CN108796216B - 一种球团矿铁镁质复合粘结剂及其制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种球团矿铁镁质复合粘结剂及其制备和使用方法，包括以下按重量份组成的组分：有机高分子材料0.02～0.10份；增稠剂0.06～0.30份；铁镁质添加剂99.64～99.90份；所述的有机高分子材料为黄蓍胶、罗望子多糖胶的一种或两种；所述的增稠剂为聚乙烯甲基醚和聚丙烯酰胺的混合物；所述的铁镁质添加剂为氧化镁粉、含铁物料的一种或两种。优点是：本发明以高分子有机物为有机粘结组分和增稠组分，以高活性氧化镁粉和具有粘结性含铁物料为无机组分，其粘结性好、用量少，高温焙烧残留少。提高了球团矿中MgO含量，减少烧结矿中的MgO含量，使烧结矿质量和球团矿质量能够得到共同提高。

Description

一种球团矿铁镁质复合粘结剂及其制备和使用方法
技术领域
本发明属于球团矿用粘结剂技术领域，尤其涉及一种球团矿铁镁质复合粘结剂及其制备和使用方法。
背景技术
目前球团矿使用的粘结剂主要为膨润土，添加量在1.5％-4.0％之间，但其的主要成分为(Al2,Mg3)Si4O10(OH)2·nH2O，降低了球团矿的品位，对后续高炉冶炼产生不利的影响。球团矿每配加1％的膨润土，将降低铁品位约0.65％，增加约SiO2含量0.65％，不仅造成成品球团矿的质量下降，还会增加了生铁成本，而且目前球团矿存在“还原膨胀率高”及“软熔温度低”的缺陷。通过向球团矿添加MgO生产镁质球团矿可以克服上述的缺陷，并能够改善其高温特性。
为了使球团品位不降低，同时改善球团质量，近年来人们开发了以膨润土为主要成分的有机/无机复合型粘结剂，这类粘结剂的用量相对较少，在一定程度上提高了球团矿的质量，如：专利公开号CN104152681A，公开的一种球团用复合膨润土及其制配方法；专利公开号CN1962898A，公开的一种铁矿球团有机粘结剂及其使用方法；专利号CN101985689A，公开的一种用于铁矿球团的复合粘结剂及其制备方法；上述技术虽然可以在一定程度降低膨润土的使用，提高球团矿的铁品位，但仍存在爆裂温度低，成品球抗压强度低等问题，不可避免地会降低成品球团矿的含铁品位和增加SiO2含量，同时，球团矿“还原膨胀率高”及“软熔温度低”的缺陷也没有改善。
专利公开号CN104651607A，公开了一种炼铁球团矿镁铁基有机粘结剂，以镁铁砂作为载体分散剂，有机高粘材料为粘结剂。镁铁砂是由含镁材料和含铁物料按照一定比例混合高温焙烧而成的，其本身没有粘结性，更没有活性，在球团矿高温焙烧过程氧化镁不易与再生的氧化铁反应生成铁酸镁物相，从而影响球团矿的强度。有机粘结剂在高温时已基本燃尽，高温固结过程不能提供粘结作用，因此存在爆裂温度低，粉末量大，预热和焙烧球团强度差等问题。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种球团矿铁镁质复合粘结剂及其制备和使用方法，该粘结剂粘结性好、用量少，高温焙烧残留少，球团中有效铁品位几乎不降低；生产的湿球、预热球和焙烧球强度满足工业指标要求；提高了球团矿中MgO含量，减少烧结矿中的MgO含量，使烧结矿质量和球团矿质量能够得到共同提高，最终实现了高炉增产、能耗降低。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种球团矿铁镁质复合粘结剂，包括以下按重量份组成的组分：
有机高分子材料0.02～0.10份；增稠剂0.06～0.30份；铁镁质添加剂99.64～99.90份；
所述的有机高分子材料为黄蓍胶、罗望子多糖胶的一种或两种；
所述的增稠剂为聚乙烯甲基醚和聚丙烯酰胺的混合物；
所述的铁镁质添加剂为氧化镁粉、含铁物料的一种或两种。
所述的氧化镁粉的氧化镁≥90％，其活度≥60％，粒度小于0.044mm粒级的氧化镁粉的质量百分数≥95％；
粒度为小于0.044mm粒级的含铁物料的质量百分数≥90％；含铁物料的全铁≥30％。
一种球团矿铁镁质复合粘结剂的制备方法，将有机高分子材料、增稠剂、铁镁质添加剂按重量份混合、共磨后即得成品，粒度小于0.044mm粒级的成品的质量百分数≥95％。
一种球团矿铁镁质复合粘结剂的使用方法，在生产球团矿时，在铁精矿粉中加入球团矿铁镁质复合粘结剂混配制生球，再经氧化焙烧制得球团矿成品；
所述的球团矿铁镁质复合粘结剂的加入量按质量百分比为：W＝μK-εw(H2O)；
式中，W为球团矿铁镁质复合粘结剂的加入量占铁精矿粉的质量百分比；K为铁精矿粉成球性指数，取值范围为0.4～0.9；μ为铁精矿粉成球性指数相关影响系数，取值范围为1.1～3.3；w(H2O)为铁精矿粉的含水量，取值范围为6％～10％；ε为铁精矿粉的含水量相关影响系数，取值范围为1.0～5.3。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的球团矿铁镁质复合粘结剂以高分子有机物为有机粘结组分和增稠组分，以高活性氧化镁粉和具有粘结性含铁物料为无机组分，其粘结性好、用量少，高温焙烧残留少，具体优点：
1)球团矿铁镁质复合粘结剂在生产球团矿时可以完全替代膨润，减少SiO2和Al2O3成分带入球团矿，最终降低高炉炼铁渣量；
2)球团矿铁镁质复合粘结剂用量少，球团中有效铁品位几乎不降低；生产的湿球、预热球和焙烧球强度满足工业指标要求。
3)提高了球团矿中MgO含量，减少烧结矿中的MgO含量，使烧结矿质量和球团矿质量能够得到共同提高，最终实现了高炉增产、能耗降低。
具体实施方式
下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
一种球团矿铁镁质复合粘结剂，包括以下按重量份组成的组分：
有机高分子材料0.02～0.10份；增稠剂0.06～0.30份；铁镁质添加剂99.64～99.90份；
其中，有机高分子材料为黄蓍胶和罗望子多糖胶的混合物；增稠剂为聚乙烯甲基醚和聚丙烯酰胺的混合物；铁镁质添加剂为氧化镁粉和含铁物料的混合物。
氧化镁粉的氧化镁重量含量≥90％，其活度≥60％，粒度小于0.044mm粒级的氧化镁粉的质量百分数≥95％；粒度为小于0.044mm粒级的含铁物料的质量百分数≥90％；含铁物料的全铁≥30％。
球团矿铁镁质复合粘结剂的制备方法，将有机高分子材料、增稠剂、铁镁质添加剂按重量份混合、共磨后即得成品，粒度小于0.044mm粒级的成品的质量百分数≥95％。
球团矿铁镁质复合粘结剂的使用方法，在生产球团矿时，在铁精矿粉中加入球团矿铁镁质复合粘结剂混配制生球，再经氧化焙烧制得球团矿成品；球团矿铁镁质复合粘结剂的加入量按质量百分比为：W＝μK-εw(H2O)；式中，W为球团矿铁镁质复合粘结剂的加入量占铁精矿粉的质量百分比；K为铁精矿粉成球性指数，取值范围为0.4～0.9；μ为铁精矿粉成球性指数相关影响系数，取值范围为1.1～3.3；w(H2O)为铁精矿粉的含水量，取值范围为6％～10％；ε为铁精矿粉的含水量相关影响系数，取值范围为1.0～5.3。
黄蓍胶1％浓度时粘度为≥550mpa.s，罗望子多糖胶1％浓度时粘度为≥500mpa.s，聚乙烯甲基醚1％浓度时粘度为≥350mpa.s，聚丙烯酰胺1％浓度时粘度为≥450mpa.s，黄蓍胶和罗望子多糖胶的混合物为高粘性材料，其亲水性强，对含铁物料有很强的粘结性。
实施例
球团矿铁镁质复合粘结剂，其组分及质量份数如表1所示：
表1各组分配比表
Figure BDA0001713392900000031
Figure BDA0001713392900000041
各组分按比例混匀，共磨后得成品，成品粒度小于0.044mm粒级，质量百分数≥95％。
表2含铁物料化学分析
