CN111675201A - 一种磷矿粉球团加工用环保节能型粘接剂 - Google Patents
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Classifications
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- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/01—Treating phosphate ores or other raw phosphate materials to obtain phosphorus or phosphorus compounds
Abstract
本发明公开了一种磷矿粉球团加工用环保节能型粘接剂，包括有机粘接剂和无机粘接剂,所述有机粘接剂和无机粘接剂的质量比为（1～2）:（0.5～1）；所述无机粘接剂为磷酸盐和氯化镁,所述磷酸盐的质量百分比为40～98%，所述氯化镁的质量百分比为2～40%；所述有机粘接剂是通过将有机高分子原料加入到15～20倍的水中溶解后得到混合溶液，再以混合溶液为基准，加入混合溶液总量0.5～1.2wt％的糊化剂，并搅拌10～15min后即可制得。本发明所采用的粘结剂原料，无污染，具有较好的环保性能和粘接性能，使用后球团硬化的速度极快，养护时间短，强度高，不会造成球团粉化、破裂的情况。
Description
技术领域
本发明属于磷化工技术领域，具体涉及一种磷矿粉球团加工用环保节能型粘接剂。
背景技术
黄磷是一种重要的化工原料，可用于生产各种磷化物和磷酸盐，用途广泛。我国黄磷生产主要采用电炉工艺，通常用的原料是磷矿块矿，然而我国磷矿中块矿磷矿仅占总磷储量的五十分之一，多数为磷矿粉料。同时，在块矿破碎加工的过程中，会产生大量磷矿粉
矿，特别是在利用风化型磷矿粉矿时，产生的微粉矿通常达到20％以上，这部分微粉矿由于需要进行加工处理才能够进入黄磷电炉工艺，所以大部分企业并不愿意增加投资和成本，致使这些磷矿微粉料得不到合理利用。然而，随着我国磷工业的快速发展，生产黄磷所需高品质的块矿已经所剩不多，难以满足黄磷生产的需求。根据电炉法黄磷生产工艺要求，目前，碎磷矿或磷矿粉成型入炉主要采用的是“成型-烧结”工艺，是将碎磷矿或磷矿粉加粘结剂后成球或静压成型，再进行高温煅烧后作为电炉法黄磷生产原料，这不仅可降低磷炉生产能耗，亦可扩大黄磷生产原料种类。众所周知，磷矿粉球团的成型离不开粘结剂，粘结剂的性能优劣直接关系球团质量，长期以来球团生产普遍采用膨润土、硅酸钠、水泥、水玻璃等作为粘结剂，虽然能够实现造粒的功能，但目前使用的膨润土、硅酸钠、水泥、水玻璃中都含有SiO 2，在返回烧结炉使用时不仅会影响烧结炉的碱性条件，其烧残率高，严重降低了球团的含磷品位，增加了烧结炉冶炼的渣量，使烧结炉系数下降，燃耗上升，粘接剂在烘干的过程中会发生氧化、分解等反应，产生的热应力会破坏球团结构，造成球团的强度很低，同时也带来环保问题。因此，研制开发一种材料易得、成本低、粘接性能好、环保性能好、可有效提高生球强度和爆裂温度的磷矿粉球团加工用环保节能型粘接剂是客观需要的。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种材料易得、成本低、粘接性能好、环保性能好、可有效提高生球强度和爆裂温度的磷矿粉球团加工用环保节能型粘接剂。
本发明所述磷矿粉球团加工用环保节能型粘接剂，包括有机粘接剂和无机粘接剂,所述有机粘接剂和无机粘接剂的质量比为（1～2）:（0.5～1）；所述无机粘接剂为磷酸盐和氯化镁,所述磷酸盐的质量百分比为40～98%，所述氯化镁的质量百分比为2～40%；所述有机粘接剂是通过将有机高分子原料加入到15～20倍的水中溶解后得到混合溶液，再以混合溶液为基准，加入混合溶液总量0.5～1.2wt％的糊化剂，并搅拌10～15min后即可制得。
进一步的，所述磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸氢二钾和磷酸氢二铵中的其中一种或两种以上的混合物。
进一步的，所述有机高分子原料为含淀粉的农作物果实干粉中的至少一种，其粒径组成不超过1mm，所述含淀粉的农作物果实为小麦、玉米、高粱、水稻、红薯和木薯。
进一步的，所述糊化剂为工业片碱，所述工业片碱中的有效成分不低于95％
相对于现有技术，本发明的优点在于:
1、本发明采用了磷酸盐为主要组分的粘结剂，利用磷酸盐与磷矿粉中的镁和水发生微溶盐的溶解扩散，形成一种无定型的镁-磷钾盐络合物水化胶凝或镁-磷铵盐络合物水化胶凝，这种胶凝覆盖在磷矿粉表面或填充于磷矿粉之间，使粉尘颗粒相互粘结，水化胶凝凝结硬化后与粉尘颗粒形成整体，而该胶凝硬化速度快，20分钟内即可初步硬化，使球团的粘结力在短时间内提高，随着养护时间增加，球团强度进一步加强。同时，通过反应消耗了磷矿粉中的镁，使球团中的膨胀应力削弱，杜绝了球团粉化破裂现象的发生。
2、本发明加入一定量的氯化镁作为吸水剂，利用氯化镁易吸水的特性，当球团中水含量较低时能够通过吸收水分，保证磷酸盐与镁化学反应的进行；同时通过加入的有机粘接剂，可以进一步的提高粘接剂的粘接性能，可极大的提高球团的湿球强度和干球强度。
3、本发明所采用的粘结剂原料，无污染，具有较好的环保性能和粘接性能，使用后球团硬化的速度极快，养护时间短，强度高，不会造成球团粉化、破裂的情况。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
实施例1:
本实施例1所述磷矿粉球团加工用环保节能型粘接剂，包括有机粘接剂和无机粘接剂,所述有机粘接剂和无机粘接剂的质量比为1:0.5；所述无机粘接剂为磷酸盐和氯化镁,所述磷酸盐的质量百分比为98%，所述氯化镁的质量百分比为2%；所述无机粘结剂以固体粉末添加，与磷矿粉混合均匀后压球，制得球团，粘结剂和磷矿粉通常都是粉末状，粒度满足要求；如果有较大的颗粒，可以先粉碎处理；所述有机粘接剂是通过将有机高分子原料加入到15倍的水中溶解后得到混合溶液，再以混合溶液为基准，加入混合溶液总量0.5wt％的糊化剂，并搅拌10min后即可制得。
在本实施例1中，所述磷酸盐为磷酸二氢钾和磷酸二氢铵的混合物。所述有机高分子原料为含淀粉的农作物果实干粉，所述含淀粉的农作物果实为小麦，其粒径组成不超过1mm，所述糊化剂为工业片碱，所述工业片碱中的有效成分不低于95％。
在本实施例1中，采用了磷酸盐为主要组分的粘结剂，利用磷酸盐与磷矿粉中的镁和水发生微溶盐的溶解扩散，形成一种无定型的镁-磷钾盐络合物水化胶凝或镁-磷铵盐络合物水化胶凝，这种胶凝覆盖在磷矿粉表面或填充于磷矿粉之间，使粉尘颗粒相互粘结，水化胶凝凝结硬化后与粉尘颗粒形成整体，而该胶凝硬化速度快，20分钟内即可初步硬化，使球团的粘结力在短时间内提高，随着养护时间增加，球团强度进一步加强。同时，通过反应消耗了磷矿粉中的镁，使球团中的膨胀应力削弱，杜绝了球团粉化破裂现象的发生；本实施例加入一定量的氯化镁作为吸水剂，利用氯化镁易吸水的特性，当球团中水含量较低时能够通过吸收水分，保证磷酸盐与镁化学反应的进行；同时通过加入的有机粘接剂，可以进一步的提高粘接剂的粘接性能，可极大的提高球团的湿球强度和干球强度。
将本实施例1制成的粘结剂和磷矿粉料制成球团后，不会造成球团粉化、破裂的情况，单球平均抗压强度为28Mpa以上。
实施例2
本实施例2所述磷矿粉球团加工用环保节能型粘接剂，包括有机粘接剂和无机粘接剂,所述有机粘接剂和无机粘接剂的质量比为1.5:0.8；所述无机粘接剂为磷酸盐和氯化镁,所述磷酸盐的质量百分比为80%，所述氯化镁的质量百分比为20%；所述无机粘结剂以固体粉末添加，与磷矿粉混合均匀后压球，制得球团，粘结剂和磷矿粉通常都是粉末状，粒度满足要求；如果有较大的颗粒，可以先粉碎处理；所述有机粘接剂是通过将有机高分子原料加入到18倍的水中溶解后得到混合溶液，再以混合溶液为基准，加入混合溶液总量0.9wt％的糊化剂，并搅拌12min后即可制得。
在本实施例2中，所述磷酸盐为磷酸氢二钾和磷酸氢的混合物。所述有机高分子原料为含淀粉的农作物果实干粉，所述含淀粉的农作物果实为小麦、玉米、高粱的混合物，其粒径组成不超过1mm，所述糊化剂为工业片碱，所述工业片碱中的有效成分不低于95％。
在本实施例2中，采用了磷酸盐为主要组分的粘结剂，利用磷酸盐与磷矿粉中的镁和水发生微溶盐的溶解扩散，形成一种无定型的镁-磷钾盐络合物水化胶凝或镁-磷铵盐络合物水化胶凝，这种胶凝覆盖在磷矿粉表面或填充于磷矿粉之间，使粉尘颗粒相互粘结，水化胶凝凝结硬化后与粉尘颗粒形成整体，而该胶凝硬化速度快，20分钟内即可初步硬化，使球团的粘结力在短时间内提高，随着养护时间增加，球团强度进一步加强。同时，通过反应消耗了磷矿粉中的镁，使球团中的膨胀应力削弱，杜绝了球团粉化破裂现象的发生；本实施例加入一定量的氯化镁作为吸水剂，利用氯化镁易吸水的特性，当球团中水含量较低时能够通过吸收水分，保证磷酸盐与镁化学反应的进行；同时通过加入的有机粘接剂，可以进一步的提高粘接剂的粘接性能，可极大的提高球团的湿球强度和干球强度。
将本实施例2制成的粘结剂和磷矿粉料制成球团后，不会造成球团粉化、破裂的情况，单球平均抗压强度为30Mpa以上
实施例3:
本实施例3所述磷矿粉球团加工用环保节能型粘接剂，包括有机粘接剂和无机粘接剂,所述有机粘接剂和无机粘接剂的质量比为2:1；所述无机粘接剂为磷酸盐和氯化镁,所述磷酸盐的质量百分比为60%，所述氯化镁的质量百分比为40%；所述无机粘结剂以固体粉末添加，与磷矿粉混合均匀后压球，制得球团，粘结剂和磷矿粉通常都是粉末状，粒度满足要求；如果有较大的颗粒，可以先粉碎处理；所述有机粘接剂是通过将有机高分子原料加入到20倍的水中溶解后得到混合溶液，再以混合溶液为基准，加入混合溶液总量1.2wt％的糊化剂，并搅拌15min后即可制得。
在本实施例3中，所述磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸氢二钾和磷酸氢二铵的混合物。所述有机高分子原料为含淀粉的农作物果实干粉，所述含淀粉的农作物果实为小麦、玉米、高粱、水稻、红薯和木薯的混合区，其粒径组成不超过1mm，所所述糊化剂为工业片碱，所述工业片碱中的有效成分不低于95％。
在本实施例3中，采用了磷酸盐为主要组分的粘结剂，利用磷酸盐与磷矿粉中的镁和水发生微溶盐的溶解扩散，形成一种无定型的镁-磷钾盐络合物水化胶凝或镁-磷铵盐络合物水化胶凝，这种胶凝覆盖在磷矿粉表面或填充于磷矿粉之间，使粉尘颗粒相互粘结，水化胶凝凝结硬化后与粉尘颗粒形成整体，而该胶凝硬化速度快，20分钟内即可初步硬化，使球团的粘结力在短时间内提高，随着养护时间增加，球团强度进一步加强。同时，通过反应消耗了磷矿粉中的镁，使球团中的膨胀应力削弱，杜绝了球团粉化破裂现象的发生；本实施例加入一定量的氯化镁作为吸水剂，利用氯化镁易吸水的特性，当球团中水含量较低时能够通过吸收水分，保证磷酸盐与镁化学反应的进行；同时通过加入的有机粘接剂，可以进一步的提高粘接剂的粘接性能，可极大的提高球团的湿球强度和干球强度。
将本实施例3制成的粘结剂和磷矿粉料制成球团后，不会造成球团粉化、破裂的情况，单球平均抗压强度为26.8Mpa以上。
Claims (5)
1.一种磷矿粉球团加工用环保节能型粘接剂，其特征在于:包括有机粘接剂和无机粘接剂,所述有机粘接剂和无机粘接剂的质量比为（1～2）:（0.5～1）；所述无机粘接剂为磷酸盐和氯化镁,所述磷酸盐的质量百分比为40～98%，所述氯化镁的质量百分比为2～40%；所述有机粘接剂是通过将有机高分子原料加入到15～20倍的水中溶解后得到混合溶液，再以混合溶液为基准，加入混合溶液总量0.5～1.2wt％的糊化剂，并搅拌10～15min后即可制得。
2.根据权利要求1所述的一种磷矿粉球团加工用环保节能型粘接剂，其特征在于:所述磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸氢二钾和磷酸氢二铵中的其中一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种磷矿粉球团加工用环保节能型粘接剂，其特征在于:所述有机高分子原料为含淀粉的农作物果实干粉中的至少一种，其粒径组成不超过1mm。
4.根据权利要求3所述的一种磷矿粉球团加工用环保节能型粘接剂，其特征在于:所述含淀粉的农作物果实为小麦、玉米、高粱、水稻、红薯和木薯。
5.根据权利要求1所述的一种磷矿粉球团加工用环保节能型粘接剂，其特征在于:所述糊化剂为工业片碱，所述工业片碱中的有效成分不低于95％。
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| CN114516773A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-05-20 | 郑州大学 | 一种磷矿粉的造粒方法 |
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