CN101619387B - 一种用于冷压铁焦的低温固结粘结剂及其制备方法 - Google Patents
一种用于冷压铁焦的低温固结粘结剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101619387B CN101619387B CN2009103055575A CN200910305557A CN101619387B CN 101619387 B CN101619387 B CN 101619387B CN 2009103055575 A CN2009103055575 A CN 2009103055575A CN 200910305557 A CN200910305557 A CN 200910305557A CN 101619387 B CN101619387 B CN 101619387B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coke
- adhesive
- low
- binding agent
- iron coke
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Abstract
本发明涉及一种用于冷压铁焦的低温固结新型粘结剂及其制备方法。开发了一种成型性好、杂质含量低、不产生二次污染的低成本高效粘结剂。使用该粘结剂能大比例的利用焦粉制备铁焦，并使铁焦在冷压成型的条件下具有满足运转、跌落的冷态强度，在低温固结的条件下具有满足冶炼要求的热态强度。粘结剂的制备是将有机高分子聚合物、硅溶胶或硅胶、水按照0.5-1.5∶5-7∶11-13的比例混合，再加入占混合溶液0.05-0.6wt％的稳定剂；在1.2-1.4MPa、170-190℃的反应釜中反应1.5-3h后得到，粘结剂中的组分由于接枝、桥连成网状结构而使得溶液具有高粘度，并在0.05-0.6wt％稳定剂的作用下具有高分散性。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金领域，涉及一种用于冷压铁焦的低温固结新型粘结剂以及制备方法。
背景技术
高炉冶炼需要大量的优质冶金焦炭，其生产依赖于结焦性能良好的焦煤，由于我国焦煤资源分布很不均衡，以及焦碳产量因炼焦工序能耗高、环境污染严重被严格限制，加上钢铁工业高速发展，造成不少厂家焦碳资源紧缺。而化学成份、发热量等物化性能与焦炭差异不大的焦粉，因粒度太小影响高炉料柱的透气性而得不到很好的利用。在大块焦炭破碎过程中可产生20-25％的焦粉，而且焦炭入炉前由于整粒还将筛分出部分焦粉，目前我国焦碳产量超过3亿吨，即使按照焦粉产生比例20％计算，我国每年的焦粉数量在7500万吨以上，焦粉主要作为燃料用于烧结，按照年产5亿吨烧结矿、烧结中焦粉配比5％计算，每年消耗量为2500万吨左右，因此还剩余5000万吨左右的焦粉由于没有较好的成型技术，只能堆积甚至废弃，不但资源得不到利用，还污染环境，若能对这些资源加以开发利用作高炉燃料，可高效利用焦粉资源，而且焦粉的价格仅为焦碳的1/10-1/3，如果用焦粉替代部分焦碳用于高炉冶炼，将有利于大幅降低生铁成本。所以对焦粉深加工，开发技术含量高、附加值大的产品是焦粉高效利用的重要课题。
国外从20世纪50年代起开始进行利用焦粉生产冶金型焦的试验研究，方法主要有热压型焦、冷压型焦和铁焦。热压型焦是在炼焦配煤中加入适量的弱结焦煤、气煤、长焰煤、贫煤和焦粉，快速加热到烟煤塑性温度430-500℃，并保持一段时间，采用机械的方法将处于胶质状态煤料压制成型块，然后在850-950℃的高温炉中炭化或热焖以提高型焦的强度。冷压型焦是在炼焦配煤中配入适量的焦粉，以水玻璃、膨润土、腐植酸盐、中温焦油、沥青或淀粉等为粘结剂，在常温下机械挤压成型，然后将型块在1000℃以上的高温下炭化成型焦。焦粉制铁焦是在炼焦配煤中加入部分焦粉和高炉除尘灰，炼钢污泥、铁精粉、富矿粉等含铁原料，在900-1000℃的炼焦炉内干馏后得到的一种含铁的块状焦炭。以上三种方法虽然能利用部分焦粉，但仍对配煤提出了要求，不能任意比例的配入焦粉，焦粉的用量受到了限制，而且需要高温处理才能达到冶炼的强度要求，焦粉再次回炉造成二次耗能、二次污染。如果能够采用一种新的技术，在冷压成型的条件下团块能承受皮带输送过程中的机械碰撞、跌落，在低温固结的条件下团块能承受炉内的热冲击、机械挤压、摩擦及热荷重。要具备这些性能，粘结剂是关键，目前市场上很难找到能同时满足冷态和热态机械强度要求的粘结剂。
