî óëó÷øàþò êîìêóåìîñòü øèõòû, íî è èíòåíñèôèöèðóþò îáæèã ñûðûõ îêàòûøåé. Äîáàâêà èçâåñòè óñêîðÿåò ðåàêöèè îáðàçîâàíèÿ ôåððèòîâ è ñíèæàåò òåìïåðàòóðó íà÷àëà îáðàçîâàíèÿ æèäêîôàçíîé ñâÿçêè ïî ñðàâíåíèþ ñ äîáàâêàìè èçâåñòíÿêà [3]. Ñïåöèàëèñòàìè ÖÃÎÊ áûëè ïðîâåäåíû ïðîìûøëåííûå èñïûòàíèÿ ïî çàìåíå áåíòîíèòà êàðáîíàòíîé èçâåñòüþ [15] — èçìåëü÷åííîé ñìåñüþ îêñèäà (≥ 50 %) è êàðáîíàòà êàëüöèÿ, êîòîðàÿ ïî âÿæóùèì ñâîéñòâàì íå óñòóïàåò èçâåñòè (êàê íåãàøåíîé, òàê è ãàøåíîé). Òåìïåðàòóðà ãèäðàòàöèè äàííîé ñìåñè íå ïðåâûøàåò 50 – 60 °C. Ðåçóëüòàòû ïðîìûøëåííûõ èñïûòàíèé ïîêàçàëè ýôôåêòèâíîñòü ïðèìåíåíèÿ êàðáîíàòíîé èçâåñòè: âîçðîñëà ïðî÷íîñòü ñûðûõ è îáîææåííûõ îêàòûøåé êàê íà ñæàòèå, òàê è íà ñîïðîòèâëåíèå óäàðó è èñòèðàíèþ, ñíèçèëñÿ âûõîä ìåëî÷è. Ðåçóëüòàòû îïðåäåëåíèÿ ïðî÷íîñòè îáîææåííûõ áåçáåíòîíèòîâûõ îêàòûøåé (îïûòíûå — ÷èñëèòåëü, áàçîâûå ñ áåíòîíèòîâîé ãëèíîé — çíàìåíàòåëü) [15]: ñîäåðæàíèå ìåëî÷è 0 – 5 ìì, % — 4,8/6,4; ïðî÷íîñòü íà ñæàòèå, Í/îêàòûø — 2400/1470; ïðè èñïûòàíèè â áàðàáàíå íà óäàð ñîäåðæàíèå ôðàêöèè > 5 ìì, % — 81,7/82,2; ïðè èñïûòàíèè â áàðàáàíå íà èñòèðàíèå ñîäåðæàíèå ôðàêöèè < 0,5 ìì, % — 16,3/15,6; îñíîâíîñòü, îòí. åä. — 0,68/0,7.  ïðîèçâîäñòâå îêàòûøåé äàííûé ìàòåðèàë øèðîêîãî ïðèìåíåíèÿ íå ïîëó÷èë, íåñìîòðÿ íà ïîëîæèòåëüíûå ðåçóëüòàòû. Ïðè÷èíà — íåîáõîäèìîñòü ISSN 0038—920X. “СТАЛЬ”. № 7. 2015 г. ДОМЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО ñòðîèòåëüñòâà öåõà ïî ïðîèçâîäñòâó èçâåñòè; êðîìå òîãî, ïðîìûøëåííîå èñïîëüçîâàíèå íåãàøåíîé èëè ãàøåíîé èçâåñòè òðåáóåò ñîáëþäåíèÿ ðÿäà ìåð áåçîïàñíîñòè, ÷òî ñîïðÿæåíî ñ äîïîëíèòåëüíûìè êàïèòàëüíûìè âëîæåíèÿìè.  îñíîâíîì äîáàâêè èçâåñòè èñïîëüçóþò â ïðîèçâîäñòâå îôëþñîâàííûõ îêàòûøåé, äëÿ ïîòðåáèòåëåé æå áîëüøèé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿþò íåîôëþñîâàííûå îêàòûøè ñ áîëüøèì ñîäåðæàíèåì æåëåçà. Îðãàíè÷åñêèå äîáàâêè. Èõ èñïîëüçîâàíèå ïîçâîëÿåò âûâåñòè ïóñòóþ ïîðîäó èç øèõòû îêàòûøåé è òåì ñàìûì ïîâûñèòü ñîäåðæàíèå æåëåçà â ãîòîâîì ïðîäóêòå. Ñâÿçóþùèå ýòîé ãðóïïû äîëæíû áûòü â ïîðîøêîîáðàçíîì ñîñòîÿíèè, õîðîøî ðàñòâîðÿòüñÿ â âîäå è îáëàäàòü êëåÿùèìè ñâîéñòâàìè. Ýòèì òðåáîâàíèÿì íàèáîëåå ïîëíî îòâå÷àåò ïðîäóêò, ïîëó÷åííûé èç öåëëþëîçû, — êàðáîêñèìåòèëöåëëþëîçà (ÊÌÖ) — ïðîñòîé ýôèð öåëëþëîçû è ãëèêîëåâîé êèñëîòû. Ïðè