CN105238923B - 一种铁矿粉成型粘接胶及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁矿粉成型粘接胶及其应用，该粘接胶包括A组分和B组分，其中，A组分的原料包括聚乙烯醇、甲基纤维素、硫酸钠、甲基氢醌、对苯二酚；B组分包括硼酸，马来酸酐、邻苯二甲酸酐、过硫酸铵、叔丁基过氧化氢；本发明的双组份铁矿粉粘接胶为室温自然干燥固化双组份聚乙烯醇粘接剂，两组分与物料均匀混合后通过化学反应交联固化使铁矿粉粘接成型，降低了铁矿粉成形的能耗，减少设备投资，且操作容易、安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种粘接胶及其应用方法，具体涉及一种铁矿粉成型粘接胶及其应用方法，属冶金行业中粉状原料粘接成形的研究领域。
背景技术
目前，高炉炼铁含铁原料主要为烧结矿和球团矿。其中，烧结矿是将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后，在烧结设备上于1300℃左右的高温条件下，使物料发生一系列物理化学变化，将矿粉颗粒粘接结成块的过程，主要包括烧结料的准备，配料与混合，烧结和产品处理等工序。球团矿是把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥、高温焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。球团生产与烧结生产一样，是将细磨精矿或粉状物料制成能满足高炉冶炼要求的原料的一个加工过程。烧结矿和球团矿都具有良好的强度、粒度组成、化学成分等常温性能和高温物理、化学性能（即冶金性能）如还原性、高温软化熔融性能等。但无论是生产烧结矿还是球团矿，都需要在1000℃以上的高温条件下对物料进行煅烧或焙烧，需消耗大量能源，并产生大量的烟气和烟尘，污染环境，同时对加工设备要求高，设备投资大。
本发明的目的就是开发一种铁矿粉粘接成型的粘接胶及其应用方法，通过在磨细铁矿粉中掺入胶粘剂，经均匀混合后，加压成形，自然干燥，得到具有良好性能的成形含铁原料，降低铁矿粉成形加工的能源消耗、减少环境污染。
发明内容
本发明目的在于提供一种铁矿粉成型粘接胶及其应用，利用该粘接剂，通过加压、低温干燥成形，得到具有较高强度和热稳定性好的球形物料，可节约能耗，降低生产成本。
本发明内容及实现步骤如下：
本发明铁矿粉成型粘接胶由A组分和B组分组成，其中，A组分由以下质量份的原料组成：聚乙烯醇40～60份、甲基纤维素4～6份、硫酸钠1～2份、甲基氢醌0.4～0.6份、对苯二酚0.8～1.0份、水1000份；B组分由以下质量份的原料组成：硼酸1～2份、马来酸酐3～5份、邻苯二甲酸酐1～3份、过硫酸铵0.5～1份、叔丁基过氧化氢0.5～0.8份、水1000份。
上述铁矿粉成型粘接胶的制备方法如下：
（1）A组分的制备：将1000质量份水加热至50～70℃，在搅拌条件下加入聚乙烯醇40～60质量份，待聚乙烯醇全部溶解后，加入甲基纤维素4～6质量份，继续搅拌，待甲基纤维素溶解后，分别加入硫酸钠1～2质量份、甲基氢醌0.4～0.6质量份、对苯二酚0.8～1.0质量份，于50～70℃搅拌至物料全部溶解后，冷却得到A组分；
（2）B组分的制备：将水1000质量份升温至40～60℃，然后依次加入硼酸1～2质量份、马来酸酐3～5质量份、邻苯二甲酸酐1～3质量份、过硫酸铵0.5～1质量份、叔丁基过氧化氢0.5～0.8质量份，搅拌，待物料全部溶解后，冷却，得到B组分。
本发明另一目的是将铁矿粉成型粘接胶应用粘接铁矿粉成型中，具体步骤如下：
（1）将80～120目的铁矿粉加入混合器中，然后加入铁矿粉质量10～12%的粘接剂A组分，常温下搅拌混合15～20min，得到混合均匀的物料；
（2）在步骤（1）得到的物料中，加入铁矿粉质量8～10%的粘接剂B组分，常温下搅拌混合30～40min，得到混合均匀的物料；
（3）将步骤（2）得到的物料，送入球形加压成形设备中，在压力2.5～3.0MPa下加压成形，得到Φ20mm-Φ40mm的球形物料；
（4）将步骤（3）得到的物料，于自然通风条件下干燥48～72小时或于80℃的条件下干燥6～8小时，即得成型铁矿粉。
本发明具有下列优点和效果：采用上述方案，可使铁矿粉在低温下粘接成形，降低铁矿粉成形的能耗，减少设备投资；该法具有工艺流程简单，设备要求简单，操作容易、安全等特点。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围不局限于所述内容。
实施例1：本铁矿粉成型粘接胶由A组分和B组分组成，其中，A组分由以下原料组成：聚乙烯醇60g、甲基纤维素4g、硫酸钠1g、甲基氢醌0.5g、对苯二酚1.0g、水1000g；B组分由以下原料组成：硼酸2g、马来酸酐3g、邻苯二甲酸酐2g、过硫酸铵0.5g、叔丁基过氧化氢0.6g、水1000g。
上述铁矿粉成型粘接胶的制备方法如下：
（1）在2000ml烧杯中加入1000g水，加热至70℃，在搅拌条件下加入聚乙烯醇60克，使其全部溶解，然后加入甲基纤维素4克，继续搅拌使甲基纤维素溶解，再分别加入硫酸钠1克、甲基氢醌0.5克、对苯二酚1.0克，于70℃搅拌至物料全部溶解，冷却得到A组分；
（2）在2000ml烧杯中，加入水1000g，升温至50℃，然后依次加入硼酸2克、马来酸酐3克、邻苯二甲酸酐2克、过硫酸铵0.5克、叔丁基过氧化氢0.6克，搅拌，待物料全部溶解后，冷却，得到B组分。
将上述铁矿粉成型粘接胶应用在粘接铁矿粉成型中：将80～120目的铁矿粉2000克加入混合器中，然后加入粘接剂A组分200克，常温下搅拌混合20min，然后粘接剂B组分180克，常温下搅拌混合30min，将得到混合均匀的物料，送入球形加压成形设备中，在压力3.0MPa的压力下加压成形，得到球形尺寸Φ30mm的球形物料，并置于自然条件下干燥48小时，即得成型铁矿粉。
经检测，干燥球形物料的2.0m高度自由跌落强度为第7次裂为数块；成型干燥球料从室温升至1000℃（升温速率10℃/分钟），并恒温0.5小时，未出现样品开裂、粉碎等现象，略有变形，成型干燥球料热稳定性好。
实施例2：本铁矿粉成型粘接胶由A组分和B组分组成，其中，A组分由以下原料组成：聚乙烯醇40g、甲基纤维素6g、硫酸钠2g、甲基氢醌0.4g、对苯二酚0.8g、水1000g；B组分由以下原料组成：硼酸1g、马来酸酐5g、邻苯二甲酸酐1g、过硫酸铵0.7g、叔丁基过氧化氢0.8g、水1000g。
上述铁矿粉成型粘接胶的制备方法如下：
（1）在2000ml烧杯中加入1000g水，加热至50℃，在搅拌条件下加入聚乙烯醇40克，使其全部溶解，然后加入甲基纤维素6克，继续搅拌使甲基纤维素溶解，再分别加入硫酸钠2克、甲基氢醌0.4克、对苯二酚0.8克，于50℃搅拌至物料全部溶解，冷却得到A组分；
