CN101985689A - 一种用于铁矿球团的复合粘结剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明具体涉及一种用于铁矿球团的复合粘结剂及其制备方法。其技术方案是：先按40～70wt％的钠基膨润土和30～60wt％的累托石配料，再外加0.1～1wt％的添加剂，然后混合均匀，细磨至粒度小于200目，即得铁矿球团用粘结剂。添加剂为增粘剂和增强剂按质量比1∶(1.5～9)混合细磨至粒度小于200目；其中：增粘剂为聚丙烯酰胺、改性淀粉、聚氧化乙烯中的两种以上，增强剂为羧甲基纤维素钠、腐植酸盐中的一种。本发明不增加设备投资，不改变原有的生产工艺，且能改善球团质量；用该方法所制备的复合粘结剂具有提高生球抗压强度、落下强度、干球抗压强度、爆裂温度、成品球抗压强度和成品球全铁品位的特点。

Description

一种用于铁矿球团的复合粘结剂及其制备方法
技术领域
本发明属于铁矿球团技术领域，具体涉及一种用于铁矿球团的复合粘结剂及其制备方法。
背景技术
球团矿具有粒度均匀、冷态强度高、铁品位高、还原性好等优点，是一种不可或缺的优质炉料(张一敏.球团矿生产技术.北京：冶金工业出版社，2005，1-13)，对优化高炉炉料结构、提高炼铁技术经济指标、促进节能降耗和实现环境友好起到了明显的积极作用。
粘结剂是铁矿球团中不可缺少的成分。研究表明，性能良好的粘结剂对于提高球团矿的质量和炼铁经济技术指标具有非常明显的现实意义(黄天正.竖炉球团加有机粘结剂的经济效益.烧结球团，2000，25(2)：4-7；范晓慧，王祎，甘敏等.提高有机粘结剂氧化球团矿强度的措施.钢铁研究学报，2008，20(5)：5-8；葛英勇，季荣，袁武谱等.新型有机粘结剂GPS用于铁矿球团的研究.烧结球团，2008，33(5)：10-14)。随着铁矿球团的大力发展，对粘结剂的质量要求越来越高，粘结剂在铁矿球团生产中的作用愈显重要。
到目前为止，国内外已经用于铁矿球团的粘结剂有膨润土、粘土、消石灰、水泥、硅酸钠、硼酸盐、硅藻土、煤焦油、石油渣、粉煤灰、纸浆废液、糖浆、海藻酸钠、腐植酸、各种淀粉、水玻璃、Peridur和聚丙烯酰胺等。按其来源分为无机粘结剂、有机粘结剂和有机/无机复合型粘结剂。一般来说，无机粘结剂热稳定性好，制得的干球抗压强度也较好，但都不可避免地存在粘结剂用量较大，生球强度较差，带进了杂质，降低了成品球全铁品位等问题；而现有的有机粘结剂虽具有良好的粘结性和成球性，带入杂质少，成品球全铁品位较高，但普遍存在着热性能差，价格偏高和成品球的物理性能及冶金性能不能完全满足高炉工艺要求等问题(黄天正，球团添加物的研究现状与发展，烧结球团，1997，22(3)：1-7)，因而难以在工业上推广应用。
近年来人们又开发出以膨润土为主要成分的有机/无机复合型粘结剂，这类粘结剂的用量相对较少，在一定程度上提高了球团矿的质量，但仍存在爆裂温度低，成品球抗压强度低等问题。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种不增加设备投资，不改变原有的生产工艺，且能改善球团质量的用于铁矿球团的复合粘结剂的制备方法。用该方法制备的粘结剂用于球团生产时用量少，能提高生球强度和爆裂温度，提高成品球抗压强度和全铁品位。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：先按40～70wt％的钠基膨润土和30～60wt％的累托石配料，再外加0.1～1wt％的添加剂，然后混合均匀，细磨至粒度小于200目，即得铁矿球团用粘结剂。