ðàñõîäå 0,2 – 0,4 % ýòà äîáàâêà îáåñïå÷èâàåò íàèáîëüøóþ ïðî÷íîñòü âûñóøåííûõ îêàòûøåé (46 – 56 Í/ îêàòûø). Íà ýòîì æå óðîâíå íàõîäèòñÿ ïðî÷íîñòü âûñóøåííûõ îêàòûøåé ïðè äîáàâêå 0,3 – 0,5 % ïîëèâèíèëîâîãî ñïèðòà, ÷òî â 1,4 ðàçà ïðåâûøàåò ïðî÷íîñòü îêàòûøåé ñ áåíòîíèòîì [8]. Äëÿ ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè îêîìêîâàíèÿ è óâåëè÷åíèÿ ïðî÷íîñòè ñûðûõ îêàòûøåé íàðÿäó ñ íàòðèåâîé ñîëüþ ÊÌÖ ìîæíî ââîäèòü â øèõòó âîäîðàñòâîðèìóþ ñîëü ùåëî÷íîçåìåëüíîãî ìåòàëëà è íèçêîìîëåêóëÿðíîé ñèëüíîé êèñëîòû â ñîîòíîøåíèè: íàòðèåâàÿ ñîëü ÊÌÖ 0,005 – 1,0 %; ñîëü ùåëî÷íîçåìåëüíîãî ìåòàëëà è íèçêîìîëåêóëÿðíîé êèñëîòû 0,01 – 1,0 %.  êà÷åñòâå ïîñëåäíåé ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí õëîðèä êàëüöèÿ [9]. Áîëüøîå ðàñïðîñòðàíåíèå ïîëó÷èëî èñïîëüçîâàíèå ïîëèìåðíûõ êîìïîçèöèé â êà÷åñòâå óïðî÷íÿþùèõ äîáàâîê; êàê ïðàâèëî, îíè ââîäÿòñÿ ñ áåíòîíèòîì.  êà÷åñòâå îðãàíè÷åñêîé äîáàâêè èñïîëüçîâàëè [10, 11] ñìåñè áåíòî-ïîëèìåðíûõ êîìïîçèöèé (ÁÏÊ): ÏÁ-1 è ÏÁ-3 ñ ðàçíûì ïîêàçàòåëåì ýôôåêòèâíîé âÿçêîñòè.  õîäå èñïûòàíèé ìàêñèìàëüíàÿ òåìïåðàòóðà â çîíå îáæèãà áûëà ñíèæåíà ñ 1350 äî 1250 – 1260 °C, ÷òî ïîçâîëèëî óâåëè÷èòü ïîðèñòîñòü îáîææåííûõ îêàòûøåé íà 0,5 % ïðè îäíîâðåìåííîì óìåíüøåíèè äëèòåëüíîñòè ïðåáûâàíèÿ ïðè òåìïåðàòóðå âûøå 1150 °C ñ 9,7 äî 6,5 ìèí. Íà Êà÷êàíàðñêîì ÃÎÊå ïðîâîäèëè ïðîìûøëåííûå èñïûòàíèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì èíòåðïîëèìåðíîãî ñâÿçóþùåãî (ÈÏÑ) èç ïîëèìåðíîé è ìèíåðàëüíîé ÷àñòåé, ïðîèçâåäåííîãî ÎÎÎ «Êîìïàíèÿ Áåíòîíèò». Ðàñõîä ÈÏÑ — 0,05 êã/ò îêàòûøåé, ðàñõîä áåíòîíèòà áûë ñíèæåí âäâîå, ïðî÷íîñòü îáîææåííûõ îêàòûøåé óâåëè÷èëàñü ñ 2,30 äî 2,72 êÍ/îêàòûø [12]. Ñîñòàâ ÈÏÑ íàïðÿìóþ çàâèñèò îò îñîáåííîñòåé æåëåçîðóäíîãî êîíöåíòðàòà è âûáèðàåòñÿ ýêñïåðèìåíòàëüíî äëÿ êàæäîãî ÃÎÊà. Èçâåñòíû èññëåäîâàíèÿ äîáàâêè ïîëèàêðèëàìèäà. Îáúåìíàÿ êîíöåíòðàöèÿ ýòîãî îðãàíè÷åñêîãî ñâÿçóþùåãî ïðè ðàñõîäå 0,2 êã/ò ñîîòâåòñòâîâàëà 0,07 % â ñîñòàâå øèõòû [13]. Èñïûòàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî ïðî÷íîñòü îêàòûøåé ñ ïîëèàêðèëàìèäîì ïî ñðàâíåíèþ ñ îêàòû“СТАЛЬ”. № 7. 