CN111893235A - 用于减少直接还原法中所使用铁氧化物球团的黏附的方法及组合物 - Google Patents

Abstract

本文公开的是用于制备包含外部涂层的经涂覆的铁氧化物球团的方法和组合物，所述外部涂层包含表现出减小的黏结指数同时在还原后保持高水平的金属化的水泥。改良的经涂覆的铁氧化物球团可以用于以提高的生产率来制备直接还原铁(DRI)。

Description

用于减少直接还原法中所使用铁氧化物球团的黏附的方法及 组合物

本申请是申请日为2014年11月4日、申请号为201480060377.4、发明名称为“用于减少直接还原法中所使用铁氧化物球团的黏附的方法及组合物”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于减少用于直接还原(DR)法中的具有水泥涂层的铁氧化物球团的黏性的方法及组合物。

背景技术

在移动床竖式直接还原法中，如在Midrex和HYL III中，避免黏结是重要的。黏结倾向对还原温度并因此对方法的生产率施加上限。在DR(直接还原)方法中，产物是固态的新还原的铁。因此，在还原模块中物料流不形成阻塞反应器内外的物料流的聚集是必要的。如果球团具有小的或不具有黏结的倾向，那么可以增加还原温度并因此增加生产量。已经报道过还原温度增加100℃可以引起产量的显著增加。高的还原温度对于使还原产物的降解和再氧化最小化同样是至关重要的，这是对球团黏结行为进行另外强调的重要因素。然而，降低还原温度来避免该问题会引起生产量的显著下降。例如，从850℃降低至750℃会导致生产量30％-40％的降低。

过去的研究结果表明黏结是纤维状铁沉淀物(铁晶须)生长的结果，纤维状铁沉淀物彼此钩住并且最终在金属化的最初阶段变为结晶态。防止球团之间烧结的一个潜在方式因此是保持单个球团的铁表面分离。

因此，仍需要在保持或提高生产率的同时能够提供在竖式DR中减少的直接还原铁成簇的DR方法和材料。这种需要和其他需要通过本公开的各个方面满足。

发明内容

依据本发明的目的，如本文具体地和宽泛地描述的，本发明涉及一种直接还原法。该方法一般包括以下步骤：a)提供包含水泥的水泥混合物；b)将水泥混合物施用至一种或更多种铁氧化物球团以提供经涂覆的铁氧化物球团；c)将经涂覆的铁氧化物球团引入到竖炉中；以及d)还原经涂覆的铁氧化物球团。根据一些方面，经涂覆的颗粒表现出能够在直接还原法中减少铁氧化物球团的黏结或黏附的降低的黏结指数。例如，经涂覆的铁氧化物球团可以表现出小于或等于约5％的黏结指数。更进一步地，在竖炉中还原后铁氧化物球团的金属化可以是至少约92％。

在又一示例性方面，本发明涉及一种包含水泥涂层的经涂覆的铁氧化物球团。

在另一方面，本发明还涉及包含所公开的经涂覆的铁氧化物球团的制品以及使用所公开的经涂覆的铁氧化物球团和方法制得的直接还原铁。

本发明的其他方面会部分地在随后的说明书中阐述，并且部分地根据说明书会是明显的，或者可以通过本发明的实施而得知。本发明的优点会借助于所附权利要求中特别指出的元素和组合物来实现和达到。应理解，之前的一般描述和之后的详细描述都仅是示例性和解释性的，并且不限制所要求保护的本发明。

具体实施方式

通过参考以下本发明的详细描述和包含于其中的实施例可以更加容易地理解本发明。

在公开和描述本发明的化合物、组合物、制品、系统、设备和/或方法前，应理解的是除非另有说明，它们不限于特定的合成方法，或者除非另有说明不限于具体的试剂，因此这些当然可以变化。还应理解本文使用的术语是仅用于描述具体方面的目的，而并不旨在限制。虽然与本文描述的那些相似或相同的任意方法和材料可以用于本发明的实施或测试，但是现在描述示例方法和材料。

此外，应理解的是除非另有明确规定，本文所述的任何方法决不旨在被理解为其步骤需要以特定的顺序来实施。因此，如果方法权利要求没有实际列举其步骤要遵循的顺序或在权利要求或说明书中没有特别规定步骤应限于特定顺序，决不旨在在任何方面推测顺序。这适用于任何可能的非明确解释基础，包括：关于步骤或操作流程的排列的逻辑事宜；来源于语法组织或标点的明显意义；和说明书中描述的方面的数量或类型。