目前国内外开发的用于成型的粘结剂分为无机粘结剂和有机粘结剂，无机粘结剂有硅酸盐水泥、高铝水泥、硅酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、氯化镁、氯化钙、硅藻土、膨润土等，有机粘结剂有蜡、糖浆、沥青、中温焦油、高粘重油、各种胶、淀粉、纤维素-酶等。应用无机粘结剂存在用量大，给产品带来大量杂质元素的缺点(Na、Si、Al、Cl都为杂质元素甚至为有害元素)，且大部分粘结剂由于熔点低或在高温下结构被破坏，而不具备高温强度。而应用有机粘结剂，尽管在常温下团块有较高的机械强度，但由于在高温过程中粘结作用失效，使得团块不具备冶炼所需的高温强度。
因此本发明解决的关键问题是开发成型性好、杂质含量少、不产生二次污染的低成本高效粘结剂，使之在冷压成型、低温固结的条件下，能在较大比例范围内利用焦粉制备铁焦，获得满足运转、冶炼所要求的冷态和热态强度，并提供该粘结剂的制备方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是开发一种成型性好、杂质含量少、不产生二次污染的低成本高效粘结剂及其制备方法，使用该粘结剂能大比例的利用焦粉制备铁焦，制得的铁焦在冷压成型的条件下具有满足运转、跌落的冷态强度，在低温固结的条件下具有满足冶炼要求的热态强度。
本发明的技术解决方案如下：
一种用于冷压铁焦的低温固结粘结剂是将有机高分子聚合物、硅溶胶或硅胶、水按质量比例0.5-1.5∶5-7∶11-13添加得混合溶液，再加入占混合溶液0.05-0.6wt％的稳定剂；搅拌均匀，反应釜温度170-190℃，1.2-1.4Mpa压力下，反应1.5-3小时，冷却分离沉降不溶物得到。
所述的有机高分子聚合物为SHN或羧甲基纤维素钠；所述的硅溶胶或硅胶中SiO2的质量百分数为30-60％。
所述的稳定剂为NaOH、KOH或NH4OH。
本发明的特征及带来的有益效果：
1)粘结剂的特点
①SiO2微细粒子与有机高分子聚合物中的活性基团接枝反应生成凝胶粘液，凝胶的两个组成部分都具有粘结作用，其协同作用大幅增加了溶液的粘结性能；
②高分子聚合物溶于水后有助于增大SiO2微细粒子的溶解度，通过抑制凝胶聚结降低了SiO2微细粒子的粒度，并提高SiO2水溶胶体的稳定性，而SiO2微细粒子负载有机高分子聚合物，有利于提高高分子聚合物的分散性。
2)粘结剂应用到铁焦生产中具备的功能
①通过凝胶粘液中的硅醇羟基、吸附水、高分子活性基团可大幅度提高铁焦生产原料的润湿性，凝胶良好的吸附、粘结性能和网状结构使铁焦湿块能满足湿强度的要求；
②可形成具有表面积大(50-400m2)及均匀细孔的凝胶，高度分散在物料中，通过干燥可形成固态凝胶，牢固地附着在固体表面并形成坚固的膜。粘结剂具有的低温固结性能使铁焦干块能满足干强度的要求。
③铁焦进入高炉后，在高温下形成硅氧烷网络结构产生较强的结合强度，使铁焦具有热稳定性，能耐高温。进一步升温，SiO2微细粒子在铁焦自热还原过程中参与形成粘结相，以及快速还原形成的金属铁连晶使铁焦具有还原强度。
3)粘结剂应用到铁焦生产中具有的特征
①具有粘结、固结、耐高温、抗氧化、化学性质稳定等特性；
②具有使用方便，成本低，用量小的特点；
③粘结剂由于高分子聚合物在高温下分解，不会给铁焦带来有害杂质，虽带入了少量的SiO2，但带入量不多，仅相当于球团造块膨润土给球团矿带入的SiO2量，甚至更低，对铁焦质量的影响不大。
4)用粘结剂制备的铁焦产品性能
应用粘结剂可制备得到湿块落下强度大于3次/(0.5m·个)、干块抗压强度大于2000N/个、热强度1300℃不溃散、两米高落下不碎的铁焦。
附图说明
图1为本发明的生产工艺流程图。
具体实施方式
下面实例是对本发明的进一步说明，而不是限制发明的范围。
具体操作方法：
实施例1：生产粘结剂的原料配比SHN∶硅溶胶∶水为1∶5∶12，加入0.2％NaOH为稳定剂，硅溶胶质量百分数为40.0％。反应条件为：反应釜反应温度180℃，蒸汽压1.3Mpa，反应时间为2.5小时，冷却分离沉降不溶物得到粘结剂。
实施例2：生产粘结剂的原料配比SHN∶硅胶∶水为1∶5∶12，加入0.3％KOH为稳定剂，硅胶质量百分数为50.5％。反应条件为：反应釜反应温度185℃，蒸汽压1.2Mpa，反应时间为3小时，冷却分离沉降不溶物得到粘结剂。
实施例3：生产粘结剂的原料配比羧甲基纤维素钠∶硅溶胶∶水为1.2∶6∶12，加入0.2％NaOH为稳定剂，硅溶胶质量百分数为40％。反应条件为：反应釜反应温度190℃，蒸汽压1.2Mpa，反应时间为2.5小时，冷却分离沉降不溶物得到粘结剂。
实施例4：生产粘结剂的原料配比羧甲基纤维素钠∶硅胶∶水为0.6∶5.5∶12，加入0.2％KOH为稳定剂，硅胶质量百分数为50.5％。反应条件为：反应釜反应温度190℃，蒸汽压1.3Mpa，反应时间为3小时，冷却分离沉降不溶物得到粘结剂。
