CN103468944B - 一种球团用粘结剂及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种球团用粘结剂及其生产方法，其组分质量百分含量为：硼泥30%～78%，赤泥21%～69%，淀粉0.2%～0.5%。将硼泥与赤泥烘干后进行细磨处理，细磨后硼泥粒度≤0.074mm的质量百分比≥90%、赤泥粒度≤0.074mm的质量百分比≥95%；将细磨处理后的硼泥、赤泥以及玉米淀粉按比例混匀，再将混合物进行细磨处理，细磨后其粒度≤0.074mm的达到100%，即制得球团用粘结剂。本发明粘结剂用于球团矿的生产，可减少球团矿中非铁物料—膨润土的使用量，改善球团矿的冶金性能，显著降低原料成本，提高球团矿品位并减少其杂质含量，并可减少废料占地，净化环境。
Description
技术领域
本发明属于炼铁球团矿生产领域，尤其涉及一种球团用粘结剂及其生产方法。
背景技术
随着钢铁工业的迅猛发展，炼铁所需要的原料用量越来越大，尤其随着高炉的日益大型化，对合理用料结构的要求越来越高，球团矿的出现与发展解决了这一问题。早在20世纪50年代初我国就开始了铁精矿球团的研究工作，50年代末采用隧道窑成功生产球团矿，60年代期间在济南钢厂等企业相继建立了十几座球团竖炉，70年代以后开始建设带式焙烧机和链箅机-回转窑球团车间，从而使我国球团矿生产进入了稳定发展时期。近年来，随着高碱度烧结矿配加酸性球团矿这种炉料结构的推广，球团矿生产获得了更大发展。
在球团矿生产原料中加入粘结剂等添加物，可改善物料的成球性。原因有两方面：首先，添加物为亲水性好、比表面积大的物质，它们的加入可以改善物料的亲水性和比表面积；其次，添加物具有较强的粘结力，可以改善物料颗粒间的连结状况，起着颗粒间分子的传递作用。
球团矿生产中常用的粘结剂有膨润土、消石灰、石灰石、佩利多（Peridur）、KLP等。
在诸多粘结剂中膨润土是使用最为广泛的一种粘结剂，膨润土是以蒙脱石为主要成分的粘土矿物。蒙脱石是一种具有膨胀性能、呈层状结构的含水硅酸盐，具有阳离子吸附和交换性能和很强的水化能力。由于蒙脱石的这些特性，使得膨润土具有高粘结性、吸附性、分散性和膨胀性。
膨润土在世界各地均有产出，但大多为钙基膨润土，而更优质的钠基膨润土产地多集中于美国、希腊、意大利、印度及俄罗斯等少数几个国家。膨润土从20世纪70年代起开始作为球团粘结剂使用，总体消耗量随球团矿生产的发展而增加。目前，国内外绝大多数球团厂均采用膨润土作为粘结剂。
国外膨润土的添加量为混合料的0.2%～0.5%，而国内膨润土配加量较多，一般占混合料的1.3%～1.5%，甚至2%，个别球团厂更是高达4%。膨润土经焙烧后残留物的主要成分是SiO2和Al2O3。生产经验表明，球团矿生产的原料中每增加1%的膨润土，球团产品的含铁品位将降低0.4%～0.6%，铁品位每降低1%，焦比上升2%，高炉产量下降3%，因此，提高球团矿铁品位，对高炉实现高产、低耗的意义重大。如果能够使用几种废料或者价格低廉的物料，生产出一种降低球团原料中非铁物料—膨润土用量的粘结剂生产球团矿，将是一种很好的生产优质球团矿的同时降低生产成本的方法。
硼泥是利用硼镁矿生产硼砂后排出的废料，通常每生产1t硼砂，大约排出4～5t硼泥，一个年产量为5000t硼砂的工厂，硼泥的年排出量约为25000t。硼泥已成为数量巨大的二次资源，若不充分利用，不仅是一种浪费，而且大量堆积的硼泥，占用耕地，污染环境。硼泥未能得到资源化利用，实在是资源的极大浪费。
赤泥是氧化铝工业生产的废料，一般每生产一吨氧化铝约产出1.0～1.3t赤泥，目前，全世界每年产生赤泥约5000万t。赤泥具有铁矿物含量较高、颗粒分散性好、比表面积大等特点，其中铁主要以氧化铁的形式存在于赤泥当中，大量的赤泥以废料的形式堆弃，至今没有得到很好的使用。
中国专利申请号201010222478.0公布了一种球团矿所用的复合型粘结剂，以重量百分含量计，其复合型粘结剂原料组成中含有粘土粉70～80%，腐植酸钠10～20%，羟甲基纤维素钠3～6%和纯碱2～4%。从而完全替代膨润土，并且不影响球团矿品位。
中国专利申请号200610001783.0公开了一种用于生产球团矿的粘结剂及其制备方法，其粘结剂由以下重量份的原料组成：水溶性有机物1～50份、粘土10～30份、硼砂1～2份、活性钙10～40份、活性炭10～25份、镁石水泥8～15份；其中，水溶性有机物选自淀粉醚类、纤维素醚类或者聚乙烯醇三者之中的任一种或它们一种以上以任意比例所组成的混合物。
然而，以上措施生产球团矿复合粘结剂所用到的原料价格都是较昂贵的，没有达到大幅度降低贵重原料消耗的目的，其降低吨铁成本的效果亦并不显著。
发明内容
本发明提出一种球团用粘结剂及其生产方法，其目的旨在提高球团矿品位，在不改变现有生产设备的条件下，降低吨铁生产成本，生产出优质的球团矿，同时解决废料的利用和环保问题。
为此，本发明所采取的解决方案是：