2015 г. ISSN 0038—920X øàìè, â êîòîðûå äîáàâëåí áåíòîíèò, íåìíîãî íèæå, íî äîñòàòî÷íà äëÿ òðàíñïîðòèðîâêè è ïåðåðàáîòêè [14]. Äðóãîå îðãàíè÷åñêîå ñâÿçóþùåå, èñïîëüçóåìîå â ïðîöåññàõ îêîìêîâàíèÿ, — ïîëèìåð «Ïåðèäóð» íà îñíîâå öåëëþëîçû. Åãî ïðîìûøëåííûå èñïûòàíèÿ óñïåøíî ïðîâåäåíû íà íåñêîëüêèõ çàðóáåæíûõ ôàáðèêàõ. Îñîáåííîñòè òåðìîîáðàáîòêè îêàòûøåé ñ îðãàíè÷åñêèìè ñâÿçóþùèìè — áóëüøàÿ âûñîòà ñëîÿ îêàòûøåé íà ëåíòå è áîëåå áûñòðîå îêèñëåíèå ìàãíåòèòà èç-çà ëó÷øåé ãàçîïðîíèöàåìîñòè ñëîÿ îêàòûøåé [5]. Äàííàÿ äîáàâêà íå ïîëó÷èëà øèðîêîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ èç-çà äîðîãîâèçíû. Îðãàíè÷åñêèå äîáàâêè â øèõòó îêàòûøåé ìîäèôèöèðóþò èõ ïîðîâóþ ñòðóêòóðó (ñîçäàþò áîëåå ðàçâèòóþ ñòðóêòóðó ñ óìåíüøåíèåì ðàçìåðà ïîð) è ñïîñîáñòâóþò óâåëè÷åíèþ ïîðèñòîñòè.  èñïûòàíèÿõ äîñòèãàëèñü ðàçíûå ïðî÷íîñòíûå ñâîéñòâà îáîææåííûõ îêàòûøåé â çàâèñèìîñòè îò âèäà è êîëè÷åñòâà äîáàâêè. Îðãàíè÷åñêèå äîáàâêè ïðèìåíÿþòñÿ íà ðÿäå ïðåäïðèÿòèé ïî ïðîèçâîäñòâó îêàòûøåé, îäíàêî â ÎÀÎ «Ëåáåäèíñêèé ÃÎÊ» ïîñëå äâóõ ëåò ïðèìåíåíèÿ ïîëèìåðîâ â òåõíîëîãèè ïðîèçâîäñòâà îêàòûøåé îòêàçàëèñü îò íèõ èç-çà âîçðîñøèõ òðåáîâàíèé ïîòðåáèòåëåé ê ïðî÷íîñòíûì ñâîéñòâàì æåëåçîðóäíîãî ñûðüÿ. Äëÿ ïîëó÷åíèÿ îêàòûøåé ñ òðåáóåìûìè ïðî÷íîñòíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè ïðè èñïîëüçîâàíèè ïîëèìåðîâ íåîáõîäèìî ïîääåðæèâàòü â çîíå îáæèãà òåìïåðàòóðó íà óðîâíå 1280 – 1300 °Ñ ïðè äëèòåëüíîñòè ïðåáûâàíèÿ îêàòûøåé â ýòîé çîíå 5 – 6 ìèí. Êîìïëåêñíûå äîáàâêè.  ðàáîòå [16] ïî ïðèìåíåíèþ âûñîêîæåëåçèñòîãî öåìåíòà, ñîñòîÿùåãî èç æåëåçîôëþñà, ïîêàçàíî, ÷òî ýòà êîìïëåêñíàÿ äîáàâêà óëó÷øàåò êîìêóåìîñòü øèõòû, ñïîñîáñòâóåò ïîëó÷åíèþ ãðàíóë ñ áîëåå ïëîòíîé óïàêîâêîé ÷àñòèö. Èñïîëüçîâàíèå â êà÷åñòâå ñâÿçóþùåãî âûñîêîæåëåçèñòîãî öåìåíòà îáåñïå÷èâàåò â ïðîöåññå îêîìêîâàíèÿ óñëîâèÿ äëÿ çàõâàòà è âêàòûâàíèÿ â òåëî ãðàíóëû ãðóáûõ çåðåí êîíöåíòðàòà. Ââåäåíèå êîìïëåêñíûõ äîáàâîê â çàâèñèìîñòè îò èõ ïðèðîäû ïî-ðàçíîìó âëèÿåò íà ñâîéñòâà ãîòîâîé ïðîäóêöèè.  íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ óäàåòñÿ óâåëè÷èòü ïðî÷íîñòü îáîææåííûõ îêàòûøåé [17], â äðóãèõ — ñîäåðæàíèå æåëåçà â ãîòîâîì ïðîäóêòå [18, 19]. Ïîäãîòîâêà êîìïëåêñíîé ñìåñè — âñåãäà äîñòàòî÷íî ñëîæíûé ïðîöåññ ñ ïðèâëå÷åíèåì äîïîëíèòåëüíîãî îáîðóäîâàíèÿ äëÿ ñóøêè, èçìåëü÷åíèÿ èëè ñìåøèâàíèÿ êîìïîíåíòîâ, ÷àñòî ñîïðîâîæäàþùèõñÿ ïîâûøåííûì èçíîñîì çàãðóçî÷íûõ è ðàçãðóçî÷íûõ ïàòðóáêîâ è òðàíñïîðòåðîâ. Ëåãêîïëàâêèå äîáàâêè. Äëÿ ïîâûøåíèÿ õîëîäíîé ïðî÷íîñòè îáîææåííûõ îêàòûøåé èñïîëüçîâàëè áóòûëî÷íîå ñòåêëî, áîðàò íàòðèÿ, ãóäðîííîå ìûëî, ñâàðî÷íûé øëàê [4].  