采用上述实例制备得到的粘结剂制备得到的铁焦性能如下：湿块落下强度3-6.5次/(0.5m·个)、干块抗压强度2000-3500N/个、热强度1300℃不溃散、两米高落下不碎。应用该粘结剂可制备得到满足冷态、热态强度要求的铁焦。
Claims (2)
1.一种用于冷压铁焦的低温固结粘结剂，其特征在于，所述的粘结剂是将有机高分子聚合物、硅溶胶或硅胶、水按质量比例0.5-1.5∶5-7∶11-13添加得混合溶液，再加入占混合溶液0.05-0.6wt％的稳定剂；搅拌均匀，反应釜温度170-190℃，1.2-1.4Mpa压力下，反应1.5-3小时，冷却分离沉降不溶物得到；所述的有机高分子聚合物为SHN或羧甲基纤维素钠；所述的硅溶胶或硅胶中SiO2的质量百分数为30-60％；所述的稳定剂为NaOH、KOH或NH4OH。
2.权利要求1所述的粘结剂的制备方法，其特征在于，所述的制备如下：
将有机高分子聚合物、硅溶胶或硅胶、水按质量比例0.5-1.5∶5-7∶11-13添加得混合溶液，再加入占混合溶液0.05-0.6wt％的稳定剂；搅拌均匀，反应釜温度170-190℃，1.2-1.4Mpa压力下，反应1.5-3小时，冷却分离沉降不溶物即为粘结剂；所述的有机高分子聚合物为SHN或羧甲基纤维素钠；所述的硅溶胶或硅胶中SiO2的质量百分数为30-60％；所述的稳定剂为NaOH、KOH或NH4OH。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009103055575A CN101619387B (zh) | 2009-08-12 | 2009-08-12 | 一种用于冷压铁焦的低温固结粘结剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009103055575A CN101619387B (zh) | 2009-08-12 | 2009-08-12 | 一种用于冷压铁焦的低温固结粘结剂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101619387A CN101619387A (zh) | 2010-01-06 |
| CN101619387B true CN101619387B (zh) | 2011-06-15 |
Family
ID=41512798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009103055575A Expired - Fee Related CN101619387B (zh) | 2009-08-12 | 2009-08-12 | 一种用于冷压铁焦的低温固结粘结剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101619387B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102295435B (zh) * | 2010-06-28 | 2013-03-20 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种用于形成网状结构膜的粘结剂 |
| CN102517444B (zh) * | 2011-12-20 | 2013-11-06 | 中南大学 | 一种强化铁矿烧结的液态粘结剂及其制备和应用方法 |
| CN104674000B (zh) * | 2013-11-28 | 2016-08-24 | 徐存瑞 | 一种炼钢用锰硅碳球及其制备方法 |
| CN104263919A (zh) * | 2014-10-22 | 2015-01-07 | 攀枝花钢城集团协力有限公司 | 冷压成型粘结剂 |
| CN105779061A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-07-20 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 一种用于半焦粉成型的复合粘结剂及制备型焦的方法 |
| CN108795460A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-11-13 | 新疆乾海环保科技有限公司 | 铁焦耦合末煤热解工艺及系统 |
| CN114737055B (zh) * | 2022-05-11 | 2024-03-29 | 兰州理工大学 | 用于冶金球团的高纯度复合粘结剂及使用方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0297553A1 (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-04 | Aqualon Company | Binder for metal-containing ores |
