CN101792850B - 用于兰炭粉末制备冷固球团的胶粘剂、制备方法及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金用胶粘剂技术领域，具体涉及一种用于兰炭粉末制备冷固球团的胶粘剂、制备方法及其使用方法。其组分为：三氧化二铝为3～5wt％，硅酸钠为5～10wt％，聚乙烯醇为3～10wt％，丙烯酸为0.5～1wt％，氧化钙为0.5～1wt％，其它组分为水，其重量总和满足100％。本发明先通过丙烯酸接枝改性聚乙烯醇，然后再添加其它组分，最后高速混合制备得到。制备球团时，与兰炭的混合比例应控制在1∶20左右。适于小高炉炼铁，冶金炉料、化工煤气原料、电石生产原料等行业代替部分焦炭应用。

Description

用于兰炭粉末制备冷固球团的胶粘剂、制备方法及其使用方法 

技术领域

本发明属于冶金用胶粘剂技术领域，具体涉及一种用于兰炭粉末制备冷固球团的胶粘剂及其制备方法。 

背景技术

兰炭是以高挥发分的弱粘结或不粘结性煤为原料，经中低温干馏炭化除去煤中焦油物质和大部分挥发后的半焦产品，兰炭又称半焦炭。因该产品在燃烧时焰呈兰色，故称兰炭。 

作为一种炭素材料，兰炭(半焦碳)以其固定碳高、比电阻高、化学活性高、低灰、低硫、低磷的特性，已逐步取代冶金焦而广泛应用于电石、金属硅、铁合金、硅铁、碳化硅、铬铁、化肥等产品的生产。但在生产破碎、转运装卸及使用过程中会产生的焦粉达30％，由于其不粘结和易粉化的性质，而不能充分利用，只能用作煤电和民用等低级燃料。所以在能源紧张的今天，利用兰炭粉末加工成冷固球团代替兰炭使用，是化工、电石、冶金行业降低消耗、增收节支的最佳途径。 

传统的兰炭粉末冷固球团胶粘剂主要是无机干粉型的胶粘剂，造球成本高，且过多的无机粉末会对对电石等工业化生产造成不利的影响。专利CN 200410056871.1中也提到的添加了水等液体的混合溶液型胶粘剂，但是未对其粘合剂干粉做详细表述。 

针对以上背景及研究情况，本发明制备了一种用兰炭粉末制备冷固球团时使用的胶粘剂。本发明制备的胶粘剂粘结效果好、高温不爆裂、成型率高、添加剂中不含镁、磷、铝、铁等化学成份，不需原料加热搅拌，整个生产过程没有污染。适于小高炉炼铁，冶金炉料、化工煤气原料、电石生产原料等行业代替部分焦炭应用。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于兰炭粉末制备冷固球团的胶粘剂及其制备方法。 

本发明提出的一种用于兰炭粉末制备冷固球团的胶粘剂，其组分的重量百分比如下： 

组分	wt％
		三氧化二铝	3～5
硅酸钠	5～10
		聚乙烯醇	3～10
氧化钙	0.5～1

丙烯酸	0.5～1
		其余为水

其总重量满足100％。 

本发明中，所述三氧化二铝的加入是为了提高胶粘剂体系的高温稳定性能，防止在高温下球团爆裂。三氧化二铝较佳的使用范围为4～5wt％。 

本发明中，所述硅酸钠的加入是为了提高胶粘剂体系的高温粘接性能，保证球团在高温下具备一定的粘接力。硅酸钠较佳的使用范围为8～10wt％。 

本发明中，为了提高胶粘剂的极性，加入了聚乙烯醇。聚乙烯醇较佳的使用范围为5～10wt％。 

本发明中，为了提高聚乙烯醇的性能，加入了丙烯酸，通过丙烯酸的接枝改性来增强胶粘剂的粘接力。 

本发明中，为了提高胶粘剂的相容性，加入了少量的氧化钙。 

本发明提出的一种用于兰炭粉末制备冷固球团的胶粘剂的制备方法，具体步骤如下： 

(1)按照配比取聚乙烯醇、丙烯酸和水，加入到四颈瓶中，在100～150℃温度和1000～1500转/分钟转速条件下搅拌15-25分钟，然后自然冷却至室温，形成胶液； 

(2)按照配比取三氧化二铝、硅酸钠和氧化钙，加入到步骤(1)所得的胶液中，1000～1500转/分钟转速条件下搅拌均匀，即得所需产品。 

本发明提出的用于兰炭粉末制备冷固球团的胶粘剂的使用方法，将胶粘剂与兰炭按1∶20的重量比混合均匀，用压球机进行压球得到生球团，生球团在室温下冷却即得到冷固球团。 

本发明同现有方法的胶粘剂比较，粘结强度大、成球快、冷热强度大、同时它具备如下优点： 

(1)成型率高达97％，湿球2米高下落不散，自然干燥或烘干均可； 

(2)添加剂中不含镁、磷、铁等化学成份，不需加热搅拌，整个生产过程没有污染； 

(3)适于小高炉炼铁，冶金炉料、化工煤气原料、电石生产原料等行业代替部分焦炭应用； 

(4)使用本发明胶粘剂造球工艺简单、设备要求低，成本缩减、生产周期短，能最大程度的提高生产效率、降低生产成本。 

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。 

实施例1 

兰炭球团胶的组份比例(wt％)： 

组分	wt％
		三氧化二铝	5
硅酸钠	10
		聚乙烯醇	5
氧化钙	1
		丙烯酸	1
水	78

按照配比，取聚乙烯醇、丙烯酸、水，加入到四颈瓶中，在100℃温度和1500转/分钟转速条件下搅拌20分钟，然后自然冷却至室温，形成胶液。按照配比，取三氧化二铝、硅酸钠、氧化钙，加入到已经冷却至室温的胶液中，1000转/分钟转速条件下搅拌10分钟，取出后即可使用。 

