CN104263918A

CN104263918A - 冷压成型方法

Info

Publication number: CN104263918A
Application number: CN201410566786.3A
Authority: CN
Inventors: 卢金
Original assignee: PANZHIHUA GANGCHENG GROUP XIELI Co Ltd
Current assignee: PANZHIHUA GANGCHENG GROUP XIELI Co Ltd
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2015-01-07

Abstract

本发明属于冶金领域，具体涉及一种冷压成型方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、成型率高的冷压成型方法。为解决上述技术问题，所采用的技术方案包括以下步骤：a、将粘结剂、矿料、水混合，搅拌均匀，得混合料；b、将混合料压制成型后干燥得生球团；其中，所述粘结剂按质量份数包括以下组分：丙三醇45～55份、二异氰酸酯18～25份、丙烯酸8～15份、纤维素3～6份、尿素2～5份、多聚糖1.5～4份、甲酸1～3份、聚合引发剂1～3份。采用本发明冷压成型方法所得的生球团性能优异，一次成型率高达90％，成型后生球团粒径≥25mm，2m高落下不碎、不散，抗压强度≥3000KN。

Description

冷压成型方法

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及一种冷压成型方法。

背景技术

钒铁磁铁矿是一种铁、钒、钛、铬、钴、镍等多元素共生的复合矿，伴生元素极多，亦是一种主要的高炉冶炼原料。这种矿石品位较低，其中TFe含量为52％～54％，SiO2为3.2％，TiO₂为12％～13％，且粒度较粗。不仅降低了铁品位和液相生成量，还易生成脆性的钙钛矿，加上粒度较粗，导致混合料成球性能差，料层透气性不好，致使钒钛磁铁矿的强度差，返料率高。以攀钢钒炼铁厂为例，日产烧结矿4.5万吨，高炉料槽下返料1万余吨，返料率高达28％，与世界先进水平高炉料槽下返料率10％相比，存在较大的差距。

自2008年国际金融危机以来，铁矿价格持续上涨，钢铁企业盈利能力受到了极大的影响。为降低高炉原料成本，缓解钒钛磁铁矿资源紧缺矛盾，攀钢钒对粒径8mm～10mm的返料进行回收。但这种方法对装入方式及布料方式都有极其严格的要求，在返料较多时，易引起高炉透气性差的现象，导致悬崩料次数增加。且直径≤8mm的返料因成球性能、品质、透气性均达不到高炉冶炼要求，只能进废料场积存，长此以往既对环境造成了污染，又浪费了资源还增加了生产成本。

为了处理这个难题，攀钢钒进行返料再利用的探索，也曾采购过数个厂家的粘结剂进行成型研究，但钒钛磁铁矿品位低且粒度粗，普通粘结剂成型率≤70％，无法达到生产需求。且粘结成型工艺较多，需对原料进行烘干，加工过程复杂，能源、生产成本较高。

因此，本领域技术人员需要一种成本低、简单、成型率高的冷压成型方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、成型率高的冷压成型方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

冷压成型方法包括如下步骤：

a、将粘结剂、矿料、水混合，搅拌均匀，得混合料；

b、将混合料压制成型后干燥得生球团；

其中，所述粘结剂按质量份数包括以下组分：

优选的，所述粘结剂按质量份数包括以下组分：

采用上述方案可适用于粒度≤10mm的矿料，一次成型率高达90％，成型后返料粒径≥25mm，2m高落下不碎、不散，抗压强度≥3000KN。而且，冷压成型前不需对矿料进行烘干，不需添加其它辅助材料，成本低，方法简单，对环境友好。

上述冷压成型方法中，矿料与粘结剂混合的质量比优选为80：3～8。

上述冷压成型方法中，不同的矿料含水量不同，故步骤a中混合时的加水量视矿料中的含水量而定，使混合料的质量中含水量为2％～5％即可。

其中，步骤b所述的干燥采用常规干燥方法即可，如室温干燥或烘干均可。

具体的，为确保压制成型的产品质量，上述方法中，步骤b中的压制成型压力为10MPa～15Mpa。

具体的，上述聚合引发剂可选用过氧化二酰、过硫酸盐。其中，过硫酸盐可选择过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的至少一种。

具体的，当矿料粒径＞10mm时，压制时矿料移动和变形困难，压制难度高，压制成型后的密度低。为减少压制成型难度，提升压制成型后的密度，可在步骤a混合时按混合料质量的20％～40％添加粒径为1mm～3mm的矿料以降低压制难度，提升压制成型后的密度。

具体的，当矿料粒径为1mm～3mm，压制成型的球团抗压强度低，在步骤a混合时按混合料质量的4％～7％添加粒径为7mm～12mm矿料以起到骨料的作用，将粒径为1mm～3mm的矿料填充到7mm～12mm矿料的孔隙中，达到增强成型后的密度与强度的目的。

当矿料粒径＜1mm，为提升压制成型的球团抗压强度，需在步骤a混合时按混合料质量的40％～60％添加粒径为7mm～12mm的矿料。

优选的，上述技术方案尤其适用于粒径为3mm～10mm的矿料成型，可大幅提高成型率，在步骤a混合时无需加入其他粒径的矿料即可压制成型，提高利用效率。

上述技术方案中，随着水分蒸发，粘结剂中的羟基逐步与氨基、羧基脱水缩合，形成空间网状结构，将矿料紧密包裹在碳链之中，从而形成结构强度极高的固体。由于亲水基团的消耗，固结后的混合料不再溶于水，同时由于粘结剂中含有的环状结构及环氧结构，使其可承受一定的高温，如可采用烘干方式以缩短干燥时间。

