Для офлюсования окатышей на отечественных окомковательных фабриках используют известняк или доломитизированный известняк, в зависимости от требований технологии производства доменного передела. Разработана технология производства окатышей с использованием в качестве флюса доломита. Основным составляющим в используемых флюсах является СаО. В магнийсодержащих флюсах (доломитизированный известняк, доломит) количество MgO колеблется от 7 до 19-20% (см. табл. 8.1). Флюс измельчается на окомковательных фабриках в вентилируемых шаровых мельницах до необходимой фракции.

Так, содержание фракции <0,05 мм в флюсе находится в пределах 93- 96%, а удельная поверхность измельченного флюса составляет 420-490 м2/кг (см. табл. 8.2).

8.2.2 Связующие добавки

В качестве связующего на всех отечественных окомковательных фабриках применяют щелочной бентонит (см. табл. 8.1). Главнейшими слагающими минералами бентонитовых глин являются: монтмориллонит, сапонит, нонтронит, бейделит. Ведущее место занимает монтмориллонит.

Минеральный состав нерудной части концентратов окомковательных фабрик

Химический состав мономинеральных фракций силикатов нерудной части концентратов

Структура монтмориллонита слагается двумя листами кремне­кислородных тетраэдров, разделенными листом алюмокислородных октаэдров. Характерная особенность монтмориллонитовой структуры заключается в том, что молекулы воды и других полярных жидкостей могут входить в межслоевые пространства, вызывая увеличение параметра решетки вплоть до полного разделения слоев. Между слоями и вокруг них находятся адсорбированные катионы щелочных и щелочно-земельных металлов - натрия, калия, кальция и магния. В зависимости от преобладания тех или иных катионов бентониты называются щелочными или щелочноземельными. Теоретическая удельная поверхность монтмориллонита, диспергированного до размеров элементарных ячеек равна 8*106см2/г.

Для промышленного использования имеют значение следующие свойства бентонитов: гидрофильность, способность к диспергированию, влагоемкость, набухаемость.

Гидрофильность характеризует способность бентонита сорбировать на своей поверхности молекулы воды. Гидрофильность пропорциональна теплоте смачивания. Теплота смачивания монтмориллонитов находится в пределах 49,56-89,04 Дж/г. Теплота смачивания позволяет оценивать величину эффективной удельной поверхности глин и количество воды, перешедшей из свободного в связанное состояние.

Способность к диспергированию при смачивании водой. При смачивании бентонитов водой ее молекулы проникают по каппилярам к первичным частицам, а затем в межслоевые промежутки. Благодаря расклинивающему давлению водные прослойки утолщаются, происходит удаление частиц друг от друга вплоть до полного их разобщения. Глина самопроизвольно диспергирует. Способность бентонитовых глин в воде диспергировать характеризуется бентонитовым числом, которое у щелочных бентонитов измеряется в интервале 80-99.

Влагоемкость - характеризует способность глины впитывать влагу. Наиболее влагоемкими являются истинные щелочные бентониты. Капиллярная и максимальная молекулярная влагоемкость у них составляет соответственно 85-92% и 40-45%.

Набухаемость характеризуется способностью бентонитовых глин поглощать воду и значительно увеличиваться в объеме. Наиболее высокой набухаемостью в водной среде обладают истинные щелочные бентониты. Их объем увеличивается свыше 15-20 раз по сравнению с первоначальным.

Ведущим фактором, определяющим прочность сцепления частичек во влажном состоянии, является удельная поверхность материала, которая тем больше, чем выше содержание наиболее мелких фракций. Однако величина суммарной поверхности частиц шихты и конечные показатели процесса производства обожженных окатышей имеют между собой сложные связи. Так, рост удельной поверхности вызывает рост оптимальной влажности концентрата (-1,25% на каждые дополнительные 100 см2 /г), что приводит к снижению производительности обжиговых машин примерно на 1,2%. С одной стороны, более плотные сырые окатыши вызывают снижение скорости и конечной степени окисления, что отрицательно влияет на производительность обжиговых машин и качество обожженных окатышей.

Проведены лабораторные, полупромышленные и промышленные испытания местных заменителей щелочного бентонита, таких как щелочно­земельный бентонит, нонтронит, мергель и др. Кроме того, в связи с тем, что бентонит вносит в окатыши оксид кремния, проводят испытания связующих добавок с минимальным его содержанием или вообще без него: известь, органические вещества. Однако ни один из испытанных заменителей бентонита не внедрен по разным причинам в отечественное промышленное производство окатышей. За рубежом на некоторых окомковательных фабриках используют вместо бентонита гашеную известь и испытано органическое связующее - «перидур».