在本文提到的所有公开通过引用并入本文来公开或描述与所引用的公开相关的方法和/或材料。

A.定义

还应理解本文中使用的术语是仅用于描述具体方面的目的，并且并不旨在限制。如在说明书和权利要求中使用的，术语“包含”可包括“由……组成”和“基本上由……组成”的方面。除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。在本说明书和其后的权利要求中，会提及将在本文中定义的一些术语。

如在说明书和所附权利要求中使用的，除非文中另外明确规定，否则指示物前不使用数量词的情况包括多个指示物。因此，例如，提及的“水泥组合物”包括两种或更多种水泥组合物的混合物。

如本文使用的，术语“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。

本文中范围可以表达为从一个具体值和/或至另一个具体值。当表达这样的范围时，另一方面包括从一个具体值和/或至另一个具体值。相似地，当通过使用先行词“约”将值表达成近似值时，应理解该具体值形成另一方面。应进一步理解的是每个范围的端点在与另一个端点相关和与另一个端点无关时都是重要的。还应理解本文公开有许多值，并且每个值是除了该值本身之外在本文公开中还公开了“约”该具体值。例如，如果公开了值“10”，那么还公开了“约10”。还应理解，还公开两个具体单元之间的每一个单元。例如，如果公开了10和15，那么也公开了11、12、13和14。

如本文使用的，术语“约”和“为或为约”指所讨论的量或数值可以是指大约或约相同的一些其他数值。通常理解，如本文使用的，其指示±10％变化的标称值，除非另外指出或推断出。该术语旨在表达促成在权利要求中记载的相同结果或效果的相似值。即，应理解的是，量、大小、制剂、参数和其他数量或特征不是也不需要是精确的，而可以是近似的和/或更大的或更小的，根据需要，其反映出公差、转换因子、舍入、测量误差等，和本领域技术人员已知的其他因子。通常，量、大小、制剂、参数或其他数量或特征是“约”或“近似”的，不论是否明确地表达成这样。应理解当“约”用于数量值前，参数也包含该具体数量值本身，除非另有特别地说明。

本文使用的术语“第一”、“第二”、“第一部分”、“第二部分”等，不表示任何顺序、数量或重要性，并且其用于区分一个元素与另一个元素，除非另外具体说明。

如本文使用的，术语“任选的”或“任选地”指随后描述的事件或情况可以发生或可以不发生，和该描述包括所述事件或情况发生的情况和其不发生的情况。例如，短语“任选地经取代的烷基”指烷基可以是经取代的或可以是未经取代的，和该描述包括经取代的烷基和未经取代的烷基两者。

如本文使用的，术语或短语“水泥”指具有在凝固后能够形成水泥或将材料粘合到一起的一种或更多种成分的组合物或物质。通常，水泥可以包含基于待生产的水泥所需的比例或种类而选择的一些干燥成分。因此，除非文中另外清楚地指出，否则水泥是指干燥的、凝固前的组合物。

此外，应理解的是除非另有明确规定，本文所述的任何方法决不旨在被理解为其步骤需要以特定的顺序来实施。因此，如果方法权利要求没有实际列举其步骤要遵循的顺序或在权利要求或说明书中没有特别规定步骤应限于特定顺序，决不旨在在任何方面推测顺序。这适用于任何可能的非明确解释基础，包括：关于步骤或操作流程的排列的逻辑事宜；来源于语法组织或标点的明显意义；和说明书中描述的方面的数量或类型。

公开了用于制备本发明的组合物的组分以及在本文公开的方法中使用的组合物本身。本文公开了这些和其他材料，应理解，当公开这些材料的组合、亚组、相互作用、群组等时，尽管未能明确地公开这些化合物的每一个的不同个体和基体组合和排列的具体提及，但本文具体地预期和描述了每一个。例如，如果公开和讨论了具体化合物，并且讨论了可对包括化合物的一些分子进行一些修饰，除非特别地指明相反的情况，否则具体预期化合物的每一种和全部组合和排列以及可能的修饰。因此，如果公开了一类分子A、B和C以及一类分子D、E和F，并且公开了组合分子的实例A-D，那么即使未单独地列举每一个，仍单独地和共同地预期每一个的有意义组合，认为公开了A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E和C-F。同样地，还公开这些的任何亚组或组合。因此，例如，会认为公开了A-E、B-F和C-E的亚组。这个概念适用于本申请的所有方面，包括但不限于，制备和使用本发明的组合物的方法中的步骤。因此，如果存在可实施的各种其他步骤，则应理解，可以以本发明的方法的任何具体方面或方面的组合实施这些其他步骤中的每一个。