制备冷固球团时，本发明胶粘剂与兰炭的混合比例为1∶20，混合均匀后，用压球机进行压球，生产出直径为15～20mm厚度为15～25mm的圆柱形生球团，然后把生球团放在室温下冷却后即得成品冷固球团。 

实施例2 

兰炭球团胶的组份比例(wt％)： 

组分	wt％
		三氧化二铝	5
硅酸钠	10
		聚乙烯醇	8
氧化钙	1
		丙烯酸	1
水	75

按照配比，取聚乙烯醇、丙烯酸、水，加入到四颈瓶中，在100℃温度和1500转/分钟转速条件下搅拌20分钟，然后自然冷却至室温，形成胶液。按照配比，取三氧化二铝、硅酸钠、氧化钙，加入到已经冷却至室温的胶液中，1000转/分钟转速条件下搅拌10分钟，取出后即可使用。 

制备冷固球团时，本发明胶粘剂与兰炭的混合比例为在1∶20，混合均匀后，用压球 机进行压球，生产出直径为15～20mm厚度为15～25mm的圆柱形生球团，然后把生球团放在室温下冷却后即得成品冷固球团。 

实施例3 

兰炭球团胶的组份比例(wt％)： 

组分	wt％
		三氧化二铝	5
硅酸钠	10
		聚乙烯醇	10
氧化钙	1
		丙烯酸	1
水	73

按照配比，取聚乙烯醇、丙烯酸、水，加入到四颈瓶中，在100℃温度和1500转/分钟转速条件下搅拌20分钟，然后自然冷却至室温，形成胶液。按照配比，取三氧化二铝、硅酸钠、氧化钙，加入到已经冷却至室温的胶液中，1000转/分钟转速条件下搅拌10分钟，取出后即可使用。 

制备冷固球团时，本发明胶粘剂与兰炭的混合比例为在1∶20，混合均匀后，用压球机进行压球，生产出直径为15～20mm厚度为15～25mm的圆柱形生球团，然后把生球团放在室温下冷却后即得成品冷固球团。 

实施例的测试结果： 

通过本发明复合胶粘剂制备的冷固球团，采用如下测试方法进行测试： 

压制成型后的冷固球团测定生球落下指数。球团经养护自然干燥后测定冷抗压强度、热抗压强度(900℃)、转鼓指数。 

具体数据见下表： 

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3
				冷抗压强度/(N/个球)	1546	1873	2014
热抗压强度(900℃)/(N/个球)	632	1045	1531
				转鼓指数(＞6.3mm)/％	69.7	73.3	89.1

[0046] 表中： 

冷抗压强度是指其在还原设备上所能承受料层负荷作用的强度，以生球在受压条件下开始龟裂变形时所对应的压力大小表示。通常用N/个球来表示。 

热抗压强度(900℃)是指其在还原设备上所能承受料层负荷作用的强度，以生球加热至900℃后在受压条件下开始龟裂变形时所对应的压力大小表示。通常用N/个球来表示。 

转鼓指数是反映烧结矿机械强度的物理性能指标。单次测定值是以试样在专用的转鼓内进行测试后，所得粒度大于规定标准的试样重量占试样总重量的百分比。转鼓指数越大，所测矿的机械强度越高。 

Claims (6)

1.一种用于兰炭粉末制备冷固球团的胶粘剂，其特征在于组分的重量百分比如下：

  组分   wt％   三氧化二铝   3～5   硅酸钠   5～10   聚乙烯醇   3～10   氧化钙   0.5～1   丙烯酸   0.5～1   其余为水

其总重量满足100％。

2.根据权利要求1所述的用于兰炭粉末制备冷固球团的胶粘剂，其特征在于所述三氧化二铝的加入量为4～5wt％。

3.根据权利要求1所述的用于兰炭粉末制备冷固球团的胶粘剂，其特征在于所述硅酸钠的加入量为8～10wt％。

4.根据权利要求1所述的用于兰炭粉末制备冷固球团的胶粘剂，其特征在于所述聚乙烯醇的加入量为5～10wt％。

5.一种如权利要求1所述用于兰炭粉末制备冷固球团的胶粘剂的制备方法：其特征在于具体步骤如下：

(1)按照配比取聚乙烯醇、丙烯酸和水，加入到四颈瓶中，在100～150℃温度和1000～1500转/分钟转速条件下搅拌15-25分钟，然后自然冷却至室温，形成胶液；

(2)按照配比取三氧化二铝、硅酸钠和氧化钙，加入到步骤(1)所得的胶液中，1000～1500转/分钟转速条件下搅拌均匀，即得到所需产品。

6.一种如权利要求1所述的用于兰炭粉末制备冷固球团的胶粘剂的使用方法，其特征在于将胶粘剂与兰炭按1∶20的重量比混合均匀，用压球机进行压球得到生球团，生球团在室温下冷却即得到冷固球团。