STUDY OF METALLISATION OF TITANOMAGNETITE BURNT PELLETS

Authors

  • A. N. DMITRIEV Institute of metallurgy of the Ural Branch of the Russian academy of sciences, Russia, Ekaterinburg Author
  • А. Е. PELEVIN Ural State Mining University, Russia, Ekaterinburg Author
  • G. YU. VIT'KINA Institute of metallurgy of the Ural Branch of the Russian academy of sciences, Russia, Ekaterinburg Author
  • V. G. ZLOBIN Open Society “Uraltrubprom”, Russia, Pervouralsk Author
  • R. V. ALEKTOROV Institute of metallurgy of the Ural Branch of the Russian academy of sciences, Russia, Ekaterinburg Author
  • Е. А. VYAZNIKOVA Institute of metallurgy of the Ural Branch of the Russian academy of sciences, Russia, Ekaterinburg Author
  • V. V. KATAYEV Institute of metallurgy of the Ural Branch of the Russian academy of sciences, Russia, Ekaterinburg Author
  • L. A. MARSHUK Institute of metallurgy of the Ural Branch of the Russian academy of sciences, Russia, Ekaterinburg Author
  • V. G. SMIRNOVA Institute of metallurgy of the Ural Branch of the Russian academy of sciences, Russia, Ekaterinburg Author

DOI:

https://doi.org/10.32339/0135-5910-2024-4-20-35

Keywords:

titanomagnetite, iron ore concentrate, phase composition, pellets, metallization, reducing, processing, mineralogy

Abstract

To efficiently process titanomagnetite deposits in the Urals, new technological solutions must be developed. One such solution is the production of metallized titanomagnetite pellets, followed by electric smelting. Modern electric smelting technologies have strict requirements for the materials used, including a metallization degree above 90%, high metallic iron content (>85%), low FeO content (<1%), and high compression strength. This article explores the potential for producing metallized pellets suitable for further processing into electric arc furnace smelting or for HBI production from enriched concentrates of Gusevogorsky and Pervouralsky deposits under laboratory conditions. The scheme for enriching the poor concentrate of Pervouralskydeposithas been developed. The study analyzed the chemical, phase, and mineralogical compositions of the obtained concentrates. The results showed that the total iron content after beneficiation was more than 65% for both deposits. The study concluded that titanomagnetite iron ore raw materials are suitable for the metallization process. The degree of metallization of burnt pellets, after reduction by gas of CO+N2 composition (90/10%) at exposure (240 min), reached 92% and higher.

Author Biographies

  • A. N. DMITRIEV, Institute of metallurgy of the Ural Branch of the Russian academy of sciences, Russia, Ekaterinburg

    HD (Tech.), Full Member of the Russian Academy of Natural Sciences, Full Member 
    of the Academy of Engineering Sciences of the Russian Federation, Chief Researcher, Laboratory of Pyrometallurgy of Reduction Processes

  • А. Е. PELEVIN, Ural State Mining University, Russia, Ekaterinburg

     HD (Tech.), Professor, Department of Mineral Processing

  • G. YU. VIT'KINA, Institute of metallurgy of the Ural Branch of the Russian academy of sciences, Russia, Ekaterinburg

    PhD (Tech.), Leading Researcher, Head of the Laboratory of Pyrometallurgy of Reduction Processes

  • V. G. ZLOBIN, Open Society “Uraltrubprom”, Russia, Pervouralsk

    Chief Surveyor

  • R. V. ALEKTOROV, Institute of metallurgy of the Ural Branch of the Russian academy of sciences, Russia, Ekaterinburg

    PhD (Tech.), Researcher, Laboratory of Pyrometallurgy of Reduction Processes

  • Е. А. VYAZNIKOVA, Institute of metallurgy of the Ural Branch of the Russian academy of sciences, Russia, Ekaterinburg

    Junior Researcher, Laboratory of Pyrometallurgy of Reduction Processes

  • V. V. KATAYEV, Institute of metallurgy of the Ural Branch of the Russian academy of sciences, Russia, Ekaterinburg

    PhD (Tech.), Researcher, Laboratory of Pyrometallurgy of Reduction Processes

  • L. A. MARSHUK, Institute of metallurgy of the Ural Branch of the Russian academy of sciences, Russia, Ekaterinburg

    Researcher, Laboratory of Pyrometallurgy of Reduction Processes;

  • V. G. SMIRNOVA, Institute of metallurgy of the Ural Branch of the Russian academy of sciences, Russia, Ekaterinburg

    Leading Engineer 

References

Отчет Федеральной службы государственной статистики (Росстат) «О промышленном производстве в I полугодии 2023 года». — URL: https://rosstat.gov.ru/storage/mediabank/115_26-07-2023.html (дата об-ращения: 20.12.2023).

2022 World direct reduction statistics. Midrex – the world leader in direct reduction technology. –– URL: https://www.midrex.com/wp-content/uploads/MidrexSTATSBook2022.pdf (дата обращения: 27.11.2023).

Потребление лома в России снизилось в 2022 году на 25 %. — URL: https://www.vedomosti.ru/business/articles/2023/01/13/958882-potreblenie-loma-v-rossii-snizilos (дата об-ращения: 28.12.2023).

Переоценка ценности: что определяет динамику цен на лом черных металлов. — URL: https://vtorion.ru/blog/article/dinamika-czen-na-lom/ (дата обращения: 28.12.2023).

А. с. 396368 СССР, МПК C21B 13/00. Способ получения металлизованных окатышей / В. Б. Фетисов, Л. И. Леонтьев, Б. З. Кудинов // Заявл. 22.09.1970; опубл. 29.08.1973.