在说明书和所附权利要求中提及的组合物或制品中具体元素或化合物的重量份指示重量份所表示的组合物或制品中元素或组分与任意其他元素或组分之间的重量关系。因此，在包含2重量份的组分X和5重量份的组分Y的化合物中，X和Y以2:5的重量比例存在，并且不管在化合物中是否包含另外的成分都以这样的比例存在。

除非明确说明相反情况，否则组分的重量百分比(“重量％”)是基于包含该组分的制剂或组合物的总重量的。例如，如果认为在组合物或制品中具体的元素或组分具有8重量％，则应理解，该百分比是相对于100重量％的总组成百分比的。

如本文使用的术语或短语“有效”、“有效量”或“对……有效的条件”指的是能够实施有效量所表达的功能或性质的这种量或条件。如会在下文中指出的，所需的确切量或具体条件会根据公认变量如所采用的材料和观察到的工艺条件而从一个方面至另一个方面变化。因此，并非总能指定确切的“有效量”或“对……有效的条件”。然而，应理解的是本领域普通技术人员仅使用常规实验便可容易地确定合适的有效量。

使用标准命名法来描述化合物。例如，未被任何指定基团取代的任何位置应理解为其化合价被所指示的键或氢原子填充。不在两个字或符号之间的破折号(“-”)用于指示取代基的连接点。例如，-CHO通过羰基的碳连接。除非另外定义，否则本文所使用的技术和科学术语都具有与本发明所属技术领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。

本文公开的每一种材料是可商业获得的和/或其制备方法是本领域技术人员已知的。

应理解的是本文公开的组合物具有特定功能。本文公开了用于实施所公开的功能的特定结构要求，应理解，存在与所公开的结构相关的能够实施相同功能的各种结构，并且这些结构通常会实现相同的结果。

B.黏附减少的铁氧化物球团

如上文简要描述的，本公开一方面涉及用于直接还原(DR)法的经涂覆的铁氧化物球团。如上文概括的，经涂覆的铁氧化物球团可以在DR法中表现出减少的黏结。在一个方面，经涂覆的铁氧化物球团包括外部涂层。在另一个方面，经涂覆的铁氧化物球团一般包括包含铁氧化物的内核和包含水泥的外部涂层。在各个其他方面，经涂覆的铁氧化物球团包含铁氧化物、氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化铝、碳和硫。

在各个方面，经涂覆的铁氧化物球团可以具有任何期望的形状。在一个方面，经涂覆的铁氧化物球团是球体或球的形状。在另一个方面，在没有任何簇形成的情况下形成经涂覆的铁氧化物球团。

在另一个方面，铁氧化物包括赤铁矿(Fe₂O₃；氧化铁(III))、磁铁矿(Fe₃O₄；四氧化三铁)、褐铁矿(FeO(OH)·n(H₂O)；水合氢氧化氧化铁(III))、菱铁矿(FeCO₃；碳酸亚铁(II))、黄铁矿(FeS₂；二硫化铁(II))、针铁矿(FeO(OH)；氢氧化氧化铁(III))、或其组合。

在一个方面，经涂覆的铁氧化物球团包含铁，其量为基于经涂覆的铁氧化物球团总重量的66.0重量％至69.0重量％，包括示例性值66.5重量％、67.0重量％、67.5重量％、68重量％和68.5重量％。在又一个方面，经涂覆的铁氧化物球团可以以来源于以上所列示例性值的任意两个值的范围包含铁。

在一个方面，经涂覆的铁氧化物球团包含碳，其量为基于经涂覆的铁氧化物球团总重量的0重量％至0.1重量％，包括示例性值0.02重量％、0.04重量％、0.06重量％和0.08重量％。

在一个方面，内核包含铁，其量为基于内核总重量的66.0重量％至69.0重量％，包括示例性值66.5重量％、67.0重量％、67.5重量％、68重量％和68.5重量％。在又一个方面，经涂覆的铁氧化物球团可以以来源于以上所列示例性值的任意两个值的范围包含铁。

