CN102094117B - 一种粘结剂及制备方法、以及作为冶金球团粘结剂的应用 - Google Patents
一种粘结剂及制备方法、以及作为冶金球团粘结剂的应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种粘结剂及制备方法、以及作为冶金球团粘结剂的应用，属于钢铁冶金烧结球团生产技术领域。技术方案是由下列组分组成：聚丙烯酰胺，腐殖酸钠，硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐混合物，玉米淀粉混合物、聚丙烯酰胺铝酸钠混合物之一或二者组合；前述粘结剂加入到200目筛通过率不小于70%的造球铁精粉中混匀、造球，粘结剂的加入量为铁精粉的0.2-0.5%。本发明的有益效果：粘结剂具有膨润土的某些性质，例如吸水性、润滑性等，无硅、铝、磷、硫，粘结剂成球用量小，烧损大，本粘结剂高温烧损可达60%-90%，成球是以层状包裹长大为主降低或减少团聚长大，在链篦机中能促进球团内部氧化。
Description
技术领域
本发明涉及一种粘结剂及制备方法、以及作为冶金球团粘结剂的应用，属于钢铁冶金烧结球团生产技术领域。
背景技术
目前，冶金球团已经成为钢铁行业的主要入炉原料之一，球团矿质量与球团矿成本也是铁前降成本的主要瓶颈。当前球团行业使用的粘结剂主要是膨润土，由于膨润土的高温残留使得使用膨润土的直接后果就是降低了入炉原料的铁品位并增加了硅含量，这一点对钢铁行业是不利的。行业内认为每提高一个入炉铁品位在基本上不增加投入时，将带来每吨铁节省2%焦碳、多出3%产品铁的巨大的经济效益和社会效益。因此使用能烧损的有机粘结剂造球已是球团行业及钢铁行业节能、低碳、减排、增效的最有效的途径之一。球团粘结剂应满足如下基本条件（1）：用量少或烧损大，成球质量好，所成生球团能满足在工艺上的转运及球团在链篦机中的要求，如：落下强度、爆裂温度；（2）：生球团经过链篦机后能获得足够的强度。在粘结剂应用方面，国内外已开发出了许多球团专用有机粘结剂，如：荷兰阿克苏诺贝尔公司生产的佩利多、瑞士汽巴公司生产的阿克泰系列产品都已在工业上得到了较好的应用、但是国外球团以带式焙烧为主对预热球团强度无特殊要求，而我国则以链篦机回转窑为主对预热球团有较高的强度要求否则预热球团经不住进入回转窑时的冲击及在回转窑内的摩擦，造成窑内粉尘过大进而结圈不能正常生产，国外的产品在我国并不适用。国内的研究主要有两方面，一方面是采用复合型方式，即由有机粘结和膨润土复配这样可以提高预热球团强度满足回转窑对球团的基本要求，如中国专利“一种用于铁矿球团的粘结剂用法及制备”（CN1814825A）、“一种铁矿球团用粘结剂及其制备方法”（ZL200710304318.9）、“球团矿复合粘结剂及其工艺方法”（CN1229144）“一种铁矿粉制备铁粉球的粘结剂及其制备方法（ZL200510134759。X）等，但是这种方式必然引进部分膨润土使球团的铁品位降低并增加了不需要的硅含量，并非真正意义上的无土造球；另一方面是采用纯有机物粘结剂，如中国专利“一种球团矿的廉价高效粘结剂及其制备方法”(CN101230416A)、“一种用于铁矿球团的粘结剂用法及制备”（CN1814825A）、“一种复聚型铁矿球团有机粘结剂及其使用方法”（101693950A），文献“天然有机高分子粘结剂在铁矿造块中的粘结性能”、“铁矿球团复合粘结剂的实验研究”，但文献“有机粘结剂代替膨润土制备氧化球团 ”，“提高有机粘结剂氧化球团矿强度的措施 ”“有机粘结剂氧化球团固结特性及强化措施”明确指出无土成球后由于球团内部缺少低熔点物质形成的液相组织，三氧化二铁晶须长大扩散较慢使得生球团通过链篦机成为预热球团的强度很难满足后续工艺要求，大量的实验室及工业实验也证实了这一点，因而纯有机粘结剂在工业上也未得到实际使用。产生上述问题的原因在于：（1）目前有机粘结剂主要是水溶性高分子，遇水后成高粘液体，而膨润土为水不溶物，二者成球机理不完全相同，膨润土成球以层状包裹长大为主，造球操作容易，所成球团密实，这一点对后续的三氧化二铁晶须长大桥连提高球团强度非常有利；水溶性高分子成球是包裹和团聚兼有，造球操作较难而且高分子物质形成的水溶液粘度越高团聚作用越大、团聚所成球团的密实度远低于层状包裹长大所成球团密实度，晶须桥连作用较弱。（2）膨润土在链篦机中的低温段可以形成液相有利于晶须的长大和扩散使球团内部晶体颗粒间更易形成桥连且膨润土的残留物也填补了球团内部的空隙。（3）生球团在链篦机上预热时间不是足够长、链篦机温度也不是足够高，使得球团内部氧化铁再结晶程度不够。由于上述原因使得有机粘结剂代替膨润土造球在工业上不能稳定使用。
发明内容
本发明目的是提供一种粘结剂及制备方法、以及作为冶金球团粘结剂的应用，成球用量小，烧损大，成球是以层状包裹长大为主降低或减少团聚长大，在链篦机中能促进球团内部氧化，解决背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：