一种球团用粘结剂，其组分质量百分含量为：
硼泥30%～78%，赤泥21%～69%，淀粉0.2%～0.5%。
所述硼泥为硼砂生产过程中的废料，其化学组成质量百分含量为TFe5.6%～19.8%，SiO221.3%～31.8%，MgO21%～45.4%，B2O30.9%～5.2%，Al2O30.3%～4.8%；余为杂质。
所述赤泥为氧化铝工业生产的废料，其化学组成质量百分含量为TFe5.2%～71.8%，SiO218.6%～24.3%，MgO0.6%～1.63%，Al2O32.3%～9.4%；余为杂质。
一种上述球团用粘结剂的生产方法，其具体方法是：
将硼泥与赤泥进行烘干，然后分别进行细磨处理，要求细磨后硼泥粒度≤0.074mm的质量百分比≥90%、赤泥粒度≤0.074mm的质量百分比≥95%；
将细磨处理后的硼泥、赤泥以及玉米淀粉按照比例混匀成混合物，再将混合物进行细磨处理，细磨后其粒度≤0.074mm的达到100%，即制得球团用粘结剂。
本发明的有益效果为：
1、本发明粘结剂主要原料硼泥和赤泥，价格低廉且含铁量高，其中玉米淀粉吸湿性极强，最高能达30%以上，高温焙烧后无杂质残留，该粘结剂用于球团矿的生产，可减少球团矿中非铁物料—膨润土的使用量，改善球团矿的冶金性能，显著降低原料成本，提高球团矿品位并减少其杂质含量。
2、本发明所用原料硼泥与赤泥均为堆弃废料，因此可减少废料占地，净化环境，变废为宝。
具体实施方式
实施例1：
硼泥为硼砂生产过程中的废料，其化学组成质量百分含量为TFe19.5%，SiO229.8%，MgO38.5%，B2O33.2%，Al2O30.7%，其余8.3%为其他杂质含量。赤泥为氧化铝工业生产的废料，其化学组成质量百分含量为TFe67.8%，SiO220%，MgO1.1%，Al2O34.6%，其余6.5%为其他杂质含量。
将硼泥、赤泥烘干处理后进行细磨，得到粒度≤0.074mm的质量百分比≥90%的硼泥与粒度≤0.074mm的质量百分比≥95%的赤泥。将细磨后的硼泥、赤泥及玉米淀粉按质量百分含量30.8%、69%、0.2%的比例配料混匀成混合物，再将混和物进行细磨处理，使其粒度≤0.074mm的质量百分比达到100%，即得到所需粘结剂。
按照常规流程进行球团试验，试验过程粘结剂与膨润土皆采取外配方式，粘结剂外配质量百分比为0.6%，膨润土外配质量百分比为0.8%。
其球团性能指标试验结果如表1所示。
表1球团性能指标试验结果
由试验结果可以看出，当所生产出的粘结剂、膨润土的外配量分别为0.6%、0.8%时，生产出的优质球团矿完全能满足高炉生产的质量要求。
实施例2：
硼泥为硼砂生产过程中的废料，其化学组成质量百分含量为TFe13%，SiO225%，MgO45%，B2O35.2%，Al2O34.2%，其余7.6%为其他杂质含量。赤泥为氧化铝工业生产的废料，其化学组成质量百分含量为TFe58%，SiO224%，MgO1.5%，Al2O39.1%，其余7.4%为其他杂质含量。
将硼泥、赤泥进行烘干处理，分别进行细磨处理后，得到粒度≤0.074mm的质量百分比≥90%的硼泥与粒度≤0.074mm的质量百分比≥95%的赤泥。将经细磨处理过的硼泥、赤泥以及玉米淀粉按质量百分含量分别为78%、21.5%、0.5%混匀，将混合物进行细磨处理，使其粒度≤0.074mm的质量百分比达到100%，即得到所需粘结剂。
按照常规流程进行球团试验，试验过程粘结剂与膨润土皆采取外配方式，粘结剂外配质量百分比为1.2%，膨润土外配质量百分比为0.2%。其球团性能指标试验结果如表2所示：
表2球团性能指标试验结果
由试验结果可以看出，当所生产出的粘结剂、膨润土的外配量分别为1.2%、0.2%时，生产出的优质球团矿亦完全能满足高炉生产的质量要求。
Claims (2)
1.一种球团用粘结剂，其特征在于，其组分质量百分含量为：
硼泥30.8％～78％，赤泥21.5％～69％，玉米淀粉0.2％～0.5％；
所述硼泥为硼砂生产过程中的废料，其化学组成质量百分含量为TFe 5.6％～19.8％，SiO2 21.3％～31.8％，MgO 21％～45.4％，B2O3 0.9％～5.2％，Al2O3 0.3％～4.8％；余为杂质；
所述赤泥为氧化铝工业生产的废料，其化学组成质量百分含量为TFe 5.2％～71.8％，SiO2 18.6％～24.3％，MgO 0.6％～1.63％，Al2O3 2.3％～9.4％；余为杂质。
2.一种权利要求1所述球团用粘结剂的生产方法，其特征是：
将硼泥与赤泥进行烘干，然后分别进行细磨处理，要求细磨后硼泥粒度≤0.074mm的质量百分比≥90％、赤泥粒度≤0.074mm的质量百分比≥95％；
将细磨处理后的硼泥、赤泥以及玉米淀粉按照比例混匀成混合物，再将混合物进行细磨处理，细磨后其粒度≤0.074mm的达到100％，即制得球团用粘结剂。
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