CN105087914A - 一种软锰矿烧结处理用粘接剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及炼钢处理技术领域，尤其是一种软锰矿烧结处理用粘接剂及其制备方法，通过黄泥、草木灰、磷石膏、水泥、秸秆粉、尿素、糊精、淀粉、泡花碱、糠醛树脂、磷酸二氢钙、二氧化硅粉作为原料，并经过对原料的配比以及粘接剂的制备方法进行工艺参数的控制和工艺步骤的调整，进而使得制备的粘接剂能够使得锰矿烧结成块后的品质得到改善，并且能够降低固体燃料的能耗，降低锰矿烧结成块的制备成本，降低将锰矿烧结后应用于炼钢中的造渣剂和冷却剂的成本，并且，相比现有技术成品率至少提高3.2％；其利用系数至少提高1t/m².h以上；其转鼓强度至少提高1％；其固体燃料能耗至少降低2.1kg/t。

Description

一种软锰矿烧结处理用粘接剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及炼钢处理技术领域，尤其是一种软锰矿烧结处理用粘接剂及其制备方法。

背景技术

炉料是指加入冶炼炉的矿石和其他催化材料，铁矿石、钢坯、生铁、废钢铁、矿粉、焦煤、铁合金都属于炉料。锰矿粉是炉料的一种，我国锰矿资源贫乏，锰矿石品位偏低，且杂质含量高，矿石结构复杂，嵌布粒度细等缺点，因此必须经浮选富集、烧结制成高品位锰矿烧结块。锰矿粉造块包括压团、烧结和球团三种工艺，目前的锰矿粉烧结工艺，存在固体燃料消耗高，烧结矿强度差、产量低的问题。

但是，现有技术中针对上述技术问题，主要采用的是对烧结的工艺以及烧结的工艺参数的来进行改进和优化的，如专利号为201510064538.3的《一种锰矿粉烧结工艺》包括步骤：(1)矿粉细磨：取锰矿粉，加入其重量5-7％的水性高分子、15-25％的糠醛渣、0.4-0.6％的没食子酸、15-25％的粉煤灰，混合均匀，然后进行细磨；(2)制备球粒；(3)烧结：将球粒表面裹覆一层燃料，装入烧结机，布料，料层层高为600-700mm，所述的烧结机布料工序中使用雾化喷淋装置为烧结混合料配加水分，烧结机上混合料料层的中、上部布料采用小配水量，水分为5-6％，料层的下部分布料采用大配水量，水分为7-8％；再经过干燥、预热后点火烧结制成热烧结矿，热烧结矿经过冷却、破碎和筛分，得到成品烧结矿。

再如专利号为201210582931.8的《一种锰矿粉烧结工艺》包括以下步骤：先将锰矿粉、粘结剂、燃料、熔剂和返矿加水混合成混合矿，其中粘结剂由锰盐和有机物混合组成，占混合矿质量分数为0.6％～3.0％，燃料占混合矿的质量分数为3.0％～6.0％，熔剂占混合矿的质量分数为3.0％～15.0％，返矿的质量分数为10％～30％，水的添加量为5.0％～15.0％，将混合矿制成小球团；再将上述生成的小球团表面裹覆一层燃料，经过干燥、预热后点火烧结制成热烧结矿，热烧结矿经过冷却、破碎和筛分得到成品烧结矿和返矿。

上述现有技术均对烧结的工艺以及工艺参数进行调整与控制，并且也使得可利用系数，成品率、能耗以及转鼓强度都得到了改善，但是，上述技术并没有从锰矿烧结处理用粘接剂领域做出研究，未见使得锰矿烧结处理用的粘接剂对锰矿烧结处理过程中产生作用，进而改善锰矿烧结处理后的可利用系数、成品率、能耗以及转鼓强度的技术文献报道，故而本研究者结合长期的处理和探索实践中，将锰矿进行烧结处理工艺中采用的粘接剂的原料以及制备方法进行探索，进而为锰矿烧结工艺提供了一种新思路。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种软锰矿烧结处理用粘接剂及其制备方法。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

