CN104805278A - 一种镁质球团粘结剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种镁质球团粘结剂，其包括如下质量百分含量的原料：含镁材料20-40%；Na₂CO₃2-5%；高分子聚合物5-20%；余量膨润土。本发明的镁质球团粘结剂集提高氧化镁含量、改善生球质量和成品球冶金性能、提铁降硅等诸多优点于一身，具有物化活性高、比表面积大、易均匀分散、团粒性能好的特点，产品以其独具的特色，解决了球团生产中难于解决的诸多问题，具有广泛的经济效益和社会效益。

Description

一种镁质球团粘结剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及球团粘结剂，具体地说，涉及一种镁质球团粘结剂及其制备方法。

背景技术

氧化镁是高炉冶炼不可缺少的辅料。目前，我国高炉炼铁造渣所需的MgO基本由高碱度烧结矿带入。由于氧化镁在烧结过程中阻碍Fe₃O₄氧化为Fe₂O₃，从而降低铁酸钙的形成，影响高碱度烧结矿的冷强度和还原性，也不利于烧结矿熔滴性能的改善。因此，从优化烧结矿质量和改善高炉冶炼指标出发，应尽可能地降低烧结矿氧化镁的含量。

另外，由于酸性球团矿的软熔性能较差，表现为软熔温度低，软熔带宽，阻力损失大，不利于高炉顺行和指标改善。理论研究和生产实践证明，提高酸性球团矿中MgO含量，可显著降低球团矿的还原膨胀率，改善其高温冶金性能，实现氧化镁由高碱度烧结矿向酸性球团矿转移，这样，既达到球团矿和烧结矿的质量双赢，又增加球团矿的入炉比例，实现高炉炉料结构的优化。

而膨润土是以蒙脱石为主要成分的非金属粘土矿物，其化学性质稳定，被广泛地用于铸造，钻井泥浆，铁矿球团，油脂脱色领域，尤其在钢铁行业的球团生产、烧结生产中是不可或缺的辅助材料。

膨润土因其成因可分为火山岩型矿床、火山岩-沉积矿床、侵入岩型矿床等。膨润土的目的矿物--蒙脱石是一种含水的层状铝硅盐酸矿物，构成2：1型结构，晶层具有水分子和可交换的阳离子，八面体空隙中的阳离子为AL³+离子，剩下两个空位，为二八面体型。蒙脱石晶体化学特点是类质同象种类多，使之化学成分复杂，变化大。八面体空隙中AL³⁺常被低价的Mg²⁺、Fe²⁺置换，四面体空隙中的Si⁴⁺被AL³⁺置换，由于低价阳离子替代高价阳离子，使结构层产生多余的负电价，为了电中性、在结构层之间、除水分子外，处在较大半径的阳离子Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等。这些阳离子是可以交换的，使蒙脱石矿区具有离子交换性、吸水性、膨胀性、触变性、粘结性，吸附性等一系列很有价值的特性，使之形成较有价值的产品。

为适应球团工业的发展和高炉炉料结构调整的需要，本发明研究人员结合多年研究和生产冶金球团粘结剂的经验，研制出以非金属矿物膨润土为主要原料的镁质球团粘结剂，可满足球团厂家不同碱度及氧化镁含量的需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种具有物化活性高、比表面积大、易均匀分散、团粒性能好的氧化镁质球团粘结剂。

本发明的再一目的是提供该氧化镁质球团粘结剂的制备方法。

为了实现本发明目的，本发明提供的氧化镁质球团粘结剂，包括如下质量百分含量的原料：

其中，优选的原料含量为：

所述含镁材料为：白云石（成分为CaMg(CO₃)₂）或菱镁矿（MgCO₃）经800-1300℃高温焙烧而成。

所述高分子聚合物为：淀粉类聚合物、酰胺类衍生物或烯醇高聚物等工业增粘剂。

所述淀粉类聚合物优选采用工业级支链淀粉（比如赵县裕丰淀粉制品有限公司生产）或TF-A变性淀粉（比如天津顶峰淀粉开发有限公司生产）。

所述酰胺类衍生物优选采用聚丙烯酰胺（比如天津赤龙净水材料有限公司或任丘市高科化工物资有限公司生产）。

所述烯醇高聚物优选采用水溶性聚乙烯醇（比如上海睿江化工有限公司生产）。

本发明所述的镁质球团粘结剂还含有如下原料：

增氧剂  0.5-1.0%；优选0.5-0.8%；

防爆剂  1-2%；优选1.5-2%；

助溶剂  0.2-0.5%；优选0.3-0.5%。

所述增氧剂为氯酸钾类物质；所述防爆剂为硅酸钠类物质；所述助溶剂为焦磷酸钠类物质。

本发明优选膨润土原料的主要化学成份为：Sio₂：58-68%，Al₂O₃：13-19%，Fe₂O₃：2-4%，CaO：2-4.5%，Na₂O：0.5-3.0%，K₂O：0.5-1.5%，MgO：2-5%。

