CN110607438B - 一种钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂及制备该除尘灰球团的方法 - Google Patents

一种钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂及制备该除尘灰球团的方法 Download PDF

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Abstract

一种钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂及制备该除尘灰球团的方法，一种钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂，由以下重量份的原料组成：固化剂40‑85%，改性剂1‑10%，增强剂15‑50%；所述改性剂为水玻璃或纯碱；所述固化剂选用氧化镁：硫酸镁的质量比为4:1~7:1的组合物或固化剂选用硫铝水泥或固化剂选用硅酸盐水泥，本发明同时公开了制备该除尘灰球团的方法，本发明抗氧化钙、加量少、粘结力强，制备的除尘灰球团防崩解、不粉化，成球率高，湿、冷强度高，降低企业生产成本，本发明可以在氧化钙未消解、不完全消解或完全消解的除尘灰中使用，不出现龟裂、崩解、粉化现象，有足够的湿、冷强度来抵抗生产、转运、装卸过程中的破碎，有足够的强度回炉炼钢炼铁。

Description

一种钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂及制备该除尘灰球团的 方法
技术领域
本发明涉及除尘灰球团粘合剂用领域，具体涉及一种钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂及制备该除尘灰球团的方法。
背景技术
钢铁企业在生产过程中会产生大量的粉尘、烟尘、尘泥等废弃物，即钢厂除尘灰，主要有高炉灰、转炉灰、电炉灰和烧结钢厂中自产的除尘灰等，这些物质含铁量高，约占50%，还有一些杂质如C、SiO2、CaO、MgO、Al2O3等，具有很高的回收利用价值，直接废弃易造成资源浪费和环境污染。为回收利用铁资源，目前很多厂家通过添加传统粘合剂提供粘结力使除尘灰冷压成具有一定湿、冷强度的生球，来降低球团在转运、装卸过程中的破碎率，制备出有足够强度的球团回炉炼钢炼铁。
钢厂除尘灰中的CaO、MgO等碱性氧化物不能进行消解或不完全消解时，会使除尘灰中碱性氧化物残存率增高，而CaO这种碱性氧化物遇水消解膨胀至原体积的1.5倍~2.5倍，会导致制备的球团龟裂、崩解，甚至出现粉化现象。由于工艺原因不允许消解或企业没有足够的场地或时间进行消解时，直接加入提供粘结力的传统粘合剂，如膨润土、糖浆、腐殖酸钠、羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠等，虽有助于球团的成型，但除尘灰中残存的氧化钙引起的龟裂、崩解、粉化现象，会造成成球率降低，制备的球团湿强度差、冷强度低，使球团的冶金性能变差，不能回炉炼钢炼铁。
现有钢厂除尘灰粘合剂不能用于氧化钙未消解或不完全消解的钢厂除尘灰中，没有抗氧化钙能力或抗氧化钙能力差，而且加量大、成球率低，湿冷强度差，引入的有害杂质多，制备的球团易龟裂、崩解，甚至出现粉化现象，使球团的冶金性能变差，没有足够的强度回炉炼钢炼铁。
发明内容
为解决现有技术的问题，本发明提供了一种钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂及制备该除尘灰球团的方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂，由以下重量份的原料组成：固化剂 40-85 %，改性剂1-10%，增强剂15-50%；
所述改性剂为水玻璃或纯碱；
所述固化剂选用氧化镁：硫酸镁的质量比为4:1-7:1的组合物或固化剂选用硫铝水泥或固化剂选用硅酸盐水泥。
所述的钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂，由以下重量份的原料组成：所述增强剂为聚丙烯酰胺和/或羧甲基纤维素和/或羟丙基纤维素和/或预糊化淀粉和/或腐殖酸钠。
所述的钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂，由以下重量份的原料组成：所述固化剂59%、水玻璃 8 %、聚丙烯酰胺 5%、预糊化淀粉16%、腐殖酸钠12%。
所述的钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂，由以下重量份的原料组成：所述固化剂80%、水玻璃 1%、聚丙烯酰胺 3%、羟丙基纤维素2%、预糊化淀粉14%。
所述固化剂为氧化镁：硫酸镁的质量比5:1的组合物。
所述固化剂为氧化镁、硫酸镁的质量比7:1的组合物。
所述硫铝水泥60 %、纯碱 6 %、聚丙烯酰胺 3%、预糊化淀粉16 %、腐殖酸钠15 %。
所述硫铝水泥42 %、纯碱 10%、聚丙烯酰胺 5%、预糊化淀粉20%、羧甲基纤维素5%、羟丙基纤维素3%、腐殖酸钠15 %。
所述硅酸盐水泥75 %、纯碱 5%、聚丙烯酰胺 2%、预糊化淀粉15%、羟丙基纤维素3%。
使用所述的钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂的除尘灰球团的制备方法，包括如下步骤：
1）将除尘灰和上述钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂混合均匀，其中除尘灰中氧化钙含量为10%、铁含量为50%，抗氧化钙粘合剂占上述除尘灰总重量的1-5%，则形成混合物A；