一种软锰矿烧结处理用粘接剂，其原料成分以重量份计为黄泥2-7份、草木灰10-13份、磷石膏2-7份、水泥0.2-0.5份、秸秆粉3-5份、尿素1-3份、糊精1-5份、淀粉2-3份、泡花碱0.5-1.3份、糠醛树脂0.7-1.5份、磷酸二氢钙0.01-0.03份、二氧化硅粉0.6-1.4份。

所述的原料成分以重量份计为黄泥3-6份、草木灰11-12份、磷石膏3-5份、水泥0.3-0.4份、秸秆粉3.1-4.3份、尿素1.76-2.45份、糊精2-4份、淀粉2.13-2.56份、泡花碱1-1.2份、糠醛树脂0.9-1.1份、磷酸二氢钙0.015-0.27份、二氧化硅粉0.69-0.78份。

所述的原料成分以重量份计为黄泥5份、草木灰11.5份、磷石膏4份、水泥0.35份、秸秆粉3.7份、尿素1.98份、糊精3份、淀粉2.35份、泡花碱1.1份、糠醛树脂1份、磷酸二氢钙0.18份、二氧化硅粉0.71份。

本发明的目的之二是提供一种软锰矿烧结处理用粘接剂的制备方法，在原料混合过程中，加入水进行搅拌处理完成后，采用超声波处理20-30min，超声波的频率控制在100-700Hz。

所述的方法，具体包括如下步骤：

(1)将黄泥、草木灰、磷石膏、尿素、糊精、淀粉、糠醛树脂、磷酸二氢钙混合后，并向其中加入占混合物重量20-30％的水，并调整其温度为100-130℃处理10-20s，再将其在10-60s冷却至常温环境，再采用超声波处理20-30min，超声波的频率为100-700Hz，再将水泥、秸秆粉和泡花碱依次加入，并在加入过程中，调整温度由常温，按照升温速度为1-3℃/min升温至40-45℃时，添加完物料后，停止升温，并向其中加入占水泥重量3-7倍的热水，再将其置于超声波处理器中处理20-30min，超声波频率为100-700Hz，得到初料；

(2)将步骤1)的初料置于研磨机中研磨，并将其过80-130目的筛，取筛底料，筛面料返回研磨机中研磨，并将筛底料置于温度为300-500℃的高温炉中处理5-10s，向其中加入占筛底料13-17％的水后，置于超声波处理器中处理20-30min，超声波频率为100-700Hz，再将二氧化硅粉加入到其中，采用搅拌速度为1000-3000r/min搅拌处理5-10min，再调整温度为60-90℃，洒入占二氧化硅粉11-13％重量的水后，采用超声波处理20-30min，超声频率为100-700Hz，再将其静置常温处理10-15min，即可。

所述的二氧化硅粉为180-340目。

所述的秸秆粉为小麦秸秆粉、玉米秸秆粉、甘蔗秸秆粉的混合物，其混合比为5:7:9。

与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：

通过黄泥、草木灰、磷石膏、水泥、秸秆粉、尿素、糊精、淀粉、泡花碱、糠醛树脂、磷酸二氢钙、二氧化硅粉作为原料，并经过对原料的配比以及粘接剂的制备方法进行工艺参数的控制和工艺步骤的调整，进而使得制备的粘接剂能够使得锰矿烧结成块后的品质得到改善，并且能够降低固体燃料的能耗，降低锰矿烧结成块的制备成本，降低将锰矿烧结后应用于炼钢中的造渣剂和冷却剂的成本，并且提高了成品率和可利用系数，降低了能耗，具有显著的经济效益和环保价值。

并通过与专利号为201510064538.3和201210582931.8的烧结工艺中采用的粘接剂以及结合专利号为201510064538.3和201210582931.8的烧结工艺进行锰矿烧结处理，进而使得烧结成块的锰矿的成品率相比现有技术分别提高3.2％、7.2％；其利用系数至少提高1t/m².h以上；其转鼓强度至少提高1％；其固体燃料能耗至少降低2.1kg/t。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