所述膨润土原料优选的物化性能：

名称	吸兰量＞	蒙脱石%	膨胀系数≥	胶质价ml/u%≥
					膨润土	20-35	40-80	8	70

本发明制备所述镁质球团粘结剂的方法，其包括如下步骤：

1）含镁材料处理：先将白云石或菱镁矿经800-1300℃高温焙烧，粉碎备用；

2）化学合成：再将处理后的含镁材料、膨润土、高分子聚合物、Na₂CO₃，经复混后，堆浸24-36小时，磨细而成。

同时，还可包括：最后加入增氧剂、防爆剂、助溶剂，进行混合，磨细至300-400目而成。

具体工艺步骤如下：

1、选矿：对矿点原土进行物化分析，并进行分级开采，单存单放，对优选的膨润土进行人工精选，提纯，作为备储原料。

2、自然晾晒：选择固定场所，充分利用自然光照进行反复晾晒，达水份18%左右备储。

3、机械烘干：采用GXDF6型沸腾炉烘干设备，烘干至含水12-14%即可。

4、含镁材料处理：先将白云石或菱镁矿经800-1300℃高温焙烧，粉碎备用。

5、化学合成：再将处理后的含镁材料、膨润土、高分子聚合物、Na₂CO₃，经复混后，堆浸24-36小时，磨细而成。

6、复混、半成品经检验合格后，经分析试验后，按比例加入增氧剂，防爆剂，助溶剂，经混合设备充分混合后，用4R3216雷蒙机磨细至300-400目。

在使用时，本发明所述氧化镁质球团粘结剂的优选添加量为1.5%-5.0%。

经检测，本发明的氧化镁质球团粘结剂的性能指标如下：

本发明的氧化镁质球团粘结剂就是充分利用膨润土的特点，有选择地合理配置含镁材料以及高分子聚合物、Na₂CO₃、增氧剂，防爆剂，助溶剂，使之形成多成份科学组合；产品呈类白色或淡黄色粉末、无毒、无味、呈碱性。具有吸水性能强，比表面积大，粘结性强，分散度高，成球性好的特点，在提高球团氧化镁含量的同时，弥补了添加碱性溶剂带来的不足，明显改善球团矿的质量和产量。具体优点如下：

1、显著提高生球落下强度和抗压强度，解决了使用普通球团粘结剂和添加碱性溶剂后生球落下强度低的难题。

2、可提高生球合格率和产率。

3、解决使用一般碱性粘结剂后生球爆裂温度低的难点，稳定焙烧气氛。

4、可提高球团成品球抗压强度，改善其还原性，显著降低还原粉化合还原膨胀率，优化球团矿的软熔性能。

5、加入本发明氧化镁质球团粘结剂后，通过增加氧化镁含量，在提高球团矿产量和质量的同时，使高炉炉料结构调整优化成为可能。

6、本发明氧化镁质球团粘结剂以碱性溶剂为主要成分，合理的配加多种辅助材料，可大幅度降低粘结剂中SiO₂的含量，甚至完全不含SiO₂，更有效地实现提铁降焦、节能减排，经济效益和社会效益显著。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。实施例1

本实施例所述氧化镁质球团粘结剂所用原料如下：

白云石  25%；

Na₂CO₃  3%；

膨润土  54.3%；

聚丙烯酰胺：   15%；

氯酸钾增氧剂   0.5%；

硅酸钠防爆剂   2%；

焦磷酸钠助溶剂 0.2%。

其采用如下步骤制备而成：

1、选矿：对矿点原土进行物化分析，并进行分级开采，单存单放，对优选的膨润土进行人工精选，提纯，作为备储原料。

2、自然晾晒：选择固定场所，充分利用自然光照进行反复晾晒，达水份18%左右备储。

3、机械烘干：采用GXDF6型沸腾炉烘干设备，烘干至含水12%即可。

4、辅助材料处理：白云石经土窖1000℃焙烧后经提纯粉碎备用。

5、化学合成：膨润土、处理后的白云石、聚丙烯酰胺，经分析检验，按给定比例加入Na₂CO₃，经复混后，堆浸24小时。

6、复混、半成品经检验合格后，经分析试验后，按特定比例加入增氧剂，防爆剂，助溶剂，经混合设备充分混合后，用4R3216雷蒙机磨细至（-325目）通过90%以上即可。

其中，膨润土原料化学成份如下_：

膨润土原料的物化性能如下：

名称	吸兰量＞	蒙脱石%	膨胀系数≥	胶质价ml/u%≥
					膨润土	20	70	8	70

HY系列镁质球团粘结剂技术指标汇总表

实施例1为含镁较低的产品。

实施例2

本实施例所述氧化镁质球团粘结剂所用原料如下：

菱镁矿  20%；

Na₂CO₃  4%；

膨润土  66%；

工业级支链淀粉：10%。

其采用如下步骤制备而成：

1、选矿：对矿点原土进行物化分析，并进行分级开采，单存单放，对优选的膨润土进行人工精选，提纯，作为备储原料。

2、自然晾晒：选择固定场所，充分利用自然光照进行反复晾晒，达水份18%左右备储。

3、机械烘干：采用GXDF6型沸腾炉烘干设备，烘干至含水12%即可。

4、辅助材料处理：菱镁矿经土窖800℃焙烧后经提纯粉碎备用。

5、化学合成：膨润土、处理后的菱镁矿、工业级支链淀粉，经分析检验，按给定比例加入Na₂CO₃，经复混后，堆浸24小时，用4R3216雷蒙机磨细至（-325目）通过90%以上即可。