2）将混合物A搅拌均匀，搅拌15min出料；
3）将上述混合物A中加水15%，搅拌15 min出料，形成湿混合物B；
4）将湿混合物B放入X-JD型成型机加压成型，压力为30 MPa，压制成椭圆形，球团大小为30 mm×ɸ 50 mm；
5）室温放置15-20h自然晾干。
与现有技术相比，发明的有益效果是：本发明抗氧化钙、加量少、粘结力强，用于氧化钙未消解、不完全消解或完全消解的钢厂除尘灰中，成球率高，制备的除尘灰球团湿冷强度高，不龟裂、不崩解、不粉化，无需进行氧化钙消解，不过多占用场地或时间，降低企业生产成本，本发明可以在氧化钙未消解、不完全消解或完全消解的除尘灰中使用，通过浸润、渗透、高粘结和固化作用使球团不需要烘干即可达到很高的湿、冷强度来抵抗生产、转运、装卸过程中的破碎，其分子间的交联作用还可使球团不出现崩解、粉化现象，而且不需要增加新工艺和新设备，不需过多占用场地和时间，能使球团有足够的强度回炉炼钢炼铁，同时不引入降低铁品位的有害物质，具有十分重要的现实意义。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步详细说明,实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
一种钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂，以下重量份的原料组成：固化剂 40-85 %，改性剂1-10%，增强剂15-50%；
所述改性剂为水玻璃或纯碱；改性剂（水玻璃、纯碱的一种）与固化剂、增强剂按比例混合后，不仅能改善固化剂、增强剂性质，增强效果；还能与CaO形成一层膜，对CaO的水化过程进行阻隔，直接绕开了氧化钙消解膨胀的环节，从氧化钙直接固化成碳酸钙与其他成分的综合晶格，从而防止球团出现崩解、粉化现象，又能提高干燥后冷强度。
所述固化剂选用氧化镁：硫酸镁的质量比为4:1-7:1的组合物或固化剂选用硫铝水泥或固化剂选用硅酸盐水泥。固化剂与水在常温下可形成一种交联结构，使得固化收缩作用成为主要作用，能加快固化速度，提高固化强度，能够提供生球足够的冷强度。
所述增强剂为聚丙烯酰胺和/或羧甲基纤维素和/或羟丙基纤维素和/或预糊化淀粉和/或腐殖酸钠。增强剂（聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、预糊化淀粉、腐殖酸钠的一种或几种）遇水后通过浸润、渗透作用产生高粘结力使除尘灰颗粒粘结在一起，冷压后球团成型率高，并提供足够的湿冷强度来抵抗生产、转运、装卸过程中的破碎。
使用所述的钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂的除尘灰球团的制备方法，包括如下步骤：
1）将除尘灰和上述钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂混合均匀，其中除尘灰中氧化钙含量为10%、铁含量为50%，抗氧化钙粘合剂占上述除尘灰总重量的1-5%，则形成混合物A；例如：除尘灰为100g，除尘灰中氧化钙含量为10g、铁含量为50g，其余40g为其它物质，而抗氧化钙粘合剂为1-5g，然后将除尘灰为100g和抗氧化钙粘合剂为1-5g混合形成混合物A。
2）将混合物A搅拌均匀，搅拌15min出料；
3）将上述混合物A中加水15%，搅拌15 min出料，形成湿混合物B；
4）将湿混合物B放入X-JD型成型机加压成型，压力为30 MPa，压制成椭圆形，球团大小为30 mm×ɸ 50 mm；
5）室温放置15-20h自然晾干。优选的室温放置18h自然晾干。
表1为钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂在不同添加量时球团效果。
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表1
具体配方：
配方1：钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂，由以下重量份的原料组成：固化剂（氧化镁：硫酸镁的质量比5:1）59 %、水玻璃 8 %、聚丙烯酰胺 5%、预糊化淀粉16%、腐殖酸钠12%。使用上述的钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂的除尘灰球团的制备方法，包括如下步骤： 1）将除尘灰和上述钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂混合均匀，其中除尘灰中氧化钙含量10%、铁含量为50%，抗氧化钙粘合剂占上述除尘灰总重量的3%，形成混合物A；
2）将混合物A搅拌均匀，搅拌15min出料；
3）将上述混合物A中加水15%，搅拌15 min出料，形成湿混合物B；
4）将湿混合物B放入X-JD型成型机加压成型，压力为30 MPa，压制成椭圆形，球团大小为30 mm×ɸ 50 mm；
5）室温放置15-20h自然晾干。优选的室温放置18h自然晾干。
配方2：一种钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂，由以下重量份的原料组成：固化剂（氧化镁、硫酸镁的质量比7:1的组合物）80 %、水玻璃1 %、聚丙烯酰胺 3%、羟丙基纤维素2%、预糊化淀粉14%。使用上述的钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂的除尘灰球团的制备方法，包括如下步骤：1）将除尘灰和上述钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂混合均匀，其中除尘灰中氧化钙含量10%、铁含量为50%，抗氧化钙粘合剂占上述除尘灰总重量的3%，形成混合物A；