õîäå ðàáîò, ïðîâîäèìûõ íà ðóäàõ ñêàðíîâîãî òèïà Ñîêîëîâñêî-Ñàðáàéñêîãî ÃÎÊà, áàçîâûå îêàòûøè ñ 0,3; 0,5 è 2,0 % B2O3 îêîìêîâûâàëè è ñïåêàëè â ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèÿõ. Ïðî÷íîñòü ñûðûõ îêàòûøåé â ðåçóëüòàòå èçìåíåíèÿ ñîñòàâà øèõòû âîçðîñëà ñ 8 äî 15; 20; 50 Í/îêàòûø ïðè ñîäåðæàíèè â íèõ áîðà ñîîòâåòñòâåííî 0,3; 0,5 è 2,0 %. Óâåëè÷åíèå 3 ДОМЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО 3,0 6 Прочность обожженных окатышей 5 2,0 4 1,5 3 1,0 2 1,0 0,5 0 0,66 1,0 0,5 1 0,5 0,0 1 1,0 Концентрация, мас. % Прочность на сжатие, кН 2,5 Концентрация связующего 0,1 0,2 5 6 0,2 0,2 0,1 0 2 3 4 7 8 9 10 11 12 Прочность на сжатие обожженных окатышей без связующего (1) и содержащих органические и неорганические связующие [23]: 2 — бентонит; 3 — NaSiO3; 4 — пшеничная мука; 5 — Перидур; 6 — картофельный крахмал; 7 — целлюлоза; 8 — гемицеллюлоза; 9 — лигносульфанат; 10 — моногидрат лактозы; 11 — полиакриламид; 12 — Alcotak FE8 ïðî÷íîñòè ñûðûõ îêàòûøåé àâòîðû îáúÿñíÿþò èçìåíåíèåì èõ ìèêðîñòðóêòóðû; îáëîìêè êðèñòàëëîâ B2O3 ïðåâðàùàþòñÿ â ñðîñòêè èãîëü÷àòûõ êðèñòàëëîâ ñîññîëèíà, ïðîíèçûâàþùèõ âñå òåëî ãðàíóëèðîâàííûõ îêàòûøåé. Ïðî÷íîñòü îáîææåííûõ îêàòûøåé òàêæå ðàñòåò [20]. Äàëüíåéøèå ðàáîòû íà ÑÑÃÎÊ ïðîâîäèëè ñ áîðàòîâîé ðóäîé, òàê êàê ÷èñòûé B2O3 äîðîãîñòîÿùèé. Àâòîðû [21] îòìå÷àþò ðàçíóþ ïðî÷íîñòü ãîòîâîé ïðîäóêöèè ïî âûñîòå ñëîÿ, ÷òî ñâÿçàíî ñ íåðàâíîìåðíûì ðàñïðåäåëåíèåì òåìïåðàòóðíîãî ïîëÿ, êîãäà íèæíèì îêàòûøàì íå õâàòàåò âðåìåíè è òåïëà äëÿ ïðîõîæäåíèÿ âñåõ ðåàêöèé. Áûëî çàìå÷åíî, ÷òî îêàòûøè ñ áîðàòîâîé ðóäîé îòëè÷àþòñÿ îò îêàòûøåé ñ îêñèäîì áîðà áîëåå ðîâíûì ôàçîâûì ñîñòàâîì è ñòðóêòóðîé ïî âûñîòå ñëîÿ. Ýòî âëèÿåò íà ñâîéñòâà îêàòûøåé íèæíèõ ñëîåâ, ïîçâîëÿÿ ïîëó÷àòü ïðîäóêöèþ îäèíàêîâîãî ñîñòàâà è ìåòàëëóðãè÷åñêèõ ñâîéñòâ. Äëÿ èíòåíñèôèêàöèè ïðîöåññà óïðî÷íåíèÿ îêàòûøåé íà ñòàäèè æèäêîôàçíîãî ñïåêàíèÿ, óëó÷øåíèÿ ìåòàëëóðãè÷åñêèõ ñâîéñòâ äîñòàòî÷íî íàëè÷èÿ â íèõ 0,20 – 0,35 % îêñèäîâ áîðà, ÷òî â èññëåäîâàíèè [21] ñîîòâåòñòâóåò 1 – 2 % áîðàòîâîé ðóäû â øèõòå. Óâåëè÷åíèå êîíöåíòðàöèè îêñèäà áîðà ïðè ñóùåñòâóþùåì ðåæèìå îáæèãà ïðèâåäåò ê ïàäåíèþ ïðî÷íîñòíûõ ñâîéñòâ íà