实施例1

一种软锰矿烧结处理用粘接剂，其原料成分以重量计为黄泥2kg、草木灰10kg、磷石膏2kg、水泥0.2kg、秸秆粉3kg、尿素1kg、糊精1kg、淀粉2kg、泡花碱0.5kg、糠醛树脂0.7kg、磷酸二氢钙0.01kg、二氧化硅粉0.6kg。

其制备方法，在原料混合过程中，加入水进行搅拌处理完成后，采用超声波处理20min，超声波的频率控制在100Hz。

所述的二氧化硅粉为180目。

所述的秸秆粉为小麦秸秆粉、玉米秸秆粉、甘蔗秸秆粉的混合物，其混合比为5:7:9。

实施例2

一种软锰矿烧结处理用粘接剂，其原料成分以重量计为黄泥7kg、草木灰13kg、磷石膏7kg、水泥0.5kg、秸秆粉5kg、尿素3kg、糊精5kg、淀粉3kg、泡花碱1.3kg、糠醛树脂1.5kg、磷酸二氢钙0.03kg、二氧化硅粉1.4kg。

其制备方法，在原料混合过程中，加入水进行搅拌处理完成后，采用超声波处理30min，超声波的频率控制在700Hz。

具体包括如下步骤：

(1)将黄泥、草木灰、磷石膏、尿素、糊精、淀粉、糠醛树脂、磷酸二氢钙混合后，并向其中加入占混合物重量20％的水，并调整其温度为100℃处理10s，再将其在10s冷却至常温环境，再采用超声波处理30min，超声波的频率为700Hz，再将水泥、秸秆粉和泡花碱依次加入，并在加入过程中，调整温度由常温，按照升温速度为1℃/min升温至40℃时，添加完物料后，停止升温，并向其中加入占水泥重量3倍的热水，再将其置于超声波处理器中处理30min，超声波频率为700Hz，得到初料；

(2)将步骤1)的初料置于研磨机中研磨，并将其过80目的筛，取筛底料，筛面料返回研磨机中研磨，并将筛底料置于温度为300℃的高温炉中处理5s，向其中加入占筛底料13％的水后，置于超声波处理器中处理30min，超声波频率为700Hz，再将二氧化硅粉加入到其中，采用搅拌速度为1000r/min搅拌处理5min，再调整温度为60℃，洒入占二氧化硅粉11％重量的水后，采用超声波处理30min，超声频率为700Hz，再将其静置常温处理10min，即可。

所述的二氧化硅粉为340目。

所述的秸秆粉为小麦秸秆粉、玉米秸秆粉、甘蔗秸秆粉的混合物，其混合比为5:7:9。

实施例3

一种软锰矿烧结处理用粘接剂，其原料成分以重量计为黄泥3kg、草木灰11kg、磷石膏3kg、水泥0.3kg、秸秆粉3.1kg、尿素1.76kg、糊精2kg、淀粉2.13kg、泡花碱1kg、糠醛树脂0.9kg、磷酸二氢钙0.015kg、二氧化硅粉0.69kg。

其制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将黄泥、草木灰、磷石膏、尿素、糊精、淀粉、糠醛树脂、磷酸二氢钙混合后，并向其中加入占混合物重量30％的水，并调整其温度为130℃处理20s，再将其在60s冷却至常温环境，再采用超声波处理30min，超声波的频率为700Hz，再将水泥、秸秆粉和泡花碱依次加入，并在加入过程中，调整温度由常温，按照升温速度为3℃/min升温至45℃时，添加完物料后，停止升温，并向其中加入占水泥重量7倍的热水，再将其置于超声波处理器中处理30min，超声波频率为700Hz，得到初料；

(2)将步骤1)的初料置于研磨机中研磨，并将其过130目的筛，取筛底料，筛面料返回研磨机中研磨，并将筛底料置于温度为500℃的高温炉中处理10s，向其中加入占筛底料17％的水后，置于超声波处理器中处理30min，超声波频率为700Hz，再将二氧化硅粉加入到其中，采用搅拌速度为3000r/min搅拌处理10min，再调整温度为90℃，洒入占二氧化硅粉13％重量的水后，采用超声波处理30min，超声频率为700Hz，再将其静置常温处理15min，即可。所述的二氧化硅粉为340目。所述的秸秆粉为小麦秸秆粉、玉米秸秆粉、甘蔗秸秆粉的混合物，其混合比为5:7:9。