| CN1099423A (zh) * | 1994-06-30 | 1995-03-01 | 潘金海 | 一种冶金有机粘结剂 |
| CN1962898A (zh) * | 2005-11-10 | 2007-05-16 | 张振慧 | 一种铁矿球团有机粘结剂及其使用方法 |
-
2009
- 2009-08-12 CN CN2009103055575A patent/CN101619387B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0297553A1 (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-04 | Aqualon Company | Binder for metal-containing ores |
| CN1099423A (zh) * | 1994-06-30 | 1995-03-01 | 潘金海 | 一种冶金有机粘结剂 |
| CN1962898A (zh) * | 2005-11-10 | 2007-05-16 | 张振慧 | 一种铁矿球团有机粘结剂及其使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101619387A (zh) | 2010-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101619387B (zh) | 一种用于冷压铁焦的低温固结粘结剂及其制备方法 | |
| SU688139A3 (ru) | Брикет дл выплавки чугуна или стали | |
| CN102051474B (zh) | 铬铁粉矿冷固球团粘结剂及利用该粘结剂造球的工艺 | |
| CN105219956A (zh) | 一种铁粉冷压球团复合粘结剂的制备方法 | |
| CN102603337A (zh) | 一种菱镁石尾矿生产蓄热砖的方法 | |
| CN1055320C (zh) | 生产直接还原竖炉和高炉用冷固结球团的方法 | |
| CN104140102A (zh) | 用于制备炼硅废弃物含碳球团的粘结剂及球团的制备方法 | |
| CN101899566A (zh) | 冷固结球团用高分子粘结剂及其制备方法 | |
| CN101220411B (zh) | 球团矿低温固结粘结剂 | |
| CN101619386B (zh) | 一种高炉用铁焦及其制备和应用 | |
| CN101070498A (zh) | 一种以煤或焦炭为原料加粘结剂制备型煤的方法 | |
| CN106010707A (zh) | 一种半焦粉末和生石灰粉末的成型方法 | |
| CN102851491A (zh) | 一种氧化球团用赤泥复合粘结剂 | |
| CN101020960B (zh) | 一种用于冶炼铝硅合金的球团及其制备方法 | |
| CN101696364A (zh) | 以焦炭碎末制造冶金块焦的粘结剂及其制备方法 | |
| CN102443674B (zh) | 碳化硅球团及其作为转炉冶炼过程中提温剂的用途 | |
| KR100568337B1 (ko) | 강도가 우수한 용융환원제철공정용 성형탄의 제조 방법 | |
| CN100529003C (zh) | 一种适用于利用含铁物料生产冷固球团的粘结剂 | |
| JPS63196689A (ja) | 粉コ−クスの成型法 | |
| CN100564552C (zh) | 一种团球矿的粘结剂及其制备方法 | |
| CN108165737A (zh) | 一种粉煤灰粘结剂及其制备和使用方法 | |
| KR20030052954A (ko) | 제철공정용 성형탄과 그 제조방법 | |
| CN116043012B (zh) | 一种高炉免烧结冷固球团及粘结剂 | |
| CN101956067A (zh) | 一种用于冷压冶金球团的粘结剂及其制配、使用方法 | |
| CN103468942A (zh) | 一种热压铁焦用复合粘接剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110615 Termination date: 20210812 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |