CN108103309A - 一种转炉除尘灰冷压球团专用粘结剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转炉除尘灰冷压球团专用粘结剂，该专用粘结剂包括如下重量份的组分：糖浆0.1～1.5份、碳酸盐8～22份和羧甲基纤维素钠0.5～2.5份。本发明提供的专用粘结剂用于转炉除尘灰制备冷压球团时，可有效提高转炉除尘灰冷压球团的强度，降低了其粉化率，充分提高了转炉除尘灰的利用率，减少环境污染。

Description

一种转炉除尘灰冷压球团专用粘结剂

技术领域

本发明属于冶炼技术领域，具体涉及一种转炉除尘灰冷压球团专用 粘结剂。

背景技术

近年来，进口铁矿石价格飙升，直接导致我国铁矿石进口成本大幅 增加，进而造成国内铁矿石价格、能源价格，甚至居民消费品价格的联 动性上涨，这不仅对我国钢铁产业造成严重影响，对国民经济的健康持 续发展也构成了巨大威胁。而转炉除尘灰是钢铁生产过程中产生的一种 可回收利用二次资源。转炉除尘灰一般是指转炉在吹炼过程中产生的烟 气经干法除尘后得到的细小粉尘，具有含铁量高，粒度细，比表面积大 的特点，同时含有大量的CaO等碱性氧化物，其中铁以Fe₃O₄和Fe₂O₃存在，粉尘表面带正电，具有吸附负离子的能力。从冶金的角度来说， 转炉除尘灰粒度细、含铁高、含CaO高是其显著的特征。据有关数据统 计，每冶炼1吨钢约产生15～20kg的转炉除尘灰，特别是在钢铁工业大 力提倡干法除尘的大背景下，新兴的LT干法除尘越来越受重视，转炉除 尘灰的产量也将会越来越大。转炉除尘灰中含铁含量较高，T_Fe＞50％， 是一种优质的含铁资源，若不对其加以利用，不仅造成资源的浪费，而 且其堆放要占用大量的土地，同时也可能对环境造成污染。

冷压球团是指将粉状或者粒径较小的铁精矿和适当粘结剂混合后， 加入到相应的设备，使粉末物料在一定的外界压力下受压后形成具有一 定形状、尺寸、密度和强度的块状物料。经过干燥和焙烧处理或者其他 方法处理后使其发生相应的物理化学作用而硬化固结，强度发生相应的 改善，所得到的产品称之为球团矿，如果强度达到一定的标准则可以入 炉进行冶炼，用该种方法可以回收冶炼过程中产生以及烧结过程中产生 的粉尘，既可以充分利用资源，又能减少生产成本和环境污染。

转炉除尘灰一般都采用“内循环”处理法进行回收利用，这样不仅 能有效降低钢铁厂的冶炼成本，还可以减少对环境的污染。由于转炉除 尘灰粒度较细，在使用“内循环”利用处理时，不适合走经烧结处理的 大循环道路线，一般走压块造球返回炼钢路线。转炉除尘灰中除了含有 较高的Fe外，还含有相当数量的CaO等碱性氧化物。在生产压块球团时，可能由于CaO等碱性氧化物遇水消解膨胀，导致压块球团强度低，甚至 出现了粉化。

为了解决此问题，目前采用的方法有加湿成类污泥进行压块和先将 转炉除尘灰加水消解一段时间再配加粘结剂进行压块造球。前一种增加 了生产成本的同时又对环境造成了二次污染，而后一种的消解是一个缓 慢的过程，为了加快完成消解，势必得增加新工艺或新设备，这样一来 就造成转炉除尘灰的处理成本的升高。粘结剂是冷压球团中的核心，它 的好坏直接关系到冷压球团性能及质量的好坏。

现有的粘结剂膨润土、消石灰、糖浆、水玻璃、纸浆废液、水泥、 腐植酸钠等均不适用于转炉除尘灰冷压球团固结，并导致压块球团强度 低，粉化率高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种转炉除尘灰冷压球 团专用粘结剂。其解决了转炉除尘灰冷压球团固结(干燥)后强度不足或粉 化的问题，提高转炉除尘灰冷压球团强度，进而提高转炉除尘灰的球团 处理率。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种转炉除尘灰冷压球团专用粘结剂，其包括如下重量份组分的糖 浆0.1～1.5份、碳酸盐8～22份和羧甲基纤维素钠0.5～2.5份。

如上所述的专用粘结剂，优选地，所述糖浆0.5～1份，所述碳酸盐 10～15份，所述羧甲基纤维素钠0.8～2份。

如上所述的专用粘结剂，优选地，所述碳酸盐为碳酸氢钠、碳酸氢 铵、碳酸铵、碳酸钠或碳酸钾。

如上所述的转炉除尘灰冷压球团专用粘结剂，用于转炉除尘灰制备 冷压球团时，所述粘结剂的使用量为转炉除尘灰和粘结剂总重量的 0.5％～8％。

进一步地，所述粘结剂的优选使用量为转炉除尘灰和粘结剂总重量 的1％～6％。

一种利用转炉除尘灰制备冷压球团的方法，该方法利用如上所述粘 结剂制备冷压球团，具体将将所述专用粘结剂和转炉除尘灰混合，加入 适量水份，在圆盘造球机或对辊压球机上制备成球团。

如上所述的方法，优选地，所述专用粘结剂的使用量为转炉除尘灰 和专用粘结剂总重量的1％～6％，所述水的用量为所述转炉除尘灰和专用 粘结剂总重量的4％～8％。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明提供的转炉除尘灰冷压球团专用粘结剂，用于转炉除尘灰制 备冷压球团时，可有效提高转炉除尘灰冷压球团的强度，降低了其粉化 率，充分提高了转炉除尘灰的利用率，减少环境污染。

使用该专用粘结剂与转炉除尘灰制备冷压球团，具有如下优点：

(1)成品大小均匀，不需再做整粒处理；

(2)经进一步加工后的成品，入炉冶炼时因几何形状特殊具有较大安 息角，减少物料偏析；

(3)压球设备简单、投资省、易于管理和能耗低，是节能环保的一种 造块方法；

(4)冷压球团在用于炼钢生产时，冶金效果显著，具有能减少石灰的 消耗量、提前化渣、减少钢铁材料的消耗等优点。

具体实施方式

本发明提供的转炉除尘灰冷压球团专用粘结剂，在固结开始之初， 由于化学粘结相还未生成或生成很少，球团的强度主要靠糖浆的物理粘 结起作用，随着固结时间的增加，一方面，球团内部分区域的CaO发生 着消解，削弱了球团的固结力；另一方面，碳酸盐的化学固结相的不断 生成，又增加了球团的固结力，羧甲基纤维素钠进一步加强了球团的固化，固结应力远大于膨胀应力，使球团强度增强，避免粉化。

为了更好的解释本发明，以便于理解，通过具体实施方式，对本发 明作详细描述。

本发明实施例所用的转炉除尘灰化学成分(wt％)如下：TFe含量 59.76％，CaO含量高达11.15％，MgO含量1.77％，同时还含有少量的固 定碳，几乎不含水分。

实施例1

本实施例中的粘结剂，按重量配比称量：糖浆1份、碳酸铵15份和 羧甲基纤维素钠2份，使用时，将碳酸铵和羧甲基纤维素钠混合后按所 需比例加入转炉除尘灰中，之后再按比例取糖浆加入转炉除尘灰中，喷 加6％的水混匀后用千斤顶压制成球，在空气中固结24h后，检测球团的 落下强度、抗压强度和粉化率，测试方法如下：

落下强度：随机抽取10个球团，单个从2m高处自由落体到10cm 厚的钢板上，以碎裂时的次数计为该球团的落下强度，最后求其平均值， 作为该组球团的落下强度指标。

抗压强度，随机抽取10个球团，采用万能试验机单个检测，记录球 团破裂时的压力值，即显示器上显示的最大值。此值计为该球团的抗压 强度，最后求其平均值，作为该组球团的抗压强度指标。