实施例4

一种软锰矿烧结处理用粘接剂，其原料成分以重量计为黄泥6kg、草木灰12kg、磷石膏5kg、水泥0.4kg、秸秆粉4.3kg、尿素2.45kg、糊精4kg、淀粉2.56kg、泡花碱1.2kg、糠醛树脂1.1kg、磷酸二氢钙0.27kg、二氧化硅粉0.78kg。

其制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将黄泥、草木灰、磷石膏、尿素、糊精、淀粉、糠醛树脂、磷酸二氢钙混合后，并向其中加入占混合物重量25％的水，并调整其温度为120℃处理15s，再将其在40s冷却至常温环境，再采用超声波处理25min，超声波的频率为500Hz，再将水泥、秸秆粉和泡花碱依次加入，并在加入过程中，调整温度由常温，按照升温速度为2℃/min升温至43℃时，添加完物料后，停止升温，并向其中加入占水泥重量5倍的热水，再将其置于超声波处理器中处理25min，超声波频率为300Hz，得到初料；

(2)将步骤1)的初料置于研磨机中研磨，并将其过100目的筛，取筛底料，筛面料返回研磨机中研磨，并将筛底料置于温度为400℃的高温炉中处理8s，向其中加入占筛底料15％的水后，置于超声波处理器中处理25min，超声波频率为600Hz，再将二氧化硅粉加入到其中，采用搅拌速度为2000r/min搅拌处理8min，再调整温度为70℃，洒入占二氧化硅粉12％重量的水后，采用超声波处理25min，超声频率为200Hz，再将其静置常温处理14min，即可。所述的二氧化硅粉为250目。所述的秸秆粉为小麦秸秆粉、玉米秸秆粉、甘蔗秸秆粉的混合物，其混合比为5:7:9。

实施例5

一种软锰矿烧结处理用粘接剂，其原料成分以重量计为黄泥5kg、草木灰11.5kg、磷石膏4kg、水泥0.35kg、秸秆粉3.7kg、尿素1.98kg、糊精3kg、淀粉2.35kg、泡花碱1.1kg、糠醛树脂1kg、磷酸二氢钙0.18kg、二氧化硅粉0.71kg。

其制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将黄泥、草木灰、磷石膏、尿素、糊精、淀粉、糠醛树脂、磷酸二氢钙混合后，并向其中加入占混合物重量29％的水，并调整其温度为110℃处理12s，再将其在20s冷却至常温环境，再采用超声波处理20min，超声波的频率为100Hz，再将水泥、秸秆粉和泡花碱依次加入，并在加入过程中，调整温度由常温，按照升温速度为1℃/min升温至45℃时，添加完物料后，停止升温，并向其中加入占水泥重量3倍的热水，再将其置于超声波处理器中处理20min，超声波频率为700Hz，得到初料；

(2)将步骤1)的初料置于研磨机中研磨，并将其过80目的筛，取筛底料，筛面料返回研磨机中研磨，并将筛底料置于温度为500℃的高温炉中处理5s，向其中加入占筛底料16％的水后，置于超声波处理器中处理27min，超声波频率为300Hz，再将二氧化硅粉加入到其中，采用搅拌速度为1500r/min搅拌处理9min，再调整温度为80℃，洒入占二氧化硅粉12％重量的水后，采用超声波处理20min，超声频率为100Hz，再将其静置常温处理15min，即可。所述的二氧化硅粉为200目。所述的秸秆粉为小麦秸秆粉、玉米秸秆粉、甘蔗秸秆粉的混合物，其混合比为5:7:9。

实验例：

下面通过将本发明生产的粘接剂替代专利号为201510064538.3的烧结工艺进行锰矿的烧结处理作为实验组1；采用本发明生产的粘接剂替代专利号为201210582931.8的烧结工艺中的粘接剂进行锰矿的烧结处理作为实验组2；并将上述两组实验分别与专利号为201510064538.3、201210582931.8的锰矿烧结工艺进行以下指标参数的对比，其结果表1所示：(以上采用的是实施例3制备的粘接剂)。