TFe FeO SiO<sub>2</sub> CaO MgO Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> TiO<sub>2</sub> Na<sub>2</sub>O K<sub>2</sub>O Ig
49.19 0.28 4.01 0.67 0.36 7.80 2.00 1.3 0.026 11.58
将所制得的含氧化镁球团矿粘结剂成品分别加入到铁精矿粉中，制得6组生球；6组生球的性能指标与常规加膨润土所制得对照组生球的性能指标对照见表2：
表3：生球指标对照表
Figure BDA0001713392900000042
以上各组生球经焙烧后制得成品球团矿；焙烧技术参数见表4：
表4：焙烧技术参数
工艺过程 鼓风干燥Ⅰ 抽风干燥Ⅱ 预热Ⅰ 预热Ⅱ 焙烧
温度/℃ 200 200-300 450-600 900-1000 1260-1300
时间/min 3 3 3 12 15
各组成品球团矿的化学成分及冶金指标对照见表，见表5、表6：
表5：成品球的化学成分对照表
编号 TFe FeO SiO<sub>2</sub> CaO MgO Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
基准 64.38 0.18 7.21 0.36 0.20 0.21
1 64.79 0.18 6.08 0.30 0.94 <0.1
2 65.44 0.18 5.98 0.31 0.29 <0.1
3 64.90 0.18 5.88 0.33 0.84 <0.1
4 65.50 0.18 5.78 0.32 0.24 <0.1
5 65.21 0.18 5.96 0.30 0.54 <0.1
6 64.95 0.18 5.85 0.33 0.89 <0.1
表6：成品球的冶金指标对照表
Figure BDA0001713392900000051
结论：以铁镁质复合粘结剂在生产球团矿时可以完全替代膨润完全可行，铁镁质复合粘结剂的生球、成品球的各项指标均好于膨润土球团。本发明将烧结矿中部分MgO转加到球团矿中，使烧结矿质量和球团矿质量得到共同提高的想法完全可以实现。

Claims (2)

1.一种球团矿铁镁质复合粘结剂，其特征在于，包括以下按重量份组成的组分：
有机高分子材料0.02～0.10份；增稠剂0.06～0.30份；铁镁质添加剂99.64～99.90份；
所述的有机高分子材料为黄蓍胶、罗望子多糖胶的一种或两种；
所述的增稠剂为聚乙烯甲基醚和聚丙烯酰胺的混合物；
所述的铁镁质添加剂为氧化镁粉、含铁物料的一种或两种；
所述的氧化镁粉的氧化镁≥90％，其活度≥60％，粒度小于0.044mm粒级的氧化镁粉的质量百分数≥95％；
粒度为小于0.044mm粒级的含铁物料的质量百分数≥90％；含铁物料的全铁≥30％；
球团矿铁镁质复合粘结剂的使用方法，在生产球团矿时，在铁精矿粉中加入球团矿铁镁质复合粘结剂混配制生球，再经氧化焙烧制得球团矿成品；
所述的球团矿铁镁质复合粘结剂的加入量按质量百分比为：W＝μK-εw(H2O)；
式中，W为球团矿铁镁质复合粘结剂的加入量占铁精矿粉的质量百分比；K为铁精矿粉成球性指数，取值范围为0.4～0.9；μ为铁精矿粉成球性指数相关影响系数，取值范围为1.1～3.3；w(H2O)为铁精矿粉的含水量，取值范围为6％～10％；ε为铁精矿粉的含水量相关影响系数，取值范围为1.0～5.3。
2.一种根据权利要求1所述的球团矿铁镁质复合粘结剂的制备方法，其特征在于，将有机高分子材料、增稠剂、铁镁质添加剂按重量份混合、共磨后即得成品，粒度小于0.044mm粒级的成品的质量百分数≥95％。
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