CN109266848A - 制备铬铁矿氧化球团的粘结剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制备铬铁矿氧化球团的粘结剂，属于铬铁合金冶炼原料造块领域。本发明提供了下述组合物作为制备铬铁矿氧化球团的粘结剂的用途，所述组合物包含如下重量配比的组分：膨润土1～4份、腐殖酸钠1～4份。本发明以特定配比的膨润土和腐殖酸钠作为粘结剂强化难造球铬铁精矿，有效地改善了铬铁矿的成球性，提高了生球的落下强度和抗压强度。同时，本发明还提供了铬铁矿氧化球团的制备方法，该方法可操作性强，且不会增加劳动强度，适宜在工业生产中推广使用。

Description

制备铬铁矿氧化球团的粘结剂

技术领域

本发明涉及制备铬铁矿氧化球团的粘结剂，属于铬铁合金冶炼原料造块领域。

背景技术

在冶金工业上，铬铁矿主要用来生产铬铁合金。铬铁合金是以铬和铁为主要成分的合金，能改善钢和铸件的物理化学性能和机械性能，提高钢和铸件的质量。铬铁合金是炼特种钢和冶炼铸铁调控金属液成分的“工业味精”，大量用来生产多种强度高、耐腐蚀、耐磨以及能在特殊环境下服役的优特钢和非常规用途的铸件。常见的含铬钢铁产品有不锈钢、工具钢、高铬铸铁、中铬铸铁、低铬铸铁等。现代不锈钢行业消耗了铬资源的80％以上。

作为常见的铬铁合金炉料，铬铁矿氧化球团因其具有良好的机械性能和高温冶金性能，可显著改善矿热炉的固体炉料区的透气性。随着不锈钢行业的飞速发展，铬铁合金的需求日益旺盛，许多铁合金企业纷纷生产铬铁矿氧化球团并通过矿热炉冶炼铬铁。然而，目前绝大部分铬铁矿氧化球团工艺采用以膨润土为代表的无机粘结剂作为球团粘结剂，膨润土添加量在1～4％之间，对于难成球的铬铁矿精矿则通常选择增加膨润土用量至5％及以上，这样无疑带入大量的脉石成分，不仅降低了球团的铬品位，还会容易形成大量低熔点物质，导致回转窑结圈。

例如，CN201410430524.4公开了一种改善难造球铁精矿成球性的方法：通过向铁精矿中添加少量可溶性金属盐作为改性剂后，混合均匀，再向铁精矿中添加少量腐殖酸钠，润磨处理后造球。该发明能有效提高铁精矿生球的落下强度和抗压强度。但该方法所用金属盐会带入Cl、N和S等元素，不利于环保，而且该方法也仅局限于高炉所用铁精矿球团的生产。

专利CN201310396805.8公开了一种制备粉铬矿球团的方法,在制备过程是在粉铬矿加入粘接剂、造渣剂、还原剂和调整剂,混合均匀,加水调湿度后,冷压制成球团,再经自然养护、晾干,制得到成品球团。该发明的一种制备粉铬矿球团的方法,工艺简单，使生产铬铁辅材用量减少，但冷压球团生球强度不够，养护时间较长，不适用于大规模和快节奏的生产。

专利CN201010592507.2公开了一种铬铁粉矿冷固球团粘结剂,其各组份及重量比为：硅微粉为70％～80％,轻烧氧化镁为19.81％～29.78％,三聚磷酸钠为0.19％～0.22％；而利用所述粘结剂制球的工艺为:在重量比为76％～84％的铬铁粉矿中加重量比为6％～8％的所述粘结剂,再加入重量比为4％～8％的蓝炭粉,经碾轮式搅拌机干混2～3分钟后,再加重量6％～8％的强化剂,湿混5～10分钟,即可出料进入对辊式压球机压制成球,再经150℃～200℃,风速1.0m/s～1.8m/s,时间30分钟～40分钟干燥,得铬铁球团成品。该发明所用粘结剂都为无机粘结剂，加入量较大，降低了球团的铬品位。

发明内容

本发明的目的在于提供制备铬铁矿氧化球团的粘结剂。

本发明提供了下述组合物作为制备铬铁矿氧化球团的粘结剂的用途，所述组合物包含如下重量配比的组分：膨润土1～4份、腐殖酸钠1～4份。

进一步地，所述的膨润土为钙基膨润土或钠基膨润土。

进一步地，膨润土和腐殖酸钠的总添加量占铬铁矿干基质量的1％～2％。优

选地，膨润土和腐殖酸钠的总添加量占铬铁矿干基质量的2％。

优选地，所述铬铁矿含有如下质量百分比的组分：Cr₂O₃ 20～56％、FeO 5～25％、Al₂O₃ 5～20％、MgO 5～20％和SiO₂ 0.5～5％。本发明提供的粘结剂尤其适用于含有上述成分的铬铁矿氧化球团造球。此类铬铁矿原矿结构致密，结晶形态好。原矿经过初步的磨矿或选别之后获得的粉矿作为造球所用原料，粉矿品位和粒度都满足造球要求，但亲水性和成球性均较差。

本发明提供了制备铬铁矿氧化球团的组合物，包含铬铁矿和粘结剂，其中，所述粘结剂包含如下重量配比的组分：膨润土1～4份、腐殖酸钠1～4份。

进一步地，所述的膨润土为钙基膨润土或钠基膨润土。

进一步地，膨润土和腐殖酸钠的总添加量占铬铁矿干基质量的1％～2％。优

选地，膨润土和腐殖酸钠的总添加量占铬铁矿干基质量的2％。

优选地，所述铬铁矿含有如下质量百分比的组分：Cr₂O₃ 20～56％、FeO 5～25％、Al₂O₃ 5～20％、MgO 5～20％和SiO₂ 0.5～5％。

本发明提供了铬铁矿氧化球团的制备方法，包括如下步骤：

a、配料：取所述制备铬铁矿氧化球团的组合物，将各组分混合均匀；

b、造球：将步骤a所得混合料进行磨矿，然后加水造球，制得生球；

c、干燥，预热，焙烧，即得。

进一步地，步骤b满足以下至少一项：

所述磨矿采用润磨或高压辊磨；

磨矿至粒径在200目以下的颗粒占85％以上；

造球设备为圆盘造球机；

所述生球直径为10～16mm。

进一步地，步骤c满足以下至少一项：

干燥温度为150～600℃，干燥时间为6～40min；

优选地，干燥温度为300℃，干燥时间为6min；

预热温度为600～1000℃，预热时间为10～40min；

优选地，预热温度为950℃，预热时间为10min；

焙烧温度为1000～1300℃，焙烧时间为15～40min；

优选地，焙烧温度为1250℃，焙烧时间为20min。

本发明提供了所述制备方法得到的铬铁矿氧化球团。

本发明以特定配比的膨润土和腐殖酸钠作为粘结剂强化难造球铬铁精矿，有效地改善了铬铁矿的成球性，提高了生球的落下强度和抗压强度。同时，本发明还提供了铬铁矿氧化球团的制备方法，该方法可操作性强，且不会增加劳动强度，适宜在工业生产中推广使用。

附图说明

图1为实施例中铬铁矿氧化球团的制备工艺流程图。

具体实施方式

本发明具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。

本发明提供了下述组合物作为制备铬铁矿氧化球团的粘结剂的用途，所述组合物包含如下重量配比的组分：膨润土1～4份、腐殖酸钠1～4份。

上述粘结剂中的关键成分是腐殖酸钠，腐殖酸钠在水中分散后通常呈纤维状，有许多亲水基团，能改变铬铁矿石表面的物理化学特性，增强了铬铁矿颗粒表面的亲水性，提高了水化膜作用势能，进而改善其成球特性，因此得以显著降低无机粘结剂膨润土的用量，提高生球抗压强度和落下强度。而且，腐殖酸钠属于有机粘结剂，在加热至较高温度时全部或绝大部分都会燃烧和挥发，不至于对球团品位造成不利影响。