所述的添加剂为增粘剂和增强剂按质量比1∶(1.5～9)混合细磨至粒度小于200目；其中：增粘剂为聚丙烯酰胺、改性淀粉、聚氧化乙烯中的两种以上，增强剂为羧甲基纤维素钠、腐植酸盐中的一种。
所述的累托石为累托石矿床产出的原矿或经过选别的累托石精矿，其中累托石含量＞40％。
由于采用上述技术方案，本发明具有下述几方面的有益效果：
1、本发明所制备的复合粘结剂为粉状物料，运输和使用方便，用于球团生产时不增加设备投资，不改变原有的生产工艺。
2、本发明所制备的复合粘结剂具有很好的粘结性能和中温稳定性能，采用该粘结剂能提高生球抗压强度1.7～3.7N/个，提高落下强度约1.43～6.03次/0.5m，提高干球强度5.25N/个～30.45N/个，可提高生球爆裂温度＞150℃。
3、解决了现有技术中的有机类、半有机类粘结剂普遍降低成品球强度的问题，本发明粘结剂使用后对成品球强度有明显提高，符合高炉大型化发展对原料的需要。该粘结剂用量为膨润土用量的27～80％。当该粘结剂用量为膨润土用量的50％时，成品球抗压强度可提高400～600N/个。
4、本发明所制备的复合粘结剂粘结性能优异，既可单独使用，亦可替代部分膨润土，并使生球抗压强度有所提高。
5、使用本发明所制备的复合粘结剂能大幅提高球团矿含铁品位，与使用膨润土粘结剂相比，成品球全铁品位可提高0.9～2.12％。
因此，本发明不增加设备投资，不改变原有的生产工艺，且能改善球团质量；用该方法所制备的复合粘结剂具有能提高生球抗压强度、落下强度、干球抗压强度、爆裂温度、成品球抗压强度和成品球全铁品位的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步描述，并非对其保护范围的限制。
本具体实施方式所用的铁矿是：TFe为63～66wt％、CaO为1～2wt％、MgO为1～3wt％、SiO2为4～6wt％、Al2O3为1.～1.5wt％、S为0.05～0.2wt％；本具体实施方式所述的累托石为累托石矿床产出的原矿或经过选别的累托石精矿，其中累托石含量＞40％。以下实施例中不再赘述。
参照例
以钠基膨润土作粘结剂，用于与以下各实施例中相同铁矿的铁矿球团生产，用量为1.5wt％，所生产的成品球团在冷却后采用行业标准进行检测，其结果是：生球落下强度为5.02次/个；生球抗压强度为11.58N/个；干球抗压强度19.91N/个；爆裂温度700℃；成品球TFe为61.17％；成品球抗压强度为2848N/个；转鼓指数92.35％。
实施例1
一种用于铁矿球团的复合粘结剂及其制备方法：先按40～50wt％的钠基膨润土和50～60wt％的累托石配料，再外加0.1～1wt％的添加剂，然后混合均匀，细磨至粒度小于200目，即得铁矿球团用的复合粘结剂。
本实施例中的添加剂为增粘剂和增强剂按质量比1∶(1.5～3)混合细磨至粒度小于200目；其中：增粘剂为聚丙烯酰胺和改性淀粉，增强剂为羧甲基纤维素钠。
本实施例所制备的复合粘结剂用于铁矿球团生产，用量为原料总质量的0.4～1.2wt％，所生产的成品球团在冷却后采用行业标准进行检测，其结果是：生球落下强度为6.4～7.5次/个；生球抗压强度为13.5～15.2N/个；干球抗压强度35.1～46.4N/个；爆裂温度＞750℃；成品球TFe为63.24～62.91％；成品球抗压强度为2800～4085N/个；转鼓指数＞95％。
实施例2
一种用于铁矿球团的复合粘结剂及其制备方法：先按48～60wt％的钠基膨润土和40～52wt％的累托石配料，再外加0.1～1wt％的添加剂，然后混合均匀，细磨至粒度小于200目，即得铁矿球团用的复合粘结剂。
本实施例中的添加剂为增粘剂和增强剂按质量比1∶(2～4)混合细磨至粒度小于200目；其中：增粘剂为聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯，增强剂为羧甲基纤维素钠。
本实施例所制备的复合粘结剂用于铁矿球团生产，用量为原料总质量的0.4～1.2wt％，所生产的成品球团在冷却后采用行业标准进行检测，其结果是：生球落下强度为5.7～6.9次/个；生球抗压强度为13.5～14.8N/个；干球抗压强度25.1～45.3N/个；爆裂温度＞750℃；成品球TFe为63.16～62.89％；成品球抗压强度为2730～3850N/个；转鼓指数＞94％。
实施例3
一种用于铁矿球团的复合粘结剂及其制备方法：：先按55～65wt％的钠基膨润土和35～45wt％的累托石配料，再外加0.1～1wt％的添加剂，然后混合均匀，细磨至粒度小于200目，即得铁矿球团用的复合粘结剂。
本实施例中的添加剂为增粘剂和增强剂按质量比1∶(1.5～2.5)混合细磨至粒度小于200目；其中：增粘剂为改性淀粉和聚氧化乙烯，增强剂为羧甲基纤维素钠。
本实施例所制备的复合粘结剂用于铁矿球团生产，用量为原料总质量的0.4～1.2wt％，所生产的成品球团在冷却后采用行业标准进行检测，其结果是：生球落下强度为5.6～6.5次/个；生球抗压强度为12.6～14.8N/个；干球抗压强度25.6～43.2N/个；爆裂温度＞750℃；成品球TFe为63.05～62.44％；成品球抗压强度为2740～3683N/个；转鼓指数＞94％。
实施例4
一种用于铁矿球团的复合粘结剂及其制备方法：先按60～70wt％的钠基膨润土和30～40wt％的累托石配料，再外加0.1～1wt％的添加剂，然后混合均匀，细磨至粒度小于200目，即得铁矿球团用的复合粘结剂。
本实施例中的添加剂为增粘剂和增强剂按质量比1∶(2～4)混合细磨至粒度小于200目；其中：增粘剂为聚丙烯酰胺、改性淀粉和聚氧化乙烯，增强剂为羧甲基纤维素钠。
本实施例所制备的复合粘结剂用于铁矿球团生产，用量为原料总质量的0.4～1.2wt％，所生产的成品球团在冷却后采用行业标准进行检测，其结果是：生球落下强度为5.6～6.7次/个；生球抗压强度为11.9～13.2N/个；干球抗压强度24.3～41.9N/个；爆裂温度＞750℃；成品球TFe为63.11～62.07％；成品球抗压强度为2846～3548N/个；转鼓指数＞95.5％。
实施例5
一种用于铁矿球团的复合粘结剂及其制备方法：本实施例中的添加剂为增粘剂和增强剂按质量比1∶(3～5)混合细磨至粒度小于200目；其中：增粘剂为聚丙烯酰胺和改性淀粉，增强剂为腐植酸盐。
其余同实施例1。
本实施例所制备的复合粘结剂用于铁矿球团生产，用量为原料总质量的0.4～1.2wt％，所生产的成品球团在冷却后采用行业标准进行检测，其结果是：生球落下强度为6.2～7.3次/个；生球抗压强度为14.2～16.5N/个；干球抗压强度36.7～49.5N/个；爆裂温度＞750℃；成品球TFe为63.29～63.03％；成品球抗压强度为2920～4330N/个；转鼓指数＞94.5％。
实施例6
一种用于铁矿球团的复合粘结剂及其制备方法：本实施例中的添加剂为增粘剂和增强剂按质量比1∶(7～9)混合细磨至粒度小于200目；其中：增粘剂为聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯，增强剂为腐植酸盐。
其余同实施例2。
本实施例所制备的复合粘结剂用于铁矿球团生产，用量为原料总质量的0.4～1.2wt％，所生产的成品球团在冷却后采用行业标准进行检测，其结果是：生球落下强度为6.4～7.6次/个；生球抗压强度为13.7～15.9N/个；干球抗压强度33.1～46.5N/个；爆裂温度＞750℃；成品球TFe为63.19～62.95％；成品球抗压强度为2735～3578N/个；转鼓指数＞93％。
实施例7
一种用于铁矿球团的复合粘结剂及其制备方法：本实施例中的添加剂为增粘剂和增强剂按质量比1∶(1.5～3)混合细磨至粒度小于200目；其中：增粘剂为改性淀粉和聚氧化乙烯，增强剂为腐植酸盐。
其余同实施例3。
本实施例所制备的复合粘结剂用于铁矿球团生产，用量为原料总质量的0.4～1.2wt％，所生产的成品球团在冷却后采用行业标准进行检测，其结果是：生球落下强度为5.6～6.8次/个；生球抗压强度为13.8～14.5N/个；干球抗压强度32.5～46.7N/个；爆裂温度＞750℃；成品球TFe为63.05～62.87％；成品球抗压强度为2769～3747N/个；转鼓指数＞94％。
实施例8
一种用于铁矿球团的复合粘结剂及其制备方法：本实施例中的添加剂为增粘剂和增强剂按质量比1∶(5～7)混合细磨至粒度小于200目；其中：增粘剂为聚丙烯酰胺、改性淀粉和聚氧化乙烯，增强剂为腐植酸盐。
其余同实施例4。
本实施例所制备的复合粘结剂用于铁矿球团生产，用量为原料总质量的0.4～1.2wt％，所生产的成品球团在冷却后采用行业标准进行检测，其结果是：生球落下强度为5.6～7.2次/个；生球抗压强度为12.4～14.3N/个；干球抗压强度31.4～43.8N/个；爆裂温度＞750℃；成品球TFe为63.05～62.24％；成品球抗压强度为2650～3438N/个；转鼓指数＞94％。
本具体实施方式具有下述几方面的有益效果：所制备的复合粘结剂为粉状物料，运输和使用方便，用于球团生产时不增加设备投资，不改变原有的生产工艺；所制备的复合粘结剂具有很好的粘结性能和中温稳定性能，采用该粘结剂能提高生球抗压强度1.7～3.7N/个，提高落下强度约1.43～6.03次/0.5m，提高干球强度5.25N/个～30.45N/个，可提高生球爆裂温度＞150℃；解决了现有技术中的有机类、半有机类粘结剂普遍降低成品球强度的问题，粘结剂使用后对成品球强度有明显提高，符合高炉大型化发展对原料的需要；该粘结剂用量为膨润土用量的27～80％。当该粘结剂用量为膨润土用量的50％时，成品球抗压强度可提高400～600N/个；所制备的复合粘结剂粘结性能优异，既可单独使用，亦可替代部分膨润土，并使生球抗压强度有所提高；所制备的复合粘结剂能大幅提高球团矿含铁品位，与使用膨润土粘结剂相比，成品球全铁品位可提高0.9～2.12％。
因此，本具体实施方式不增加设备投资，不改变原有的生产工艺，且能改善球团质量；所制备的复合粘结剂具有能提高生球抗压强度、落下强度、干球抗压强度、爆裂温度、成品球抗压强度和成品球全铁品位的特点。

Claims (4)

1.一种铁矿球团用粘结剂的制备方法，其特征在于先按40～70wt％的钠基膨润土和30～60wt％的累托石配料，再外加0.1～1wt％的添加剂，然后混合均匀，细磨至粒度小于200目，即得铁矿球团用粘结剂。
2.根据权利要求1所述的铁矿球团用粘结剂的制备方法，其特征在于所述的添加剂为增粘剂和增强剂按质量比1∶(1.5～9)混合细磨至粒度小于200目；其中：增粘剂为聚丙烯酰胺、改性淀粉、聚氧化乙烯中的两种以上，增强剂为羧甲基纤维素钠、腐植酸盐中的一种。
3.根据权利要求1所述的铁矿球团用粘结剂的制备方法，其特征在于所述的累托石为累托石矿床产出的原矿或经过选别的累托石精矿，其中累托石含量＞40％。
4.根据权利要求1～3项中任一项所述的铁矿球团用粘结剂的制备方法所制备的铁矿球团用粘结剂。
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