本发明冷压成型方法中所述粘结剂，二异氰酸酯作为溶剂使用，丙三醇起润滑作用，丙烯酸起絮凝作用，纤维素起柔顺作用，尿素起缓蚀作用，多聚糖起聚合作用，甲酸起增塑作用。

上述技术方案中所述的二异氰酸酯优选甲苯二异氰酸酯。

上述技术方案中所述的纤维素优选羧甲基纤维素。

上述技术方案中所述的多聚糖优选葡甘露聚糖。

本发明中所述的矿料可为铁矿、锰矿粉、铝矿粉、磷矿粉、氧化铁皮、钢渣磁选料、除尘灰、返料等冶金原料。尤其的，当所述返料为钒钛磁铁矿返料时，尤其适用于本发明冷压成型方法。

本发明的有益效果如下：

1、生产工艺简单，不含S、P、Al、Mg等冶炼有害杂质，化学活性好，矿料不需烘干，无污水排放，无有害气体排放，直接按比例混合搅拌后，经冷压成型干燥后即可。

2、成型性能优异，一次成型率高达90％，成型后生球团粒径≥25mm，2m高落下不碎、不散，自然干燥或烘干均可，抗压强度≥3000KN。

3、本发明冷压成型方法可适用于粒度≤10mm的返料、除尘灰等冶金原料的压制成型，且成型率高，可提升该类冶金废弃物的经济化利用价值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1-3中的返料为钒钛磁铁矿返料。

实施例1-3中所述的粘结剂按质量份数计，包括以下组分：丙三醇52份、甲苯二异氰酸酯21份、丙烯酸11份、羧甲基纤维素4.5份、尿素3.5份、葡甘露聚糖2.5份、甲酸2份、过硫酸铵1.5份。将上述组分混合均匀得粘结剂。

实施例1

a、取粒径为1mm～3mm的返料80kg与7mm～12mm返料4kg混合，加入粘结剂4.8kg，加水使混合料质量中含水量为3％，混合均匀；

b、在10MPa下压制成粒度为25mm的球团，室温下放置15h得生球团。

制作10组生球团，进行压溃实验，所得数据见表1。

表1

如表1所示，压溃实验最大力值为4128DN，最小力值为2258DN，平均力值为3172.7DN，由于返料中7mm～12mm粒度与1mm～3mm粒度相差较大，形状各异，故各实验间差距较大，但平均力值大于3000DN，符合生球团抗压强度要求。

实施例2

a、取3mm～10mm返料80kg，加入粘结剂4.8kg，加水使混合料质量中含水量为3％，混合均匀；

b、在11MPa下压制成粒度为25mm的球团，室温下放置15h得生球团。

制作10组生球团，进行压溃实验，所得数据见表2。

表2

如表2所示，压溃实验最大力值为4018DN，最小力值为2688DN，平均力值为3339.3DN，由于返料粒度相对较为均匀，故各实验间差距小于实施例1，平均力值大于3000DN，符合生球团抗压强度要求。

实施例3

a、取除尘灰与7mm～12mm返料各45kg混合，加入粘结剂6.3kg，加水使混合料质量中含水量为4％，混合均匀；

b、在12MPa下压制成粒度为25mm的球团，室温下放置15h得生球团。

制作10组生球团，进行压溃实验，所得数据见表3。

表3

如表3所示，压溃实验最大力值为3976DN，最小力值为2365DN，平均力值为3183.9DN，由于7mm～12mm返料粒度与除尘灰粒度差距较大，形状各异，故各实验间差距较大，但平均力值大于3000DN，符合生球团抗压强度要求。

由上述实施例可以看出，使用本发明冷压成型方法可起到较好的粘结效果。当采用不同的矿料冷压成型时，可根据矿料类型和工艺要求，对粘结剂中各组分的质量份数可在本发明公开的范围内进行调整，调整后的粘结剂配合本发明冷压成型方法所得生球团均可达到生球团的抗压强度要求。

Claims

1.冷压成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将粘结剂、矿料、水混合，搅拌均匀，得混合料；

b、将混合料压制成型后干燥得生球团；

其中，所述粘结剂按质量份数计，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的冷压成型方法，其特征在于，所述粘结剂按质量份数计，包括以下组分：

3.根据权利要求1或2所述的冷压成型方法，其特征在于：所述聚合引发剂为过氧化二酰、过硫酸盐；优选的，所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的冷压成型粘结剂，其特征在于，满足下述至少一项：

所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯；

所述纤维素为羧甲基纤维素；

所述多聚糖为葡甘露聚糖。

5.根据权利要求1或2所述的冷压成型方法，其特征在于：步骤b中的压制成型压力为10MPa～15Mpa。

6.根据权利要求1或2所述的冷压成型方法，其特征在于：所述步骤a中加水量视矿料中的含水量而定，以使混合料的含水量为2％～5％即可。

7.根据权利要求1～6任一项所述的冷压成型方法，其特征在于：所述矿料粒径r：3mm＜r＜10mm。

8.根据权利要求1～6任一项所述的冷压成型方法，其特征在于：

当矿料粒径≥10mm时，在步骤a中，按混合料质量的20％～40％添加粒径为1mm～3mm的矿料；

当矿料粒径r：1mm＜r≤3mm时，在步骤a中，按混合料质量的4％～7％添加粒径为7mm～12mm矿料；

当矿料粒径≤1mm时，在步骤a中，按混合料质量的40％～60％添加粒径为7mm～12mm的矿料。

9.根据权利要求1～8所述的冷压成型粘结剂，其特征在于：所述矿料为铁矿粉、锰矿粉、铝矿粉、磷矿粉、氧化铁皮、钢渣磁选料、除尘灰或返料。

10.根据权利要求9所述的冷压成型粘结剂，其特征在于：所述返料为钒钛磁铁矿返料。