（2）在2000ml烧杯中，加入水1000g，升温至60℃，然后依次加入硼酸1克、马来酸酐5克、邻苯二甲酸酐1克、过硫酸铵0.7克、叔丁基过氧化氢0.8克，搅拌，待物料全部溶解后，冷却，得到B组分。
将上述铁矿粉成型粘接胶应用在粘接铁矿粉成型中：将80～120目的铁矿粉2000克加入混合器中，然后加入粘接剂A组分240克，常温下搅拌混合20min，然后粘接剂B组分200克，常温下搅拌混合30min，将得到混合均匀的物料，送入球形加压成形设备中，在压力2.5MPa的压力下加压成形，得到球形尺寸Φ20mm的球形物料，并置于自然条件下干燥72小时，即得成型铁矿粉。
经检测，干燥球形物料的2.0m高度自由跌落强度为第10次裂为数块；成型干燥球料从室温升至1000℃（升温速率10℃/分钟），并恒温0.5小时，未出现样品开裂、粉碎等现象，略有变形，成型干燥球料热稳定性好。
实施例3：本铁矿粉成型粘接胶由A组分和B组分组成，其中，A组分由以下原料组成：聚乙烯醇50g、甲基纤维素5g、硫酸钠2g、甲基氢醌0.6g、对苯二酚0.9g、水1000g；B组分由以下原料组成：硼酸1.5g、马来酸酐4g、邻苯二甲酸酐1g、过硫酸铵1g、叔丁基过氧化氢0.5g、水1000g。
上述铁矿粉成型粘接胶的制备方法如下：
（1）在2000ml烧杯中加入1000g水，加热至70℃，在搅拌条件下加入聚乙烯醇50克，使其全部溶解，然后加入甲基纤维素5克，继续搅拌使甲基纤维素溶解，再分别加入硫酸钠2克、甲基氢醌0.6克、对苯二酚0.9克，于70℃搅拌至物料全部溶解，冷却得到A组分；
（2）在2000ml烧杯中，加入水1000g，升温至60℃，然后依次加入硼酸1.5克、马来酸酐4克、邻苯二甲酸酐1克、过硫酸铵1克、叔丁基过氧化氢0.5克，搅拌，待物料全部溶解后，冷却，得到B组分。
将上述铁矿粉成型粘接胶应用在粘接铁矿粉成型中：将80～120目的铁矿粉2000克加入混合器中，然后加入粘接剂A组分220克，常温下搅拌混合20min，然后粘接剂B组分180克，常温下搅拌混合30min，将得到混合均匀的物料，送入球形加压成形设备中，在压力3.0MPa的压力下加压成形，得到球形尺寸Φ30mm的球形物料，并置于自然条件下干燥60小时，即得成型铁矿粉。
经检测，干燥球形物料的2.0m高度自由跌落强度为第8次裂为数块；成型干燥球料从室温升至1000℃（升温速率10℃/分钟），并恒温0.5小时，未出现样品开裂、粉碎等现象，略有变形，成型干燥球料热稳定性好。
实施例4：本铁矿粉成型粘接胶由A组分和B组分组成，其中，A组分由以下原料组成：聚乙烯醇55g、甲基纤维素5g、硫酸钠1.5g、甲基氢醌0.5g、对苯二酚0.8g、水1000g；B组分由以下原料组成：硼酸2g、马来酸酐4g、邻苯二甲酸酐2g、过硫酸铵0.8g、叔丁基过氧化氢0.7g、水1000g。
上述铁矿粉成型粘接胶的制备方法如下：
（1）在2000ml烧杯中加入1000g水，加热至60℃，在搅拌条件下加入聚乙烯醇55克，使其全部溶解，然后加入甲基纤维素5克，继续搅拌使甲基纤维素溶解，再分别加入硫酸钠1.5克、甲基氢醌0.5克、对苯二酚0.8克，于60℃搅拌至物料全部溶解，冷却得到A组分；
（2）在2000ml烧杯中，加入水1000g，升温至40℃，然后依次加入硼酸2克、马来酸酐4克、邻苯二甲酸酐2克、过硫酸铵0.8克、叔丁基过氧化氢0.7克，搅拌，待物料全部溶解后，冷却，得到B组分。