ñæàòèå ïðè ñîõðàíåíèè âûñîêèõ ïîêàçàòåëåé â ïðîöåññå âîññòàíîâëåíèÿ. Áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî ïðåäëîæåííàÿ òåõíîëîãèÿ ïîçâîëÿåò ïîâûñèòü ïðî÷íîñòü îáîææåííûõ îêàòûøåé íà 18,5 %, ïðî÷íîñòü ïðè âîññòàíîâëåíèè âäâîå, ñíèçèòü ðàñõîä èçâåñòíÿêà íà 11 % è áåíòîíèòà âäâîå è ìîæåò áûòü ðåêîìåíäîâàíà äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â ïðîìûøëåííûõ óñëîâèÿõ. Ëàáîðàòîðíûå îïûòû ïî ïðèìåíåíèþ áóðû ïðîâîäèëè íà ËÃÎÊå [22].  ðåöåïòóðó øèõòû ââîäèëè ñóõóþ äîáàâêó áóðû (Na2B4O7 ⋅ 10H2O) â êîíöåíòðàöèÿõ 4 1; 2,5 è 5 % îò ìàññû áåíòîíèòà. Ïðîöåññ îêîìêîâàíèÿ ïðîõîäèë óñòîé÷èâî, ìåõàíèçì ãðàíóëîîáðàçîâàíèÿ ñîîòâåòñòâîâàë îïòèìàëüíîìó. Ñëèïàíèÿ îêàòûøåé â ãðîçäè íå íàáëþäàëîñü. Ïî îòíîøåíèþ ê áàçîâîé ïðîáå â ãðàíóëîìåòðè÷åñêîì ñîñòàâå îêàòûøåé óìåíüøèëñÿ âûõîä ôðàêöèè > 18 ìì, îäíàêî ïðè ýòîì âîçðîñ âûõîä ôðàêöèé îò 16 äî 18 ìì. Ïî îñòàëüíûì äèàïàçîíàì ôðàêöèîííîãî ñîñòàâà îêàòûøè ñîîòâåòñòâîâàëè áàçîâîìó îáðàçöó. Ïîêàçàòåëè ïðî÷íîñòè íà óäàð è ïðî÷íîñòè íà ðàçäàâëèâàíèå ñûðûõ îêàòûøåé ïðè èñïîëüçîâàíèè ñóõîãî ðåàãåíòà «Áóðà» áûëè íà óðîâíå çíà÷åíèé áàçîâîé ïðîáû. Îáîææåííûå îêàòûøè áûëè ñêëîííû ê ñïåêîîáðàçîâàíèþ. Ñ óâåëè÷åíèåì â øèõòå ìàññîâîé äîëè áóðû êîëè÷åñòâî ñïåêîâ âîçðàñòàëî. Ïðè äîáàâëåíèè â ðåöåïòóðó øèõòû 2,5 % ñóõîãî ðåàãåíòà «Áóðà» îòìå÷åíî óâåëè÷åíèå ïðî÷íîñòè îêàòûøåé íà 150 Í/îêàòûø ïî ñðàâíåíèþ ñ áàçîâîé ïðîáîé (2,55 êÍ/îêàòûø). Çà áàçîâûé âàðèàíò ïðèíèìàëè îêàòûøè, ñîäåðæàùèå 0,7 % áåíòîíèòà è 110 ã/ò ïîëèìåðà «Floform» [22]. Ïðèìåíåíèå ëåãêîïëàâêèõ äîáàâîê ïîçâîëÿåò ôîðìèðîâàòü íà ðàííèõ ñòàäèÿõ îáæèãà æèäêîïîäâèæíûé ðàñïëàâ, ïðîïèòûâàþùèé òåëî îêàòûøåé, è, âîçìîæíî, óâåëè÷èòü èõ ïðî÷íîñòü, íî ñóùåñòâóåò ðèñê ñëèïàíèÿ îêàòûøåé è ôîðìèðîâàíèÿ êîíãëîìåðàòà ïðè îáðàçîâàíèè áîëüøîãî êîëè÷åñòâà æèäêîé ôàçû. Ïðîáëåìà ïîèñêà àëüòåðíàòèâíûõ ñâÿçóþùèõ àêòóàëüíà è çà ðóáåæîì.  ìíîãî÷èñëåííûõ ðàáîòàõ [23 – 37] ñðàâíèâàåòñÿ ýôôåêòèâíîñòü ïðèìåíåíèÿ îðãàíè÷åñêèõ è íåîðãàíè÷åñêèõ äîáàâîê.  