其中，膨润土原料化学成份如下：

镁质球团粘结剂技术指标汇总表

实施例2为含镁较高的产品。

实施例3

本实施例所述氧化镁质球团粘结剂所用原料如下：

白云石  40%；

Na₂CO₃  2%；

膨润土  50.9%；

水溶性聚乙烯醇：5%；

氯酸钾增氧剂    0.8%；

硅酸钠防爆剂    1%；

焦磷酸钠助溶剂  0.3%。

其采用如下步骤制备而成：

1、选矿：对矿点原土进行物化分析，并进行分级开采，单存单放，对优选的膨润土进行人工精选，提纯，作为备储原料。

2、自然晾晒：选择固定场所，充分利用自然光照进行反复晾晒，达水份18%左右备储。

3、机械烘干：采用GXDF6型沸腾炉烘干设备，烘干至含水14%即可。

4、辅助材料处理：白云石经土窖1300℃焙烧后经提纯粉碎备用。

5、化学合成：膨润土、处理后的白云石、水溶性聚乙烯醇，经分析检验，按给定比例加入Na₂CO₃，经复混后，堆浸36小时。

6、复混、半成品经检验合格后，经分析试验后，按特定比例加入增氧剂，防爆剂，助溶剂，经混合设备充分混合后，用4R3216雷蒙机磨细至（-325目）通过90%以上即可。

其中，膨润土原料化学成份如下：

HY系列镁质球团粘结剂技术指标汇总表

实施例4

本实施例所述氧化镁质球团粘结剂所用原料如下：

白云石  30%；

Na₂CO₃  5%；

膨润土  42%；

聚丙烯酰胺：   20%；

氯酸钾增氧剂   1.0%；

硅酸钠防爆剂   1.5%；

焦磷酸钠助溶剂 0.5%。

其采用如下步骤制备而成：

1、选矿：对矿点原土进行物化分析，并进行分级开采，单存单放，对优选的膨润土进行人工精选，提纯，作为备储原料。

2、自然晾晒：选择固定场所，充分利用自然光照进行反复晾晒，达水份18%左右备储。

3、机械烘干：采用GXDF6型沸腾炉烘干设备，烘干至含水12%即可。

4、辅助材料处理：白云石经土窖1200℃焙烧后经提纯粉碎备用。

5、化学合成：膨润土、处理后的白云石、聚丙烯酰胺，经分析检验，按给定比例加入Na₂CO₃，经复混后，堆浸24小时。

6、复混、半成品经检验合格后，经分析试验后，按特定比例加入增氧剂，防爆剂，助溶剂，经混合设备充分混合后，用4R3216雷蒙机磨细至（-325目）通过90%以上即可。

其中，膨润土原料化学成份如下：

HY系列镁质球团粘结剂技术指标汇总表

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种镁质球团粘结剂，其特征在于，其包括如下质量百分含量的原料：

2.根据权利要求1所述的镁质球团粘结剂，其特征在于，其包括如下质量百分含量的原料：

3.根据权利要求1或2所述的镁质球团粘结剂，其特征在于，所述含镁材料为：白云石或菱镁矿经800-1300℃高温焙烧而成。

4.根据权利要求1或2所述的镁质球团粘结剂，其特征在于，所述高分子聚合物为：淀粉类聚合物、酰胺衍生物或烯醇高聚物。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的镁质球团粘结剂，其特征在于，所述的镁质球团粘结剂还含有如下原料：

增氧剂   0.5-1.0%；

防爆剂   1-2%；

助溶剂   0.2-0.5%。

6.根据权利要求5所述的镁质球团粘结剂，其特征在于，所述增氧剂为氯酸钾类物质；所述防爆剂为硅酸钠类物质；所述助溶剂为焦磷酸钠类物质。

7.制备权利要求1-4任意一项所述镁质球团粘结剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）含镁材料处理：先将白云石或菱镁矿经800-1300℃高温焙烧，粉碎备用；

2）化学合成：再将处理后的含镁材料、膨润土、高分子聚合物、Na₂CO₃，经复混后，堆浸24-36小时，磨细而成。

8.制备权利要求5或6所述镁质球团粘结剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）含镁材料处理：先将白云石或菱镁矿经800-1300℃高温焙烧，粉碎备用；

2）化学合成：再将处理后的含镁材料、膨润土、高分子聚合物、Na₂CO₃，经复混后，堆浸24-36小时，磨细而成；

3）最后加入增氧剂、防爆剂、助溶剂，进行混合，磨细至300-400目而成。