将上述铁矿粉成型粘接胶应用在粘接铁矿粉成型中：将80～120目的铁矿粉2000克加入混合器中，然后加入粘接剂A组分240克，常温下搅拌混合20min，然后粘接剂B组分160克，常温下搅拌混合30min，将得到混合均匀的物料，送入球形加压成形设备中，在压力2.5MPa的压力下加压成形，得到球形尺寸Φ20mm的球形物料，并80℃条件下干燥8小时，即得成型铁矿粉。
经检测，干燥球形物料的2.0m高度自由跌落强度为第7次裂为数块；成型干燥球料从室温升至1000℃（升温速率10℃/分钟），并恒温0.5小时，未出现样品开裂、粉碎等现象，略有变形，成型干燥球料热稳定性好。
实施例5：本铁矿粉成型粘接胶由A组分和B组分组成，其中，A组分由以下原料组成：聚乙烯醇60g、甲基纤维素5g、硫酸钠1g、甲基氢醌0.4g、对苯二酚0.8g、水1000g；B组分由以下原料组成：硼酸1g、马来酸酐5g、邻苯二甲酸酐3g、过硫酸铵0.6g、叔丁基过氧化氢0.6g、水1000g。
上述铁矿粉成型粘接胶的制备方法如下：
（1）在2000ml烧杯中加入1000g水，加热至60℃，在搅拌条件下加入聚乙烯醇60克，使其全部溶解，然后加入甲基纤维素5克，继续搅拌使甲基纤维素溶解，再分别加入硫酸钠1克、甲基氢醌0.4克、对苯二酚0.8克，于60℃搅拌至物料全部溶解，冷却得到A组分；
（2）在2000ml烧杯中，加入水1000g，升温至40℃，然后依次加入硼酸1克、马来酸酐5克、邻苯二甲酸酐3克、过硫酸铵0.6克、叔丁基过氧化氢0.6克，搅拌，待物料全部溶解后，冷却，得到B组分。
将上述铁矿粉成型粘接胶应用在粘接铁矿粉成型中：将80～120目的铁矿粉2000克加入混合器中，然后加入粘接剂A组分220克，常温下搅拌混合20min，然后粘接剂B组分160克，常温下搅拌混合30min，将得到混合均匀的物料，送入球形加压成形设备中，在压力3.0MPa的压力下加压成形，得到球形尺寸Φ40mm的球形物料，并80℃条件下干燥6小时。
经检测，干燥球形物料的2.0m高度自由跌落强度为第5次裂为数块；成型干燥球料从室温升至1000℃（升温速率10℃/分钟），并恒温0.5小时，未出现样品开裂、粉碎等现象，略有变形，成型干燥球料热稳定性好。
Claims (2)
1.一种铁矿粉成型粘接胶，其特征在于：粘接胶由A组分和B组分组成，其中，A组分由以下质量份的原料组成：聚乙烯醇40～60份、甲基纤维素4～6份、硫酸钠1～2份、甲基氢醌0.4～0.6份、对苯二酚0.8～1.0份、水1000份；B组分由以下质量份的原料组成：硼酸1～2份、马来酸酐3～5份、邻苯二甲酸酐1～3份、过硫酸铵0.5～1份、叔丁基过氧化氢0.5～0.8份、水1000份。
2.权利要求1所述的铁矿粉成型粘接胶在粘接铁矿粉成型中的应用，其特征在于按如下步骤进行：
（1）将80～120目的铁矿粉加入混合器中，然后加入铁矿粉质量10～12%的粘接剂A组分，常温下搅拌混合15～20min，得到混合均匀的物料；
（2）在步骤（1）得到的物料中，加入铁矿粉质量8～10%的粘接剂B组分，常温下搅拌混合30～40min，得到混合均匀的物料；
（3）将步骤（2）得到的物料，送入球形加压成形设备中，在压力2.5～3.0MPa下加压成形，得到Φ20mm-Φ40mm的球形物料；
（4）将步骤（3）得到的物料，于自然通风条件下干燥48～72小时或于80℃的条件下干燥6～8小时，即得成型铁矿粉。
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