õîäå èñïûòàíèé, ïðîâîäèìûõ â Òóðöèè, ïîïûòàëèñü ñðàâíèòü âîçäåéñòâèå íà ìåòàëëóðãè÷åñêèå ñâîéñòâà îêàòûøåé ñâÿçóþùèõ — áåíòîíèòà, NaSiO3, ïøåíè÷íîé ìóêè, «Ïåðèäóðà», êàðòîôåëüíîãî êðàõìàëà, öåëëþëîçû, ãåìèöåëëþëîçû, ëèãíîñóëüôàíàòà, ìîíîãèäðàòà ëàêòîçû, ïîëèàêðèëàìèäà, «Alkotak FE8» [23]. Âñå ñåðèè îïûòíûõ îêàòûøåé îáæèãàëè ïðè 1200 °C. Àíàëèç îáîææåííûõ îêàòûøåé ïîêàçàë, ÷òî íàèáîëüøåé ïðî÷íîñòüþ îáëàäàëè îêàòûøè ñ äîáàâêàìè áåíòîíèòà (0,66 %), NaCO3 (2,0 %), CaCl2 (2 %), îòõîäà ìîëî÷íîãî ïðîèçâîäñòâà (1 %), îñòàëüíûå ñâÿçóþùèå íå ïðèäàâàëè îêàòûøàì òðåáóåìîãî óðîâíÿ ïðî÷íîñòè (ðèñóíîê). ВЫВОДЫ 1. Íàèáîëåå òåõíîëîãè÷íûì íåîðãàíè÷åñêèì ñâÿçóþùèì ìàòåðèàëîâ ÿâëÿåòñÿ áåíòîíèò. 2. Èçâåñòü ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ â êà÷åñòâå ñâÿçóþùåãî âåùåñòâà ïðè åå ïðîèçâîäñòâå â òåõíîëîãè÷åñêîì ïðîöåññå ïðåäïðèÿòèÿ, à òàêæå îáåñïå÷åíèè òðåáóåìûõ ìåð áåçîïàñíîñòè. 3. Ïðîãðåññèâíûé ñâÿçóþùèé êîìïîíåíò — ïîëèìåðíûé ìàòåðèàë, êîòîðûé ñëåäóåò âûáèðàòü, èñõîäÿ èç òðåáîâàíèé ê êà÷åñòâåííûì ïîêàçàòåëÿì îêàòûøåé è ñîîòâåòñòâèÿ òåìïåðàòóðíî-âðåìåííîãî ðåæèìà èõ îáðàáîòêè. 4. Ïðèìåíåíèå êîìïëåêñíûõ è ëåãêîïëàâêèõ äîáàâîê íå ïîëó÷èëî øèðîêîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïî ISSN 0038—920X. “СТАЛЬ”. № 7. 2015 г. ДОМЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО ïðè÷èíå èõ ñëîæíîé ïðåäâàðèòåëüíîé ïîäãîòîâêè è íåòåõíîëîãè÷íîñòè â ïðîìûøëåííûõ óñëîâèÿõ. 5. Óíèâåðñàëüíîå ñâÿçóþùåå, êîòîðîå óäîâëåòâîðÿëî áû âñåõ ïðîèçâîäèòåëåé æåëåçîðóäíûõ îêàòûøåé, îòñóòñòâóåò. Âîïðîñû ïîäáîðà è àïðîáàöèè òîé èëè èíîé äîáàâêè äîëæíû ðåøàòüñÿ ýêñïåðèìåíòàëüíî íà êîíêðåòíîé ôàáðèêå îêîìêîâàíèÿ, èñõîäÿ èç òðåáîâàíèé ê ïðî÷íîñòíûì è ìåòàëëóðãè÷åñêèì ñâîéñòâàì îêàòûøåé. 6. Ìåòîä ïîäáîðà ñâÿçóþùåãî èëè ìîäèôèöèðóþùåãî ìàòåðèàëà â êà÷åñòâå øèõòîâîãî êîìïîíåíòà â îêàòûøè íàèáîëåå äåéñòâåíåí ïðè äîñòèæåíèè òðåáóåìûõ ñâîéñòâ æåëåçîðóäíîãî ñûðüÿ â ñîâðåìåííûõ óñëîâèÿõ. 7. Ïðè âûáîðå äîáàâêè íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü: ìèíåðàëîãè÷åñêèå ñâîéñòâà æåëåçîðóäíîãî êîíöåíòðàòà; òðåáîâàíèÿ ê êà÷åñòâåííûì ïîêàçàòåëÿì ãîòîâîãî ïðîäóêòà (ñîäåðæàíèå æåëåçà, îòäåëüíûõ êîìïîíåíòîâ ïóñòîé ïîðîäû, ïðî÷íîñòíûå è ìåòàëëóðãè÷åñêèå ñâîéñòâà); òåõíîëîãè÷åñêèå âîçìîæíîñòè êîíêðåòíîãî ïðîèçâîäñòâà; ñòîèìîñòü è òåõíîëîãè÷íîñòü ïðåäëàãàåìîãî ìàòåðèàëà. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Æóðàâëåâ Ô. Ì., Ìàëûøåâà Ò. ß. Îêàòûøè èç êîíöåíòðàòîâ æåëåçèñòûõ êâàðöèòîâ. — Ì. : Ìåòàëëóðãèÿ, 1991. — 127 ñ. 2. Ïàò. 800200 ÑÑÑÐ. Øèõòà äëÿ ïîëó÷åíèÿ îêàòûøåé / À. À. Ñàëûêèí, Â. Í. Ñåëåçíåâ, Â. Â. Êàðïîâ è äð. ; çàÿâë. 