一种粘结剂，由下列组分组成：聚丙烯酰胺，腐殖酸钠，硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐混合物，玉米淀粉混合物、聚丙烯酰胺铝酸钠混合物之一或二者组合；
上述各组分质量百分比如下：聚丙烯酰胺40—60%，腐殖酸钠5---15%，硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐物混合物20—50%，玉米淀粉混合物、聚丙烯酰胺铝酸钠混合物之一或二者组合。
一种粘结剂制备方法，粘结剂由下列组分制备而成：聚丙烯酰胺，腐殖酸钠，硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐混合物，玉米淀粉混合物、聚丙烯酰胺铝酸钠混合物之一或二者组合；上述各组分质量百分比如下：聚丙烯酰胺40—60%，腐殖酸钠5---15%，硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐物混合物20—50%，玉米淀粉混合物、聚丙烯酰胺铝酸钠混合物之一或二者组合。
聚丙烯酰胺：分子量大于500万，200目80%通过，水分不大于12%。
腐殖酸钠：200目80%通过，水分不大于8%。
硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐物混合物：为硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐，200目80%通过，水分不大于8%，单用或混用。
玉米淀粉混合物的制法：将含玉米淀粉10-40%的水、淀粉混合物1㎏放入反应器，在80℃--90℃下通氮气保护搅拌0.5小时，至糊化，冷却至室温，加入丙烯酰胺（此为单体，并非聚丙烯酰胺）0.5㎏、高锰酸钾0.6-1克、草酸2-3克、环氧氯丙烷0.05-0.2克、在50--60℃进行接枝共聚交联反应2.5-4小时，呈块状，切块、干燥至水分小于12%，粉碎至200目80%通过。
聚丙烯酰胺铝酸钠混合物的制法：将聚丙烯酰胺配成1-3%水溶液100克，加入1%铝酸钠水溶液20-30克，进行共聚交联反应，形成水不溶凝胶，干燥脱水至水分小于12%，粉碎至200目80%通过。
一种粘结剂作为冶金球团粘结剂的应用，前述粘结剂加入到200目筛通过率不小于70%的造球铁精粉中混匀、造球，粘结剂的加入量为铁精粉的0.2-0.5%，所说的百分比均为质量百分比。
本法明组分中的聚丙烯酰胺、腐殖酸钠、玉米淀粉混合物、聚丙烯酰胺铝酸钠混合物都是粘结剂。另外，玉米淀粉混合物、聚丙烯酰胺铝酸钠混合物还具有吸水、润滑、膨胀的作用，玉米淀粉混合物的成本较聚丙烯酰胺铝酸钠混合物低些，二者性质基本相同。
硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐物混合物的作用是氧化剂，促进球团中的氧化亚铁氧化，本发明将硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐物混合物掺到粘结剂中，可很好地促使球团内部氧化亚铁的氧化有利于晶须的长大。
本发明的有益效果：粘结剂具有膨润土的某些性质，例如吸水性、润滑性等，无硅、铝、磷、硫，粘结剂成球用量小，烧损大，本粘结剂高温烧损可达60%---90%，成球是以层状包裹长大为主降低或减少团聚长大，在链篦机中能促进球团内部氧化。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步说明。
一种粘结剂，由下列组分组成：聚丙烯酰胺，腐殖酸钠，硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐混合物，玉米淀粉混合物、聚丙烯酰胺铝酸钠混合物之一或二者组合；
上述各组分质量百分比如下：聚丙烯酰胺40—60%，腐殖酸钠5---15%，硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐物混合物20—50%，玉米淀粉混合物、聚丙烯酰胺铝酸钠混合物之一或二者组合。
一种粘结剂制备方法，粘结剂由下列组分制备而成：聚丙烯酰胺，腐殖酸钠，硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐混合物，玉米淀粉混合物、聚丙烯酰胺铝酸钠混合物之一或二者组合；上述各组分质量百分比如下：聚丙烯酰胺40—60%，腐殖酸钠5---15%，硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐物混合物20—50%，玉米淀粉混合物、聚丙烯酰胺铝酸钠混合物之一或二者组合。
聚丙烯酰胺：分子量大于500万，200目80%通过，水分不大于12%。
腐殖酸钠：200目80%通过，水分不大于8%。
硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐物混合物：为硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐，200目80%通过，水分不大于8%，单用或混用。
玉米淀粉混合物的制法：将含玉米淀粉25%的水、淀粉混合物1㎏放入反应器，在80℃--90℃下通氮气保护搅拌0.5小时，至糊化，冷却至室温，加入丙烯酰胺0.5㎏、高锰酸钾0.8克、草酸2.5克、环氧氯丙烷0.1克、在50--60℃进行接枝共聚交联反应3小时，呈块状，切块、干燥至水分小于12%，粉碎至200目80%通过。
聚丙烯酰胺铝酸钠混合物的制法：将聚丙烯酰胺配成2%水溶液100克，加入1%铝酸钠水溶液25克，进行共聚交联反应，形成水不溶凝胶，干燥脱水至水分小于12%，粉碎至200目80%通过。
一种粘结剂作为冶金球团粘结剂的应用，前述粘结剂加入到200目筛通过率不小于70%的造球铁精粉中混匀、造球，粘结剂的加入量为铁精粉的0.2-0.5%，所说的百分比均为质量百分比。
更具体的实施方式：
实施例使用的铁精粉原料主要成分及指标如下：
实施例工艺条件：预热温度950℃，预热时间10分钟。焙烧温度1250℃焙烧时间10分钟。
各实施例粘结剂组分质量百分数：
粘结剂作为冶金球团粘结剂的应用，各实施例技术指标与膨润土比较：
成品球指标：
通过比较可知：本发明的粘结剂用于球团时，只有在生球抗压指标上略低于使用膨润土，但可以满足工业生产，其它指标高于或相当于使用膨润土指标。
Claims (3)
1.一种粘结剂，其特征在于由下列组分组成：聚丙烯酰胺，腐殖酸钠，硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐混合物，玉米淀粉混合物、聚丙烯酰胺铝酸钠混合物之一或二者组合；
上述各组分质量百分比如下：聚丙烯酰胺40-60%，腐殖酸钠5-15%，硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐物混合物20-50%，余量为玉米淀粉混合物、聚丙烯酰胺铝酸钠混合物之一或二者组合；
其中，聚丙烯酰胺：分子量大于500万，200目80%通过，水分不大于12%；腐殖酸钠：200目80%通过，水分不大于8%；硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐混合物，单用或混用，200目80%通过，水分不大于8%；
所述玉米淀粉混合物的制法：将含玉米淀粉10-40%的水、淀粉混合物1㎏放入反应器，在80℃--90℃下通氮气保护搅拌0.5小时，至糊化，冷却至室温，加入单体丙烯酰胺0.5㎏、高锰酸钾0.6-1克、草酸2-3克、环氧氯丙烷0.05-0.2克、在50-60℃进行接枝共聚交联反应2.5-4小时，呈块状，切块、干燥至水分小于12%，粉碎至200目80%通过；
所述聚丙烯酰胺铝酸钠混合物的制法：将聚丙烯酰胺配成2%水溶液100克，加入1%铝酸钠水溶液25克，进行共聚交联反应，形成水不溶凝胶，干燥脱水至水分小于12%，粉碎至200目80%通过。
2.一种粘结剂制备方法，其特征在于粘结剂由下列组分制备而成：聚丙烯酰胺，腐殖酸钠，硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐混合物，玉米淀粉混合物、聚丙烯酰胺铝酸钠混合物之一或二者组合；上述各组分质量百分比如下：聚丙烯酰胺40-60%，腐殖酸钠5-5%，硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐物混合物20-50%，玉米淀粉混合物、聚丙烯酰胺铝酸钠混合物之一或二者组合；
其中，聚丙烯酰胺：分子量大于500万，200目80%通过，水分不大于12%；腐殖酸钠：200目80%通过，水分不大于8%；硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐混合物，单用或混用，200目80%通过，水分不大于8%；
所述玉米淀粉混合物的制法：将含玉米淀粉10-40%的水、淀粉混合物1㎏放入反应器，在80℃-90℃下通氮气保护搅拌0.5小时，至糊化，冷却至室温，加入单体丙烯酰胺0.5㎏、高锰酸钾0.6-1克、草酸2-3克、环氧氯丙烷0.05-0.2克、在50--60℃进行接枝共聚交联反应2.5-4小时，呈块状，切块、干燥至水分小于12%，粉碎至200目80%通过；
所述聚丙烯酰胺铝酸钠混合物的制法：将聚丙烯酰胺配成2%水溶液100克，加入1%铝酸钠水溶液25克，进行共聚交联反应，形成水不溶凝胶，干燥脱水至水分小于12%，粉碎至200目80%通过。
3.一种如权利要求1所述的粘结剂作为冶金球团粘结剂的应用，其特征在于前述粘结剂加入到200目筛通过率不小于70%的造球铁精粉中混匀、造球，粘结剂的加入量为铁精粉的0.2-0.5%，所说的百分比均为质量百分比。
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