粉化率，粉化率是指球团在经固结后，粉化或自然碎裂的球团重量 占总球团重量的百分比。具体检测方法如下：称量固结球团的总重量Wt， 再称量出具有完整形状的球团重量Wp，对于有的球团在静止时保持了完 整形貌，但经轻微震动即散裂开的球团，不计入完整球团之列。粉化率 计算公式按下式计算：

粉化率的大小也反应了粘结剂在球团中的粘结效果的好坏，粉化率 越大，粘结效果越差，反之则越好。

试验中，在6％的水分条件下，粘结剂的添加量为1％、1.5％、2％、 2.5％、3％、4％，成球压力30MPa，试验结果见表1。

表1.不同粘结剂添加量的试验结果

研究发现，当本发明的粘结剂添加量低于0.5％时，球团表面有部分 裂纹，添加量越低，裂纹越明显，当添加量超过1％时，球团表面变得越 来越光滑，球团的粉化现象随着粘结剂的添加量的增加也由部分粉化变 到无粉化。

作为对比例，采用现有的粘结剂如膨润土、消石灰、糖浆、水玻璃、 水泥，采用同等用量制备转炉除尘灰冷压球团时，24h后的粉化率(％)均 达到100％，所以，现有的这些粘结剂均不适用于转炉除尘灰制备冷压球 团。

实施例2

本实施例中的粘结剂，按重量配比：糖浆0.6份、碳酸铵20份和羧 甲基纤维素钠1.4份进行，向转炉除尘灰中添加重量比为3％的粘结剂， 即97重量份转炉除尘灰和3重量份粘结剂，其中粘结剂中取糖浆0.082 重量份，碳酸铵2.727重量份，羧甲基纤维素钠0.191重量份可分别加入， 也可混合后再加入97重量份的转炉除尘灰中，之后，喷加不同的水量，混合均匀后用千斤顶压制成球，在空气中固结24h后，同实施例1中方 法测定。其中，加水量按照转炉除尘灰和粘结剂总量的重量百分比计算。

结果表明，随着加水量的增加，如从4％增加到8％，固结球落下强 度都随之增大，固结球抗压强度逐渐增大，粉化率为0％。所以，采用本 发明的粘结剂用于转炉除尘灰制备冷压球团时，水分的添加量为4％～ 8％。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它 形式的限制，任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变 更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内 容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变 化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种转炉除尘灰冷压球团专用粘结剂，其特征在于，其包括如下重量份的组分：糖浆0.1～1.5份、碳酸盐8～22份和羧甲基纤维素钠0.5～2.5份。

2.如权利要求1所述的转炉除尘灰冷压球团专用粘结剂，其特征在于，所述糖浆0.5～1份，所述碳酸盐10～15份，所述羧甲基纤维素钠0.8～2份。

3.如权利要求1或2所述的转炉除尘灰冷压球团专用粘结剂，其特征在于，所述碳酸盐为碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸铵、碳酸钠或碳酸钾。

4.如权利要求1或2所述的转炉除尘灰冷压球团专用粘结剂，其特征在于，用于转炉除尘灰制备冷压球团时，所述粘结剂的使用量为所述转炉除尘灰和粘结剂总重量的0.5％～8％。

5.如权利要求4所述的转炉除尘灰冷压球团专用粘结剂，其特征在于，所述粘结剂的使用量为所述转炉除尘灰和粘结剂总重量的1％～6％。

6.一种利用转炉除尘灰制备冷压球团的方法，其特征在于，该方法利用如权利要求1-5中任一项所述专用粘结剂和转炉除尘灰混合，加入适量水压制成球。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述专用粘结剂的使用量为转炉除尘灰和专用粘结剂总重量的1％～6％，所述水的用量为所述转炉除尘灰和专用粘结剂总重量的4％～8％。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，其特征在于，所述压制成球采用圆盘造球机或对辊压球机。