Пат. 2688765 РФ, МПК C21B 13/00. Способ получения металлизованных окатышей / А. С. Вусихис, Л. И. Леонтьев, Е. Н. Селиванов, Ю. А. Чесноков // Заявл. 23.11.2017; опубл. 22.05.2019. Бюл. № 15.

Дмитриев А. Н., Золотых М. О., Витькина Г. Ю. и др. Математическая модель металлизации титаномаг-нетитовых руд Качканарского месторождения в шахтной печи Мидрекс // Черная металлургия. Бюлле-тень научно-технической и экономической информации. 2021. Т. 77. № 10. С. 1039–1045. DOI: 10.32339/0135-5910-2021-10-1039-1045.

Рыбкин В. С. Разработка технологических основ рациональной схемы производства железа прямого получения из качканарских титаномагнетитов: дис. ... канд. техн. наук. –– Екатеринбург, 2009. –– 131 с.

Шумаков Н. С., Леонтьев Л. И., Малыгин А. В. и др. Технологические расчеты процессов пирометаллур-гической переработки руд. –– Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1998. –– 90 с.

Амдур А. М. Исследование процессов нагрева и плавления металлизованных окатышей в сталепла-вильных агрегатах: дис. ... д-ра техн. наук. –– Екатеринбург, 1999. –– 365 с.

Копоть Н. Н. Разработка и совершенствование технологии производства окатышей и их металлизации в шахтной печи: на примере установки ХИЛ-III ОАО «Лебединский ГОК»: дис. ... канд. техн. наук. –– Ека-теринбург, 2005. –– 148 с.

Быстров И. Г. Оценка влияния неоднородности титаномагнетита на обогатимость железных руд магма-тического генезиса: дис. ... канд. геол.-мин. наук. –– М, 2014. –– 117 с.

Алекторов Р. В. Исследование и разработка технологии переработки титаномагнетитовых руд Качка-нарского месторождения с повышенным содержанием диоксида титана: дис. ... канд. техн. наук. –– Ека-теринбург, 2020. –– 133 с.

Корнилков С. В., Дмитриев А. Н., Пелевин А. Е. Комплексное решение вопросов глубокой переработки титаномагнетитовых руд // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической ин-формации. 2020. Т. 76. № 1. С. 12–19. DOI: 10.32339/0135-5910-2020-1-12-18.

Корнилков С. В., Глебов А. В., Пелевин А. Е. и др. Раздельная добыча титановых руд с выделением их технологических типов // Титан. 2017. Т. 58. № 4. С. 8–11.

Корнилков С. В., Яковлев А. М., Дмитриев А. Н. и др. Раздельная переработка руд Гусевогорского ме-сторождения // Горный журнал. 2016. № 5. С. 86–90. DOI: 10.17580/gzh.2016.05.12.

Dmitriev A. N., Vitkina G. Yu., Chesnokov Y. A. etc. The reduction processes of the titaniumcontaining iron ores treatment // Defect and Diffusion Forum. 2016. V. 369. Р. 6–11. DOI: 10.4028/www.scientific.net/DDF.369.6.

Испытания технологии глубокого обогащения Первоуральских титаномагнетитовых руд применитель-но к технологии действующих комбинатов // Отчет о НИР. Под рук. Н. Ю. Боярчук. –– Екатеринбург: ОАО «Уралмеханобр», 1987. –– 83 с.

Eklund N., Dahlstedt A. The choice of pellets in a mixed blast furnace burden and how it effects process condi-tions // Proceedings of the 14th conference on Hungarian pig iron and steel making. –– Hungary: Bala-tonszeplak, 2002. P. 1–14.

Никитченко Т. В., Тимофеева А. С., Кожуков А. А. Влияние модифицирующих добавок на формирование железорудных окатышей // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической ин-формации. 2018. № 4. С. 67–72.

Gao Qj., Shen Fm., Wei G. etc. Effects of MgO containing additive on low-temperature metallurgical properties of oxidized pellet // Journal of Iron and Steel Research International. 2013. V. 20. № 7. P. 25–28. DOI: 10.1016/S1006-706X(13)60121-1.

Gustafsson G., Häggblad H.-A., Nishida M. etc. Fracture probability modelling of impact-loaded iron ore pellets // International Journal of Impact Engineering. 2017. V. 102. P. 180–186. DOI: 10.1016/j.ijimpeng.2016.12.014.

Gustafsson G., Häggblad H.-A., Jonsén P. Multi-particle finite element modelling of the compression of iron ore pellets with statistically distributed geometric and material data // Powder Technology. 2013. V. 239. P. 231–238. DOI: 10.1016/j.powtec.2013.02.005.

Yur'ev B. P., Goltsev V. A. Oxidation of magnetite // Steel in Translation. 2016. V. 46. № 10. P. 718–721. DOI: 10.3103/S0967091216100144.

ISO 4700. Iron ore pellets for blast furnace and direct reduction feed stocks. Determination of the Crushing Strength. –– Switzerland: International Organization for Standardization, 2015. –– 5 p.

Downloads

Published

2026-06-16

Issue

Vol. 80 No. 4 (2024)

Section

Аглодоменное производство

License

Copyright (c) 2024 ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

How to Cite

STUDY OF METALLISATION OF TITANOMAGNETITE BURNT PELLETS. (2026). Ferrous Metallurgy. Bulletin of Scientific , Technical and Economic Information, 80(4), 20-35. https://doi.org/10.32339/0135-5910-2024-4-20-35