表1

由表1的数据显示可以看出，本发明的粘接剂有助于改善锰矿烧结块的质量，降低锰矿烧结块烧结的能耗，提高烧结块的转鼓强度，提高利用系数以及成品，可见，该粘接剂对锰矿烧结块具有预料不到的技术效果和显著得到进步。

Claims (7)

1.一种软锰矿烧结处理用粘接剂，其特征在于，其原料成分以重量份计为黄泥2-7份、草木灰10-13份、磷石膏2-7份、水泥0.2-0.5份、秸秆粉3-5份、尿素1-3份、糊精1-5份、淀粉2-3份、泡花碱0.5-1.3份、糠醛树脂0.7-1.5份、磷酸二氢钙0.01-0.03份、二氧化硅粉0.6-1.4份。

2.如权利要求1所述的软锰矿烧结处理用粘接剂，其特征在于，所述的原料成分以重量份计为黄泥3-6份、草木灰11-12份、磷石膏3-5份、水泥0.3-0.4份、秸秆粉3.1-4.3份、尿素1.76-2.45份、糊精2-4份、淀粉2.13-2.56份、泡花碱1-1.2份、糠醛树脂0.9-1.1份、磷酸二氢钙0.015-0.27份、二氧化硅粉0.69-0.78份。

3.如权利要求1或2所述的软锰矿烧结处理用粘接剂，其特征在于，所述的原料成分以重量份计为黄泥5份、草木灰11.5份、磷石膏4份、水泥0.35份、秸秆粉3.7份、尿素1.98份、糊精3份、淀粉2.35份、泡花碱1.1份、糠醛树脂1份、磷酸二氢钙0.18份、二氧化硅粉0.71份。

4.如权利要求1-3任一项所述的软锰矿烧结处理用粘接剂的制备方法，其特征在于，在原料混合过程中，加入水进行搅拌处理完成后，采用超声波处理20-30min，超声波的频率控制在100-700Hz。

5.如权利要求4所述的软锰矿烧结处理用粘接剂的制备方法，其特征在于，所述的方法，具体包括如下步骤：

(1)将黄泥、草木灰、磷石膏、尿素、糊精、淀粉、糠醛树脂、磷酸二氢钙混合后，并向其中加入占混合物重量20-30％的水，并调整其温度为100-130℃处理10-20s，再将其在10-60s冷却至常温环境，再采用超声波处理20-30min，超声波的频率为100-700Hz，再将水泥、秸秆粉和泡花碱依次加入，并在加入过程中，调整温度由常温，按照升温速度为1-3℃/min升温至40-45℃时，添加完物料后，停止升温，并向其中加入占水泥重量3-7倍的热水，再将其置于超声波处理器中处理20-30min，超声波频率为100-700Hz，得到初料；

(2)将步骤1)的初料置于研磨机中研磨，并将其过80-130目的筛，取筛底料，筛面料返回研磨机中研磨，并将筛底料置于温度为300-500℃的高温炉中处理5-10s，向其中加入占筛底料13-17％的水后，置于超声波处理器中处理20-30min，超声波频率为100-700Hz，再将二氧化硅粉加入到其中，采用搅拌速度为1000-3000r/min搅拌处理5-10min，再调整温度为60-90℃，洒入占二氧化硅粉11-13％重量的水后，采用超声波处理20-30min，超声频率为100-700Hz，再将其静置常温处理10-15min，即可。

6.如权利要求1-3任一项所述的软锰矿烧结处理用粘接剂或权利要求5所述的软锰矿烧结处理用粘接剂的制备方法制备的软锰矿烧结处理用粘接剂，其特征在于，所述的二氧化硅粉为180-340目。

7.如权利要求1-3任一项所述的软锰矿烧结处理用粘接剂或权利要求5所述的软锰矿烧结处理用粘接剂的制备方法制备的软锰矿烧结处理用粘接剂，其特征在于，所述的秸秆粉为小麦秸秆粉、玉米秸秆粉、甘蔗秸秆粉的混合物，其混合比为5:7:9。