实施例1本发明铬铁矿氧化球团的制备

a、配料制度：将满足铬铁合金生产要求的原料铬铁矿精矿(含有如下质量百分比的组分：Cr₂O₃ 20～56％、FeO 5～25％、Al₂O₃ 5～20％、MgO 5～20％和SiO₂ 0.5～5％)和粘结剂(钠基膨润土：腐殖酸钠质量比为1:1的混合物)进行配料并混匀，粘结剂加入量占铬铁矿精矿干基质量的2％；

b、造球制度：将混合料进行润磨，然后在圆盘造球机中对混合料进行加水造球，制得直径10～16mm的生球；

c、设定干燥、预热、焙烧制度：干燥温度为300℃，干燥时间为6min，预热温度为950℃，预热时间为10min，焙烧温度为1250℃，焙烧时间为20min。

经检测，所得生球水分为7.3％，生球落下强度为2.3次/0.5m，抗压强度为18.5N/个，爆裂温度为541℃，预热球抗压强度为422N/个，焙烧球抗压强度为1846N/个，成品球Cr₂O₃含量为53.45％。

实施例2本发明铬铁矿氧化球团的制备

a、配料制度：将满足铬铁合金生产要求的原料铬铁矿精矿(含有如下质量百分比的组分：Cr₂O₃ 20～56％、FeO 5～25％、Al₂O₃ 5～20％、MgO 5～20％和SiO₂ 0.5～5％)和粘结剂(钙基膨润土：腐殖酸钠质量比为1：1的混合物)进行配料并混匀，粘结剂加入量占铬铁矿精矿干基质量的2％；

b、造球制度：将混合料进行润磨，然后在圆盘造球机中对混合料进行加水造球，制得直径10～16mm的生球；

c、设定干燥、预热、焙烧制度：干燥温度为300℃，干燥时间为6min，预热温度为950℃，预热时间为10min，焙烧温度为1250℃，焙烧时间为20min。

经检测，所得生球水分为7.3％，生球落下强度为2.3次/0.5m，抗压强度为18.5N/个，爆裂温度为541℃，预热球抗压强度为422N/个，焙烧球抗压强度为1846N/个，成品球Cr₂O₃含量为53.45％。

实施例3本发明铬铁矿氧化球团的制备

a、配料制度：将满足铬铁合金生产要求的原料铬铁矿精矿(含有如下质量百分比的组分：Cr₂O₃ 20～56％、FeO 5～25％、Al₂O₃ 5～20％、MgO 5～20％和SiO₂ 0.5～5％)和粘结剂(钠基膨润土：腐殖酸钠质量比为1：4的混合物)进行配料并混匀，粘结剂加入量占铬铁矿精矿干基质量的2％；

b、造球制度：将混合料进行润磨，然后在圆盘造球机中对混合料进行加水造球，制得直径10～16mm的生球；

c、设定干燥、预热、焙烧制度：干燥温度为300℃，干燥时间为6min，预热温度为950℃，预热时间为10min，焙烧温度为1250℃，焙烧时间为20min。

经检测，所得生球水分为8.0％，生球落下强度为3.1次/0.5m，抗压强度为19.3N/个，爆裂温度为539℃，预热球抗压强度为433N/个，焙烧球抗压强度为1948N/个，成品球Cr₂O₃含量为53.46％。

实施例4本发明铬铁矿氧化球团的制备

a、配料制度：将满足铬铁合金生产要求的原料铬铁矿精矿(含有如下质量百分比的组分：Cr₂O₃ 20～56％、FeO 5～25％、Al₂O₃ 5～20％、MgO 5～20％和SiO₂ 0.5～5％)和粘结剂(钙基膨润土：腐殖酸钠质量比为4：1的混合物)进行配料并混匀，粘结剂加入量占铬铁矿精矿干基质量的2％；

b、造球制度：将混合料进行润磨，然后在圆盘造球机中对混合料进行加水造球，制得直径10～16mm的生球；

c、设定干燥、预热、焙烧制度：干燥温度为300℃，干燥时间为6min，预热温度为950℃，预热时间为10min，焙烧温度为1250℃，焙烧时间为20min。

经检测，所得生球水分为7.8％，生球落下强度为2.9次/0.5m，抗压强度为18.4N/个，爆裂温度为532℃，预热球抗压强度为435N/个，焙烧球抗压强度为2012N/个，成品球Cr₂O₃含量为53.44％。

实施例5本发明铬铁矿氧化球团的制备

a、配料制度：将满足铬铁合金生产要求的原料铬铁矿精矿(含有如下质量百分比的组分：Cr₂O₃ 20～56％、FeO 5～25％、Al₂O₃ 5～20％、MgO 5～20％和SiO₂ 0.5～5％)和粘结剂(钠基膨润土：腐殖酸钠质量比为4：1的混合物)进行配料并混匀，粘结剂加入量占铬铁矿精矿干基质量的2％；

b、造球制度：将混合料进行润磨，然后在圆盘造球机中对混合料进行加水造球，制得直径10～16mm的生球；

c、设定干燥、预热、焙烧制度：干燥温度为300℃，干燥时间为6min，预热温度为950℃，预热时间为10min，焙烧温度为1250℃，焙烧时间为20min。

经检测，所得生球水分为7.6％，生球落下强度为3.1次/0.5m，抗压强度为19.3N/个，爆裂温度为539℃，预热球抗压强度为433N/个，焙烧球抗压强度为1948N/个，成品球Cr₂O₃含量为53.46％。

实施例6本发明铬铁矿氧化球团的制备

a、配料制度：将满足铬铁合金生产要求的原料铬铁矿精矿(含有如下质量百分比的组分：Cr₂O₃ 20～56％、FeO 5～25％、Al₂O₃ 5～20％、MgO 5～20％和SiO₂ 0.5～5％)和粘结剂(钠基膨润土：腐殖酸钠质量比为1：1的混合物)进行配料并混匀，粘结剂加入量占铬铁矿精矿干基质量的2％；

b、造球制度：将混合料进行高压辊磨，使粒径在200目以下颗粒占85％以上，然后在圆盘造球机中对混合料进行加水造球，制得直径10～16mm的生球；

c、设定干燥、预热、焙烧制度：干燥温度为300℃，干燥时间为6min，预热温度为950℃，预热时间为10min，焙烧温度为1250℃，焙烧时间为20min。

经检测，所得生球水分为7.6％，生球落下强度为3.7次/0.5m，抗压强度为18.2N/个，爆裂温度为534℃，预热球抗压强度为448N/个，焙烧球抗压强度为2019N/个，成品球Cr₂O₃含量为53.45％。

实施例7本发明铬铁矿氧化球团的制备

a、配料制度：将满足铬铁合金生产要求的原料铬铁矿精矿(含有如下质量百分比的组分：Cr₂O₃ 20～56％、FeO 5～25％、Al₂O₃ 5～20％、MgO 5～20％和SiO₂ 0.5～5％)和粘结剂(钙基膨润土：腐殖酸钠质量比为1：4的混合物)进行配料并混匀，粘结剂加入量占铬铁矿精矿干基质量的2％；

b、造球制度：将混合料进行高压辊磨，使粒径在200目以下颗粒占85％以上，然后在圆盘造球机中对混合料进行加水造球，制得直径10～16mm的生球；

c、设定干燥、预热、焙烧制度：干燥温度为300℃，干燥时间为6min，预热温度为950℃，预热时间为10min，焙烧温度为1250℃，焙烧时间为20min。

经检测，所得生球水分为7.5％，生球落下强度为3.5次/0.5m，抗压强度为19.1N/个，爆裂温度为522℃，预热球抗压强度为433N/个，焙烧球抗压强度为1969N/个，成品球Cr₂O₃含量为53.44％。

实施例8本发明铬铁矿氧化球团的制备

a、配料制度：将满足铬铁合金生产要求的原料铬铁矿精矿(含有如下质量百分比的组分：Cr₂O₃ 20～56％、FeO 5～25％、Al₂O₃ 5～20％、MgO 5～20％和SiO₂ 0.5～5％)和粘结剂(钠基膨润土：腐殖酸钠质量比为4：1的混合物)进行配料并混匀，粘结剂加入量占铬铁矿精矿干基质量的2％；

b、造球制度：将混合料进行高压辊磨，使粒径在200目以下颗粒占85％以上，然后在圆盘造球机中对混合料进行加水造球，制得直径10～16mm的生球；

c、设定干燥、预热、焙烧制度：干燥温度为300℃，干燥时间为6min，预热温度为950℃，预热时间为10min，焙烧温度为1250℃，焙烧时间为20min。

经检测，所得生球水分为7.6％，生球落下强度为3.4次/0.5m，抗压强度为20.2N/个，爆裂温度为528℃，预热球抗压强度为433N/个，焙烧球抗压强度为1948N/个，成品球Cr₂O₃含量为53.46％。