26.12.78 ; îïóáë. 30.01.81, Áþë. ¹ 4, 1981. 3. Ñàâåëüåâ Ñ. Ã., Ôåäîðîâ Î. Ã., Ñîëîìàõà Â. Í., Ëèòâèíîâ Î. Ï. Ïðèìåíåíèå èçâåñòè ðàçëè÷íîãî êà÷åñòâà ïðè ïðîèçâîäñòâå æåëåçîðóäíûõ îêàòûøåé // ×åðíàÿ ìåòàëëóðãèÿ. Áþë. «×åðìåòèíôîðìàöèÿ». 1985. Âûï. 3. 4. Þñôèí Þ. Ñ., Ïàøêîâ Í. Ô., Àíòîíåíêî Ë. Ê. Èíòåíñèôèêàöèÿ ïðîèçâîäñòâà è óëó÷øåíèå êà÷åñòâà îêàòûøåé. — Ì. : Ìåòàëëóðãèÿ, 1994. — 240 ñ. 5. Ñàâåëüåâ Ñ. Ã., ×èæèêîâà Â. Ì. Ñâÿçóþùèå äîáàâêè â ïðîöåññàõ îêóñêîâàíèÿ æåëåçîðóäíîãî ñûðüÿ // Îáçîðíàÿ èíôîðìàöèÿ èíñòèòóòà «×åðìåòèíôîðìàöèÿ». 1986. Âûï. 1. 6. Ôåäîðîâ Î. Ã., Ñàâåëüåâ Ñ. Ã. Ïðîèçâîäñòâî îôëþñîâàííûõ îêàòûøåé ñ èñïîëüçîâàíèåì àêòèâíîé òîíêîèçìåëü÷åííîé èçâåñòè â øèõòå âìåñòî áåíòîíèòà // Òåçèñû äîêëàäîâ Âñåñîþçíîé íàó÷.-òåõí. êîíô. «Òåîðèÿ è òåõíîëîãèÿ ïîäãîòîâêè ìåòàëëóðãè÷åñêîãî ñûðüÿ ê äîìåííîé ïëàâêå». — Äíåïðîïåòðîâñê, 1985. 7. Ïàøêîâ Í. Ô., Ùåëáûêèí Ã. Â. Èññëåäîâàíèå ïîëó÷åíèÿ îêàòûøåé ñ äîáàâêîé â øèõòó ìàãíåçèàëüíîé èçâåñòè // Òåçèñû äîêëàäîâ Âñåñîþçíîé íàó÷.-òåõí. êîíô. «Òåîðèÿ è òåõíîëîãèÿ ïîäãîòîâêè ìåòàëëóðãè÷åñêîãî ñûðüÿ ê äîìåííîé ïëàâêå». — Äíåïðîïåòðîâñê, 1985. 8. Ïîæèäàåâà Ý. Þ., Ðîâåíñêèé È. È., Ïîïîâè÷ Ç. Ï. è äð. Âûáîð ñâÿçóþùåé äîáàâêè äëÿ ïðîèçâîäñòâà îêàòûøåé // Èçâ. âóçîâ. ×åðíàÿ ìåòàëëóðãèÿ. 1984. ¹ 2. Ñ. 13 – 15. 9. Ïàò. 996485 ÑÑÑÐ. Ñâÿçóþùåå äëÿ îêîìêîâàíèÿ æåëåçîðóäíûõ ìàòåðèàëîâ / Â. Í. Äîðîôååâ, Ý. Þ. Ïîæèäàåâà, È. È. Ðîâåíñêèé, Ñ. Ì. Àëåêñàíäðîâ ; çàÿâë. 30.07.81 ; îïóáë. 15.02.83, Áþë. ¹ 6, 1983. “СТАЛЬ”. № 7. 2015 г. ISSN 0038—920X 10. Óñîëüöåâ Ä. Þ. Èññëåäîâàíèå âëèÿíèÿ áåíòî-ïîëèìåðíûõ êîìïîçèöèé íà ñâîéñòâà æåëåçîðóäíûõ îêàòûøåé è ñîâåðøåíñòâîâàíèå íà ýòîé îñíîâå òåõíîëîãèè ïîäãîòîâêè øèõòû äëÿ èõ ïðîèçâîäñòâà : Àâòîðåô. äèññ. ... êàíä. òåõí. íàóê. — Åêàòåðèíáóðã, 2007. — 24 ñ. 11. Øàâðèí À. Â. Èññëåäîâàíèå è ðàçðàáîòêà òåõíîëîãè÷åñêèõ ðåøåíèé ïî óëó÷øåíèþ ìåòàëëóðãè÷åñêèõ ñâîéñòâ îêàòûøåé íà îñíîâå îïòèìèçàöèè èõ ñòðóêòóðû : Àâòîðåô. äèñ. ... êàíä. òåõí. íàóê. — Åêàòåðèíáóðã, 2006. — 24 ñ. 12. Âîåâîäèí Ë. È., Âèíè÷óê Á. Ã. Âàõðóøåâ Ë. Ï. è äð. Ïåðñïåêòèâû èñïîëüçîâàíèÿ èíòåðïîëèìåðíûõ ñâÿçóþùèõ ïðè ïðîèçâîäñòâå æåëåçîðóäíûõ îêàòûøåé // Ñòàëü. 2008. ¹ 12. Ñ. 43. 