2）将混合物A搅拌均匀，搅拌15min出料；
3）将上述混合物A中加水15%，搅拌15 min出料，形成湿混合物B；
4）将湿混合物B放入X-JD型成型机加压成型，压力为30 MPa，压制成椭圆形，球团大小为30 mm×ɸ 50 mm；
5）室温放置15-20h自然晾干。优选的室温放置18h自然晾干。
配方3：一种钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂，由以下重量份的原料组成：硫铝水泥60 %、纯碱 6 %、聚丙烯酰胺 3%、预糊化淀粉16 %、腐殖酸钠15 %。使用上述的钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂的除尘灰球团的制备方法，包括如下步骤：1）将除尘灰和上述钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂混合均匀，其中除尘灰中氧化钙含量10%、铁含量为50%，抗氧化钙干粘合剂占上述除尘灰总重量的3%，形成混合物A；
2）将混合物A搅拌均匀，搅拌15min出料；
3）将上述混合物A中加水15%，搅拌15 min出料，形成湿混合物B；
4）将湿混合物B放入X-JD型成型机加压成型，压力为30 MPa，压制成椭圆形，球团大小为30 mm×ɸ 50 mm；
5）室温放置15-20h自然晾干。优选的室温放置18h自然晾干。
配方4：一种钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂，由以下重量份的原料组成：硫铝水泥42 %、纯碱 10%、聚丙烯酰胺 5%、预糊化淀粉20%、羧甲基纤维素5%、羟丙基纤维素3%、腐殖酸钠15 %。使用上述的钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂的除尘灰球团的制备方法，包括如下步骤：1）将除尘灰和上述钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂混合均匀，其中除尘灰中氧化钙含量10%、铁含量为50%，抗氧化钙粘合剂占上述除尘灰总重量的3%，形成混合物A；
2）将混合物A搅拌均匀，搅拌15min出料；
3）将上述混合物A中加水15%，搅拌15 min出料，形成湿混合物B；
4）将湿混合物B放入X-JD型成型机加压成型，压力为30 MPa，压制成椭圆形，球团大小为30 mm×ɸ 50 mm；
5）室温放置15-20h自然晾干。优选的室温放置18h自然晾干。
配方5：一种钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂，由以下重量份的原料组成：硅酸盐水泥75 %、纯碱 5%、聚丙烯酰胺 2%、预糊化淀粉15%、羟丙基纤维素3%。使用上述的钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂的除尘灰球团的制备方法，包括如下步骤：1）将除尘灰和上述钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂混合均匀，其中除尘灰中氧化钙含量10%、铁含量为50%，抗氧化钙粘合剂占上述除尘灰总重量的3%，形成混合物A；
2）将混合物A搅拌均匀，搅拌15min出料；
3）将上述混合物A中加水15%，搅拌15 min出料，形成湿混合物B；
4）将湿混合物B放入X-JD型成型机加压成型，压力为30 MPa，压制成椭圆形，球团大小为30 mm×ɸ 50 mm；
5）室温放置15-20 h自然晾干。优选的室温放置18 h自然晾干。
表2为配方1、2、3、4、5制得的球团效果。
Figure DEST_PATH_IMAGE004
表2
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示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 (2)

1.一种钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂，其特征在于，由以下重量%的原料组成：
固化剂选用硫铝水泥，硫铝水泥60%，
改性剂为纯碱，纯碱 6 %；
增强剂为聚丙烯酰胺和预糊化淀粉和腐殖酸钠，其中聚丙烯酰胺3%、预糊化淀粉 16%、腐殖酸钠
15 %。
2.一种使用根据权利要求 1 所述的钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂的除尘灰球团的制备方法，其特 征在于，包括如下步骤：
1）将除尘灰和上述钢厂除尘灰用抗氧化钙粘合剂混合均匀，其中除尘灰中氧化钙含量为 10%、铁 含量为 50%，抗氧化钙粘合剂占上述除尘灰总重量的 1-5%，则形成混合物 A；
2）将混合物 A 搅拌均匀，搅拌 15min 出料；
3）将上述混合物 A 中加水 15%，搅拌 15 min 出料，形成湿混合物 B；
4）将湿混合物 B 放入 X-JD 型成型机加压成型，压力为 30 MPa，压制成椭圆形，球团大小为 30 mm
×ɸ 50 mm；
5）室温放置 15-20h 自然晾干。
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