对比例1以膨润土为粘结剂制备铬铁矿氧化球团

加入占铬铁矿精矿干基质量2％的膨润土，混匀，润磨预处理后进行造球，其余工艺参数与实施例1相同。

经检测，所得生球水分为7.2％，生球落下强度为1.2次/0.5m，抗压强度为13.7N/个，爆裂温度为529℃，预热球抗压强度为321N/个，焙烧球抗压强度为1634N/个，成品球Cr₂O₃含量为53.42％。

对比例2以膨润土为粘结剂制备铬铁矿氧化球团

加入占铬铁矿精矿干基质量4％的膨润土，混匀，润磨预处理后进行造球，其余工艺参数与实施例3相同。

经检测，所得生球水分为7.4％，生球落下强度为1.4次/0.5m，抗压强度为12.9N/个，爆裂温度为538℃，预热球抗压强度为388N/个，焙烧球抗压强度为1876N/个，成品球Cr₂O₃含量为51.33％。

对比例3以膨润土为粘结剂制备铬铁矿氧化球团

加入占铬铁矿精矿干基质量6％的膨润土，混匀，润磨预处理后进行造球，其余工艺参数与实施例7相同。

经检测，所得生球水分为7.8％，生球落下强度为1.5次/0.5m，抗压强度为14.2N/个，爆裂温度为529℃，预热球抗压强度为321N/个，焙烧球抗压强度为1634N/个，成品球Cr₂O₃含量为50.13％。

Claims (10)

1.下述组合物作为制备铬铁矿氧化球团的粘结剂的用途，其特征是：所述组合物包含如下重量配比的组分：膨润土1～4份、腐殖酸钠1～4份。

2.如权利要求1所述的用途，其特征是：所述的膨润土为钙基膨润土或钠基膨润土。

3.如权利要求1或2所述的用途，其特征是：膨润土和腐殖酸钠的总添加量占铬铁矿干基质量的1％～2％；优选地，膨润土和腐殖酸钠的总添加量占铬铁矿干基质量的2％；优选地，所述铬铁矿含有如下质量百分比的组分：Cr₂O₃ 20～56％、FeO 5～25％、Al₂O₃ 5～20％、MgO 5～20％和SiO₂ 0.5～5％。

4.制备铬铁矿氧化球团的组合物，其特征是：包含铬铁矿和粘结剂，其中，所述粘结剂包含如下重量配比的组分：膨润土1～4份、腐殖酸钠1～4份。

5.如权利要求4所述的组合物，其特征是：所述的膨润土为钙基膨润土或钠基膨润土。

6.如权利要求4或5所述的组合物，其特征是：膨润土和腐殖酸钠的总添加量占铬铁矿干基质量的1％～2％；优选地，膨润土和腐殖酸钠的总添加量占铬铁矿干基质量的2％；优选地，所述铬铁矿含有如下质量百分比的组分：Cr₂O₃ 20～56％、FeO 5～25％、Al₂O₃ 5～20％、MgO 5～20％和SiO₂ 0.5～5％。

7.铬铁矿氧化球团的制备方法，其特征是：包括如下步骤：

a、配料：取权利要求4～6任意一项所述的组合物，将各组分混合均匀；

b、造球：将步骤a所得混合料进行磨矿，然后加水造球，制得生球；

c、干燥，预热，焙烧，即得。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征是：步骤b满足以下至少一项：

所述磨矿采用润磨或高压辊磨；

磨矿至粒径在200目以下的颗粒占85％以上；

造球设备为圆盘造球机；

所述生球直径为10～16mm。

9.如权利要求7或8所述的制备方法，其特征是：步骤c满足以下至少一项：

干燥温度为150～600℃，干燥时间为6～40min；

优选地，干燥温度为300℃，干燥时间为6min；

预热温度为600～1000℃，预热时间为10～40min；

优选地，预热温度为950℃，预热时间为10min；

焙烧温度为1000～1300℃，焙烧时间为15～40min；

优选地，焙烧温度为1250℃，焙烧时间为20min。

10.权利要求7～9任意一项所述制备方法得到的铬铁矿氧化球团。