13. ×èæèêîâà Â. Ì., Âàéíøòåéí Ð. Ì. Îêîìêîâàíèå æåëåçîðóäíûõ ìàòåðèàëîâ ñ ðàçëè÷íûìè ñâÿçóþùèìè äîáàâêàìè // Èçâ. âóçîâ. ×åðíàÿ ìåòàëëóðãèÿ. 2004. ¹ 2. Ñ. 8 – 10. 14. Âàéíøòåéí Ð. Ì. Èññëåäîâàíèå è ðàçðàáîòêà òåõíîëîãèè ïðîèçâîäñòâà æåëåçîðóäíûõ îêàòûøåé ñ öåëüþ çàìåíû áåíòîíèòà îðãàíè÷åñêèì ñâÿçóþùèì : Àâòîðåô. äèñ. ... êàíä. òåõí. íàóê. — Ìîñêâà, 2004. — 25 ñ. 15. Åôèìåíêî Ã. Ã., Ñâèðèäåíêî Æ. Â., Êàðàêàø À. È., Øìàò Ê. Â. Âëèÿíèå êà÷åñòâà ôëþñà íà ïðîöåññû îêóñêîâàíèÿ è êà÷åñòâî æåëåçîðóäíûõ îêàòûøåé // Ñá. íàó÷. òð. «Ôóíäàìåíòàëüíûå è ïðèêëàäíûå ïðîáëåìû ÷åðíîé ìåòàëëóðãèè. — Äíåïðîïåòðîâñê : È×Ì ÍÀÍ Óêðàèíû, 2008. Âûï. 16. Ñ. 293 – 301. 16. Êóçüìåíêî Ë. Ñ., Äìèòðèåâñêèé Â. Ñ. Èññëåäîâàíèÿ îçåðíåíèÿ Îëåíåãîðñêîãî è Êîâäîðñêîãî êîíöåíòðàòîâ ñ ïðèìåíåíèåì âûñîêîæåëåçèñòîãî öåìåíòà // Òåçèñû äîêëàäîâ Âñåñîþçíîé íàó÷.-òåõí. êîíô. «Òåîðèÿ è òåõíîëîãèÿ ïîäãîòîâêè ìåòàëëóðãè÷åñêîãî ñûðüÿ ê äîìåííîé ïëàâêå». — Äíåïðîïåòðîâñê, 1985. 17. Êàðïåíêî Ð. À., Ãðîìîâ À. Ñ. Ôåððèòíî-êàëüöèåâûé ôëþñîñâÿçóþùèé (ÔÔÑ) äëÿ æåëåçîðóäíûõ îêàòûøåé. — Ëèïåöê, ËÃÒÓ. 18. Äâîðíè÷åíêî È. Ô., Äàâèäþê À. À., Æóðàâëåâà Ã. Ä. Èñïîëüçîâàíèå ìåòàëëèçîâàííîãî âîçâðàòà è èçâåñòè ïðè ïîëó÷åíèè îêàòûøåé // Òåçèñû äîêëàäîâ Âñåñîþçíîé íàó÷.-òåõí. êîíô. «Òåîðèÿ è òåõíîëîãèÿ ïîäãîòîâêè ìåòàëëóðãè÷åñêîãî ñûðüÿ ê äîìåííîé ïëàâêå». — Äíåïðîïåòðîâñê, 1985. Ñ. 261. 19. Åôèìåíêî Ã. Ã. Êîâàëåâ Ä. À. Îñâîåíèå òåõíîëîãèè ïðîèçâîäñòâà îôëþñîâàííûõ îêàòûøåé ñ ôåððèòíîé ñìåñüþ íà Öåíòðàëüíîì ãîðíî-îáîãàòèòåëüíîì êîìáèíàòå è äîìåííàÿ ïëàâêà íà íèõ // Òåçèñû äîêëàäîâ Âñåñîþçíîé íàó÷.-òåõí. êîíô. «Òåîðèÿ è òåõíîëîãèÿ ïîäãîòîâêè ìåòàëëóðãè÷åñêîãî ñûðüÿ ê äîìåííîé ïëàâêå». — Äíåïðîïåòðîâñê, 1985. 20. Ìàëûøåâà Ò. ß., Äîëèöêàÿ Î. À. Ïåòðîãðàôèÿ è ìèíåðàëîãèÿ æåëåçîðóäíîãî ñûðüÿ. — Ì. : ÌÈÑèÑ, 2004. — 424 ñ. 21. Àêáåðäèí À. À., Êèì À. Ñ., Ñàðåêåíîâ Ê. Ç. Ðàçðàáîòêà òåõíîëîãèè ïðîèçâîäñòâà áîðñîäåðæàùèõ æåëåçîðóäíûõ îêàòûøåé // Ñòàëü. 2010. ¹ 6. Ñ. 14. 22. Îò÷åò î ïðîâåäåíèè ëàáîðàòîðíî-ïðîìûøëåííûõ èñïûòàíèé èñïîëüçîâàíèÿ ìîäèôèêàòîðîâ øèõòû íà ôàáðèêå îêîìêîâàíèÿ ÎÀÎ ËÃÎÊ. — Ãóáêèí : ÎÀÎ «Ëåáåäèíñêèé ÃÎÊ», 2007. — 31 ñ. 23. Urvashi Srivastava, S. Komar Kawatra, Timothy C. Eisele. Study of organic and inorganic binders on strength of iron oxide pellets // Metallurgical and material transactions. 2013. Vol. 44B. P. 5. 5