CN110629020B - 一种球团矿铁基复合粘结剂及其制备、使用方法 - Google Patents

一种球团矿铁基复合粘结剂及其制备、使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种球团矿铁基复合粘结剂及其制备、使用方法，所述球团矿铁基复合粘结剂按照干基重量百分比计由以下组分构成：转炉OG泥95％～97％，羟丙基甲基纤维素1％～2.2％，速溶羧甲基纤维素钠1％～2.9％。本发明利用未经挤压脱水的转炉OG泥为含铁原料，加入未经脱水、烘干的羟丙基甲基纤维素溶液及速溶羧甲基纤维素钠溶液，经微波辐射加热堆浸反应深度融合后得到球团矿铁基复合粘结剂，不仅实现了转炉OG泥的高效再资源化，简化缩短了铁基复合粘结剂的生产流程，而且有利于提高球团的品质，并降低钢铁联合企业生产成本。

Description

一种球团矿铁基复合粘结剂及其制备、使用方法
技术领域
本发明涉及烧结球团制备技术领域，尤其涉及一种球团矿铁基复合粘结剂及其制备、使用方法。
背景技术
球团矿是高炉炼铁的主要原料之一，球团矿生产过程中通常要加入粘结剂，目前我国球团矿生产过程中使用的粘结剂仍以膨润土为主，膨润土的添加量为1.5％～2.0％。由于膨润土杂质含量高且加入量大，使得球团矿性能及铁品位难以提高。因此开发、研制新型高效、功能性粘结剂取代膨润土或降低膨润土添加量是当前冶金辅料行业攻关、研发的重要热点之一。
专利号为CN201510034248.4、CN201510423293.9、CN200810007867.4等的中国专利公开的技术方案中，通过将钠基膨润土或者钙基膨润土与高分子有机物进行简单的机械混合、烘干、破碎等工序，制成复合膨润土，降低了球团矿中膨润土的配加比例，虽然上述技术方案为球团矿提品降硅起到一定作用，但还是把膨润土引入到球团矿中牺牲了一定的铁品位，没有真正摆脱球团矿对膨润土的依赖。
专利号为CN201610644616.1的中国专利公开了“一种含铁的冶金新型球团粘结剂生产工艺”，包括备料、混料和粉碎等步骤。该技术方案中粘结剂的制备只说明了将含铁废弃物烘干后与高分子有机物进行机械物理混合，但没有介绍其配比量、生球指标、成品球指标，没有技术参考价值。专利号为CN201510363539.8的中国专利公开了一种“铁矿球团富铁复合粘结剂及制备方法与用途”，其所述铁矿球团富铁复合粘结剂包括质量比为100：1～10的铁泥和增粘剂，其中所述增粘剂为羧甲基纤维素，所述富铁复合粘结剂中全铁含量为35～40wt％，(SiO2+Al2O3)的含量为≤25wt％；该技术方案中的富铁复合粘结剂只是把铁泥烘干后与高分子有机物进行机械物理混合而成，其简单介绍了配加1.0％富铁复合粘结剂后的造球效果，但对配加富铁复合粘结剂后对预热焙烧及成品球团矿的影响没有详细叙述，同时存在爆裂温度低，粉末量大，预热和焙烧球团强度差等问题。
发明内容
本发明提供了一种球团矿铁基复合粘结剂及其制备、使用方法，利用未经挤压脱水的转炉OG泥为含铁原料，加入未经脱水、烘干的羟丙基甲基纤维素溶液及速溶羧甲基纤维素钠溶液，经微波辐射加热堆浸反应深度融合后得到球团矿铁基复合粘结剂，不仅实现了转炉OG泥的高效再资源化，简化缩短了铁基复合粘结剂的生产流程，而且有利于提高球团的品质，并降低钢铁联合企业生产成本。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种球团矿铁基复合粘结剂，按照干基重量百分比计由以下组分构成：转炉OG泥95％～97％，羟丙基甲基纤维素1％～2.2％，速溶羧甲基纤维素钠1％～2.9％。
一种球团矿铁基复合粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按照干基配比，把称量好的转炉OG泥放入反应器皿中；
2)将羟丙基甲基纤维素经醚化反应后得到的羟丙基甲基纤维素溶液，按照干基配比，直接加入到装有转炉OG泥的反应器皿中；
3)将速溶羧甲基纤维素钠溶液按照干基配比，加入到装有转炉OG泥的反应器皿中；
4)将反应器皿置于微波发生器内，辐射加热堆浸反应10～20min；加热温度为100～110℃，将烘干后的产物研磨、过筛，得到所述球团矿铁基复合粘结剂，成品粒度组成为小于0.044mm的颗粒占95％以上。
所述转炉OG泥中的TFe含量＞50wt％，且按重量百分比计，CaO/SiO2≥1.8，转炉OG泥的初始含水量＞40％，粒度组成为小于0.074mm的颗粒占95％以上。
所述羟丙基甲基纤维素的指标为：羟丙基甲基纤维素2％水溶液的粘度＞20000pa.s。
所述速溶羧甲基纤维素钠的指标为：速溶羧甲基纤维素钠2％水溶液的粘度＞8860pa.s。
一种球团矿铁基复合粘结剂的使用方法，铁矿粉造球时配加，配加比例为W＝-0.1X+10.4，其中：W为球团矿铁基复合粘结剂的加入量占铁精矿粉的质量百分比，X为铁精矿粉中粒度＜0.074mm的颗粒所占比例，10.4为常数。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)利用钢铁企业内部产生的转炉OG泥(转炉煤气经湿法除尘后产生的固废物)作为含铁原料加入复合粘结剂中，实现了转炉OG泥的高效再资源化利用，而且转炉OG泥使用时无需经挤压脱水工序直接配入，减少了处理成本；
2)与简单的物理机械混合方式相比，本发明采用微波辐射加热堆浸反应后得到球团矿铁基复合粘结剂，高分子有机物与转炉OG泥混合结合效果更好，高分子有机物的使用量减少；
3)与采用膨润土作为粘结剂相比，本发明采用的球团矿铁基复合粘结剂能够减少SiO2和Al2O3带入球团矿的量，降低了高炉炼铁渣量，最终降低了钢铁企业生产成本。
具体实施方式
本发明所述一种球团矿铁基复合粘结剂，按照干基重量百分比计由以下组分构成：转炉OG泥95％～97％，羟丙基甲基纤维素1％～2.2％，速溶羧甲基纤维素钠1％～2.9％。
一种球团矿铁基复合粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按照干基配比，把称量好的转炉OG泥放入反应器皿中；
2)将羟丙基甲基纤维素经醚化反应后得到的羟丙基甲基纤维素溶液，按照干基配比，直接加入到装有转炉OG泥的反应器皿中；
3)将速溶羧甲基纤维素钠溶液按照干基配比，加入到装有转炉OG泥的反应器皿中；
4)将反应器皿置于微波发生器内，辐射加热堆浸反应10～20min；加热温度为100～110℃，将烘干后的产物研磨、过筛，得到所述球团矿铁基复合粘结剂，成品粒度组成为小于0.044mm的颗粒占95％以上。
所述转炉OG泥中的TFe含量＞50wt％，且按重量百分比计，CaO/SiO2≥1.8，转炉OG泥的初始含水量＞40％，粒度组成为小于0.074mm的颗粒占95％以上。
所述羟丙基甲基纤维素的指标为：羟丙基甲基纤维素2％水溶液的粘度＞20000pa.s。
所述速溶羧甲基纤维素钠的指标为：速溶羧甲基纤维素钠2％水溶液的粘度＞8860pa.s。
一种球团矿铁基复合粘结剂的使用方法，铁矿粉造球时配加，配加比例为W＝-0.1X+10.4，其中：W为球团矿铁基复合粘结剂的加入量占铁精矿粉的质量百分比，X为铁精矿粉中粒度＜0.074mm的颗粒所占比例，10.4为常数。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例】
本实施例中，球团矿铁基复合粘结剂中各组分的配比如表1所示。转炉OG泥的主要化学成分如表2所示。
表1各组分干基配比表(重量百分比％)
编号 转炉OG泥 羟丙基甲基纤维素 速溶羧甲基纤维素钠
实施例1 97 1.5 1.5
实施例2 96 1.1 2.9
实施例3 95 2.2 2.8
表2转炉OG泥的化学成分分析(重量百分比％)
TFe FeO SiO<sub>2</sub> CaO MgO MnO
54.36 46.12 3.01 7.30 1.22 0.85
本实施例中，球团矿铁基复合粘结剂的制备过程如下：
(1)按照干基配比，把称量好的转炉OG泥放入反应器皿中；
(2)采用高聚合度的纤维素、氢氧化钠碱液、液态氯甲烷原料制备羟丙基甲基纤维素(常规技术)，将经醚化反应后得到的羟丙基甲基纤维素溶液(常规技术)不经脱水、烘干等工序，按照干基配比，直接加入到装有转炉OG泥的反应器皿中；
(3)以精制棉为原料，经碱化反应和醚化反应得到速溶羧甲基纤维素钠溶液(常规技术)，按照干基配比，加入到装有转炉OG泥的反应器皿中；
(4)将反应器皿置于微波发生器内，辐射加热堆浸反应15min；加热的温度为105℃，将烘干产物研磨，过200目筛，即得到球团矿铁基复合粘结剂，成品粒度组成为小于0.044mm的颗粒占95％以上。
将所制得的球团矿铁基复合粘结剂成品加入到铁精矿粉中，球团中配加铁基复合粘结剂的配比见表3，所制备生球的性能指标见表4。
表3球团中铁基复合粘结剂的配加量
Figure BDA0002222537010000041
表4生球指标对照表
Figure BDA0002222537010000051
以上各组生球经焙烧后制得成品球团矿；焙烧工艺参数见表5。
表5焙烧工艺参数
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 4 8 20
各组成品球团矿的化学成分及冶金指标对照见表6、表7。
表6成品球的化学成分对照表(重量百分比％)
编号 TFe FeO SiO<sub>2</sub> CaO MgO Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
实施例1 64.94 0.18 5.98 0.31 0.29 ＜0.1
实施例2 65.50 0.18 5.78 0.32 0.24 ＜0.1
实施例3 65.81 0.18 5.96 0.30 0.24 ＜0.1
表7成品球的冶金指标对照表
Figure BDA0002222537010000052
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种球团矿铁基复合粘结剂的制备方法，其特征在于，所述球团矿铁基复合粘结剂按照干基重量百分比计由以下组分构成：转炉OG泥95％～97％，羟丙基甲基纤维素1％～2.2％，速溶羧甲基纤维素钠1％～2.9％；所述转炉OG泥中的TFe含量＞50wt％，且按重量百分比计，CaO/SiO2≥1.8，转炉OG泥的初始含水量＞40％，粒度组成为小于0.074mm的颗粒占95％以上；
所述球团矿铁基复合粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按照干基配比，把称量好的转炉OG泥放入反应器皿中；
2)将羟丙基甲基纤维素经醚化反应后得到的羟丙基甲基纤维素溶液，按照干基配比，直接加入到装有转炉OG泥的反应器皿中；
3)将速溶羧甲基纤维素钠溶液按照干基配比，加入到装有转炉OG泥的反应器皿中；
4)将反应器皿置于微波发生器内，辐射加热堆浸反应10～20min；加热温度为100～110℃，将烘干后的产物研磨、过筛，得到所述球团矿铁基复合粘结剂，成品粒度组成为小于0.044mm的颗粒占95％以上。
2.根据权利要求1所述一种球团矿铁基复合粘结剂的制备方法，其特征在于，所述羟丙基甲基纤维素的指标为：羟丙基甲基纤维素2％水溶液的粘度＞20000pa.s。
3.根据权利要求1所述一种球团矿铁基复合粘结剂的制备方法，其特征在于，所述速溶羧甲基纤维素钠的指标为：速溶羧甲基纤维素钠2％水溶液的粘度＞8860pa.s。
4.如权利要求1所述一种球团矿铁基复合粘结剂的制备方法，其特征在于，所述球团矿铁基复合粘结剂使用时，在铁矿粉造球时配加，配加比例为W＝-0.1X+10.4，其中：W为球团矿铁基复合粘结剂的加入量占铁精矿粉的质量百分比，X为铁精矿粉中粒度＜0.074mm的颗粒所占比例，10.4为常数。
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