在不同的方面，涂层包含水泥。水泥可以以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.5kg至约1.0kg水泥的比例存在。在又一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.6kg至约1.0kg水泥的比例存在。在再一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.7kg至约1.0kg水泥的比例存在。在还一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.8kg至约1.0kg水泥的比例存在。在又一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.9kg至约1.0kg水泥的比例存在。在再一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.5kg至约0.9kg水泥的比例存在。在还一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.5kg至约0.8kg水泥的比例存在。在又一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.5kg至约0.7kg水泥的比例存在。在再一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.5kg至约0.6kg水泥的比例存在。

在另一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.4kg至约1.0kg水泥的比例存在。在再一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.4kg至约0.9kg水泥的比例存在。在还一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.4kg至约0.8kg水泥的比例存在。在又一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.4kg至约0.7kg水泥的比例存在。在再一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.4kg至约0.6kg水泥的比例存在。

在另一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团至少约0.5kg水泥的比例存在，例如，每吨未涂覆的铁氧化物球团至少约0.6、0.7、0.8或0.9kg的水泥。在再一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.50、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、0.56、0.57、0.58或0.59kg水泥的比例存在。在还一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.60、0.61、0.62、0.63、0.64、0.65、0.66、0.67、0.68或0.69kg水泥的比例存在。在又一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.70、0.71、0.72、0.73、0.74、0.75、0.76、0.77、0.78或0.79kg水泥的比例存在。在再一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.80、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88或0.89kg水泥的比例存在。在还一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.90、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98或0.99kg水泥的比例存在。

在另一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团至少约0.4kg水泥的比例存在，例如，每吨未涂覆的铁氧化物球团至少约0.5、0.6、0.7、0.8或0.9kg的水泥。在再一个方面，水泥是以每吨未涂覆的铁氧化物球团约0.40、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49或0.50kg水泥的比例存在。

在各个方面，涂层还可以任选地包含一种或更多种另外的组分。在一个方面，水泥还包含集料组分。在另一个方面，集料组分包括沙子、碎石、石灰岩、花岗岩、大理石或石料或其组合。在又一个方面，集料组分包括细集料或粗集料，或其组合。在这一方面，集料可以具有不同的颗粒大小和分布。

在各个方面，涂层可以任选地包含至少一种另外的化学组分。在另一个方面，化学组分包括速凝剂、缓凝剂、增塑剂、超增塑剂、颜料、腐蚀抑制剂、黏合剂或泵送剂或其组合。

在一个方面，复合铁氧化物球团可以具有任何期望的平均球团大小。在另一个方面，平均球团大小的范围可以是10mm至15mm，包括示例性值10mm、11mm、12mm、13mm和14mm。在又一个方面，平均球团大小的范围可以来源于以上所列示例性值中的任意两个值。例如，平均球团大小的范围可以是11mm至13mm。

在各个方面，经涂覆的铁氧化物球团表现出至少一种改善的特性。例如，经涂覆的铁氧化物球团可以表现出改善的物理特性、机械特性、化学特性或冶金特性，或其任意组合。

在一个方面，经涂覆的铁氧化物球团表现出小于或等于5.0％的黏结指数，包括示例性值4.7％、4.5％、4.3％、4.0％、3.7％、3.5％、3.3％和3.0％。在另一个方面，黏结指数的范围可以是来源于以上所列示例性值的任意两个值。例如，黏结指数的范围可以是3.0％至5.0％。

C.制备经涂覆的铁氧化物球团的方法

本文还公开了制备上述经涂覆的铁氧化物球团的方法。在一个方面，本发明提供用于制备经涂覆的铁氧化物球团的方法。该方法一般包括：a)形成水泥混合物；b)将水泥混合物施用至铁氧化物球团以提供经涂覆的铁氧化物球团；和c)干燥经涂覆的铁氧化物球团。在另一个方面，方法还包括将经涂覆的铁氧化物球团引入到竖炉，并且还原经涂覆的铁氧化物球团。在一些方面，水泥混合物还包含黏合剂。

在一个方面，水泥混合物包含水泥和水，例如水泥-水浆料。在另一个方面，水泥混合物还可以任选地包含一种或更多种另外的组分。因此，根据本发明的各个方面，水泥混合物还包含集料组分。在另一个方面，集料组分包括沙子、碎石、石灰岩、花岗岩、大理石或石料或其组合。在又一个方面，集料组分包括细集料或粗集料，或其组合。在这一方面，集料可以具有不同的颗粒大小和分布。在又一个方面，涂层可以任选地包含至少一种另外的化学组分。在另一个方面，化学组分是速凝剂、缓凝剂、增塑剂、超增塑剂、颜料、腐蚀抑制剂、黏合剂或泵送剂或其组合。

在一个示例性方面，水泥混合物包含约12重量％至约22重量％的水泥。在再一个方面，水泥混合物包含约12重量％至约21重量％的水泥。在又一个方面，水泥混合物包含约12重量％至约20重量％的水泥。

在再一个示例性方面，水泥混合物包含约18重量％至约20重量％的水泥。在又一个方面，水泥混合物包含约18重量％至约21重量％的水泥。在又一个方面，水泥混合物包含约18重量％至约22重量％的水泥。

应理解的是所有组分的综合重量百分比数值不超过约100重量％并且所有重量百分比数值都是基于组合物的总重量的，例如水泥混合物组合物的总重量。因此，如果示例性水泥混合物被描述成具有约18重量％至约22重量％的水泥，余量的重量％的组合物，在没有任何任选的另外的组分时，可以是水。

在各个方面，水泥混合物包含水泥，其量为基于水泥混合物总重量的12重量％至约20重量％，包括示例性值13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％和19重量％。在又一个方面，水泥混合物以来源于以上数值的任意范围内的量包含水泥。例如，水泥可以以基于水泥混合物总重量13重量％至20重量％的量存在于水泥混合物中。在再一个方面，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量14重量％至20重量％的量的水泥。在还一个方面，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量15重量％至20重量％的量的水泥。在又一个方面，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量16重量％至20重量％的量的水泥。在再一个方面，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量17重量％至20重量％的量的水泥。在还一个方面，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量18重量％至20重量％的量的水泥。在又一个方面，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量19重量％至20重量％的量的水泥。

例如，在另一个方面，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量12重量％至19重量％的量的水泥。在还一个方面，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量12重量％至18重量％的量的水泥。在又一个方面，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量12重量％至17重量％的量的水泥。在还一个方面，涂层包含基于水泥混合物总重量12重量％至16重量％的量的水泥。在又一个方面，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量12重量％至15重量％的量的水泥。在再一个方面，涂层包含基于水泥混合物总重量12重量％至14重量％的量的水泥。在还一个方面，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量12重量％至13重量％的量的水泥。

在各个方面，水泥混合物包含水泥，其量为基于水泥混合物总重量的12重量％至21重量％，包括示例性值13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％和20重量％。在又一个方面，水泥混合物以来源于以上数值的任意范围内的量包含水泥。例如，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量13重量％至21重量％的量的水泥。在再一个方面，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量14重量％至21重量％的量的水泥。在还一个方面，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量15重量％至21重量％的量的水泥。在又一个方面，涂层包含基于水泥混合物总重量16重量％至21重量％的量的水泥。在再一个方面，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量17重量％至21重量％的量的水泥。在还一个方面，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量18重量％至21重量％的量的水泥。在又一个方面，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量19重量％至21重量％的量的水泥。在再一个方面，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量19.5重量％至20.5重量％的量的水泥。在还一个方面，水泥混合物包含基于水泥混合物总重量19.8重量％至20.2重量％的量的水泥。

在各个方面，水泥混合物包含水泥，其量为基于水泥混合物总重量的至少约12.0重量％、12.1重量％、12.2重量％、12.3重量％、12.4重量％、12.5重量％、12.6重量％、12.7重量％、12.8重量％或12.9重量％。在另一个方面，水泥混合物包含水泥，其量为基于水泥混合物总重量的至少约13.0重量％、13.1重量％、13.2重量％、13.3重量％、13.4重量％、13.5重量％、13.6重量％、13.7重量％、13.8重量％或13.9重量％。在又一个方面，水泥混合物包含水泥，其量为基于水泥混合物总重量的至少约14.0重量％、14.1重量％、14.2重量％、14.3重量％、14.4重量％、14.5重量％、14.6重量％、14.7重量％、14.8重量％或14.9重量％。在再一个方面，水泥混合物包含水泥，其量为基于水泥混合物总重量的至少约15.0重量％、15.1重量％、15.2重量％、15.3重量％、15.4重量％、15.5重量％、15.6重量％、15.7重量％、15.8重量％或15.9重量％。在还一个方面，水泥混合物包含水泥，其量为基于水泥混合物总重量的至少约16.0重量％、16.1重量％、16.2重量％、16.3重量％、16.4重量％、16.5重量％、16.6重量％、16.7重量％、16.8重量％或16.9重量％的量的水泥。在又一个方面，水泥混合物包含水泥，其量为基于水泥混合物总重量的至少约17.0重量％、17.1重量％、17.2重量％、17.3重量％、17.4重量％、17.5重量％、17.6重量％、17.7重量％、17.8重量％或17.9重量％。在再一个方面，水泥混合物包含水泥，其量为基于水泥混合物总重量的至少约18.0重量％、18.1重量％、18.2重量％、18.3重量％、18.4重量％、18.5重量％、18.6重量％、18.7重量％、18.8重量％或18.9重量％。在还一个方面，水泥混合物包含水泥，其量为基于水泥混合物总重量的至少约19.0重量％、19.1重量％、19.2重量％、19.3重量％、19.4重量％、19.5重量％、19.6重量％、19.7重量％、19.8重量％或19.9重量％。在又一个方面，水泥混合物包含水泥，其量为基于水泥混合物总重量的至少约20.0重量％、20.1重量％、20.2重量％、20.3重量％、20.4重量％、20.5重量％、20.6重量％、20.7重量％、20.8重量％、20.9重量％或21.0重量％。

通常可使用任何水泥。在一个方面，水泥包括水凝水泥。在另一个方面，水泥包括波特兰水泥，例如，普通波特兰水泥I型、IA型、II型、IIA型、III型、IIIA型、IV型或V型或其组合。在再一个方面，非水凝水泥是火山灰-石灰水泥、矿渣-石灰水泥、富硫酸盐水泥、硫铝酸钙水泥、天然水泥或土聚水泥。

在另一个方面，水泥是包含波特兰水泥的混合水凝水泥。在又一个方面，混合水凝水泥是IP型、IS型或IT(AX)(BY)型混合水凝水泥。在还一个方面，水泥包括砌筑水泥，例如，砂浆或其类似物。在又一个方面，水泥是干燥形式。如果需要凝固，例如，通常在水泥和其他组分混合后添加水以形成水泥-水浆料，然后它已准备好被施用。在另一个方面，将水和一种或更多种组分与水泥同时地混合。

在各个方面，本发明的经涂覆的铁氧化物球团可以通过各种方法制备。因此，在本发明的方面中，将水泥混合物施用至铁氧化物球团可以涉及使用常规的方法如强力混合机、如R02 Eirich混合机或任何其他混合设备将未涂覆的铁氧化物球团、本发明的水泥混合物和任选的另外的组分混合。

或者，由于在市售加工设施中喷雾设备的可用性，将水泥混合物施用至铁氧化物球团会涉及各种喷雾方法以将水泥混合物施用至铁氧化物球团。在各个其他方面，在这样的加工方法中使用的设备包括但不限于以下：喷淋器和各种其他类型的设备。

在各个方面，干燥步骤，即前述的步骤(c)，去除施用至铁氧化物球团的水泥混合物中初始存在的至少基本上全部的水。在另一个方面，干燥步骤去除施用至铁氧化物球团的初始水泥混合物中存在的水的约100％、约95％、约90％、约85％、约80％、约75％、约70％、约65％、约60％、约55％、约50％、约45％、约40％、约30％、约20％或约10％。在另一个方面，干燥步骤去除施用至铁氧化物球团的初始水泥混合物中存在的水的约100％、约99％、约98％、约97％、约96％、约95％、约94％、约93％、约92％、约91％、约90％、约89％、约88％、约87％、约86％、约85％、约84％、约83％、约82％、约81％或约80％。在干燥步骤中去除的水的量可以通过干燥步骤的温度和时间长度来控制。在各个方面，可以期望的是在干燥步骤中去除在施用至铁氧化物球团的初始水泥混合物中存在的基本上全部的水。或者，在各个方面，可以期望的是在干燥步骤中使得在施用至铁氧化物球团的初始水泥混合物中存在的残余量的水保留在涂层中。

在各个方面，铁涂覆球团在传送带上的运输期间被空气干燥，然后通过喷洒施用至DRI炉的加料口。或者，在另一个方面，可以使用常规方法例如在阳光下1小时至约4天的一段时间或在干燥箱中加热来干燥铁复合球团。

D.使用经涂覆的铁氧化物球团的方法

本文还公开了使用本文上述经涂覆的铁氧化物球团的方法，其需要铁氧化物球团的减少的黏附。在各个方面，可以通过各种方法使用本发明的经涂覆的铁氧化物球团来制备铁。在一个方面，本发明的经涂覆的铁氧化物球团可以用于直接还原铁(DRI)的制备。例如，使用常规方法例如在熔炉如MIDREX熔炉或HYL III熔炉或任何其他的DRI制备设备中在还原剂的存在下，可以将经涂覆的铁氧化物球团用于DRI制备。

铁例如铁氧化物或铁矿石的直接还原(“DR”)，通过使用包含氢和一氧化碳的还原气体去除氧来生成固体形式的金属铁，其也被称为直接还原铁(“DRI”)。在一些情况下，还原气体可以由通过蒸汽甲烷重整从天然气获得的合成气来提供。或者，还原气体可以由供应的天然气和氧在还原反应器中原位制备。还原过程通过以下化学反应来说明，其中水和二氧化碳作为反应副产物获得。

Fe₂O₃+H₂→2Fe+3H₂O

Fe₂O₃+CO→2Fe+CO₂

从DR方法获得的铁可以例如根据以下反应在直接还原反应器的下部中被逆流气体冷却和碳化：

3Fe+CO+H₂→Fe₃C+H₂O

3Fe+CH₄→Fe₃C+2H₂

3Fe+2CO→Fe₃C+CO₂

通过前述的化学过程，可以制备产物如冷直接还原铁、热压铁块和热直接还原铁。

除了本文上述的化学反应外，根据输入的还原气体的组成以及还原反应容器中的操作温度，在气相中也会出现甲烷重整和水煤气变换反应。这些另外的气相反应包括以下：

CH₄+2H₂O→CO₂+4H₂

CO₂+H₂→CO+H₂O

因此，排出直接还原反应器的气体，即废气或炉顶气，包含输入的还原气体混合物中存在的未反应的气体和在上述反应中举例说明的的气态反应产物。此外，输入的还原气体混合物可以包含另外的组分如氮气。炉顶气是包含氮、甲烷、水蒸气、氢、二氧化碳和一氧化碳的复杂气态混合物。在各种DR方法中，可以通过涤气和二氧化碳去除来清洁炉顶气。例如，在洗涤和二氧化碳去除后，可以将炉顶气回收到还原气体流中，并且用于铁的进一步的直接还原。

在各个方面，直接还原法包括用于还原铁氧化物的第一模块，其包括第一还原气体入口，第一还原反应器和炉顶气出口；其中，在运行期间第一模块制备金属铁并经由炉顶气出口排出炉顶气。用于通过直接还原法还原铁的第一模块的实例是通常使用

直接还原法的生产模块或设备。在另一个方面，用于通过直接还原法还原铁氧化物的第一模块利用

直接还原法，并且包括第一还原气体入口，第一还原反应器和炉顶气出口，其中，在运行期间第一模块制备金属铁并且经由炉顶气出口排出炉顶气。

在各个方面，第一模块直接还原法的特征可以在于使用引入到移动床竖式反应器中的低压还原气体，其中还原气体向成团的铁氧化物(或者，成团的铁氧化物球团)逆向地移动。在这种情况下，第一模块直接还原法的还原气体(约10摩尔％至约20摩尔％CO；和约80摩尔％至约90摩尔％H₂)通常是使用结合催化剂的CO₂重整法，例如利用Midrex专用催化剂的Midrex重整法由天然气制备的。第一模块直接还原法的特征还在于单个重整装置而不是重整装置/加热器组合，和不需要在引入到竖式反应器前冷却还原气体。

在各个方面，第一还原反应器是移动床竖式反应器。合适的反应器设计是可以从Midrex Technologies,Inc.(夏洛特，北卡罗来纳州，美国)商购获得的。在另一个方面，第一还原反应器包括包含内部耐火绝缘材料的竖式圆柱形容器，其中铁氧化物通过重力向下流动并且与向上流动的还原气体接触。在又一个方面，铁氧化物以铁氧化物球团或成团的铁矿石存在。

在另一个方面，第一还原气体入口在约1巴至约1.5巴的压力和约800℃至约850℃的温度下引入还原气体到第一还原反应器中。还原气体一般可以由能够重整或分裂以制备将用于铁氧化物还原的H₂或CO的天然气或其他气体流形成。通常，甲烷含量高的天然气是用于形成还原气体的输入气体的最常见形式。输入气体可以是其他方法的副产物。在又一个方面，还原气体混合物由天然气和水形成。在再一个方面，还原气体混合物包含一氧化碳和氢。

或者，直接还原法包含用于还原铁氧化物的第一模块，其包括第一还原气体入口、还原反应器、还原气体加热器和蒸汽锅炉；其中第一模块在运行期间制备金属铁；其中还原反应器在运行期间制备金属铁并且在至少约5巴的压力下运行。用于通过直接还原法还原铁的可替代的第一模块的实例是通常使用

直接还原法的生产模块或设备。在另一个方面，通过直接还原法还原铁氧化物的第一模块利用

直接还原法，其包括还原气体入口、还原反应器、还原气体加热器和蒸汽锅炉，其中还原反应器在运行期间制备金属铁；其中第二模块在运行期间制备金属铁并且在至少约5bar巴的压力下运行。

可替代的第一模块直接还原法的特征在于使用引入到移动床竖式反应器的高压还原气体，其中还原气体向成团的铁氧化物(或者，成团的铁氧化物球团)逆向地移动。在这种情况下，还原气体是用被提供到还原气体回路中的补给气—通常为天然气—和在第二还原反应器入口注入的氧在第二还原反应器中通过自重整来产生的。

型直接还原法的特征还在于还原气体加热器。

型直接还原法可以任选地包括蒸汽甲烷重整单元。

在各个方面，还原反应器是移动床竖式反应器。合适的反应器设计是可以从Tenova HYL(里奥波利斯，宾夕法尼亚州，美国)商购获得的。在另一个方面，还原反应器包括竖式圆柱形容器，其中通过基于压力锁系统的密封机构将铁氧化物引入到第二还原反应器中。在又一个方面，将铁氧化物引入第二还原反应器中之后，其通过重力向下流动并且与向上流动的还原气体接触。在又一个方面，铁氧化物以铁氧化物球团或成团的铁矿石或其混合物存在。

应理解的是上述讨论中提及的铁氧化物包括本发明的经涂覆的铁氧化物球团。此外，本发明的经涂覆的铁氧化物球团可以用于本领域技术人员已知的其他直接还原法。

在使用中，经涂覆的铁氧化物球团被用于直接还原铁方法。因此，在示例性方面，公开了一种方法，其包括：a)提供水泥混合物；b)将水泥混合物施用至铁氧化物球团以提供经涂覆的铁氧化物球团；c)将经涂覆的铁氧化物球团引入到竖炉中；以及d)还原经涂覆的铁氧化物球团。应理解的是施用至铁氧化物球团的水泥混合物是如以上本文中所描述的。

在各个方面，经涂覆的铁氧化物球团具有改善的黏结指数，即比不具有本发明的水泥涂层的铁氧化物球团的黏结指数小的黏结指数。在另一个方面，经涂覆的铁氧化物球团的黏结指数是小于或等于约10％、小于或等于约9％、小于或等于约8％、小于或等于约7％、小于或等于约6％、小于或等于约5％、小于或等于约4％、小于或等于约3％、小于或等于约2％、或小于或等于约1％。

在各个方面，经涂覆的铁氧化物球团在竖炉中还原后是高金属化的。在又一个方面，在竖炉中还原后的铁氧化物球团的金属化是至少约90％、至少约91％、至少约92％、至少约93％、至少约94％、至少约95％、至少约96％、至少约97％、至少约98％、或至少约99％。

在一个方面，本发明提供一种铁氧化物还原系统，其包括：a)用于通过直接还原法还原铁氧化物的模块，该模块包括还原气体入口，还原反应器和炉顶气出口；b)将公开的经涂覆的铁氧化物球团提供至还原反应器；c)进行经涂覆的铁氧化物球团的直接还原，以及d)从还原反应器排出还原的铁。

选择性地任选地，在各个方面，公开的系统、设备和方法可以在工业规模上操作或实施。在一个方面，在工业规模上，本文公开的系统、设备和方法可以配置为在工业规模上生产本发明的黏附减少的经涂覆的铁氧化物球团。例如，根据另一个方面，设备和方法可以在工业规模上生产批量的黏附减少的经涂覆的铁氧化物球团。在另一个方面，批量大小可以包含任意期望的工业规模的批量大小。在又一个方面，批量大小可以任选地是至少约50磅，包括至少约100磅、至少约200磅、至少约250磅、至少约300磅、至少约350磅、至少约400磅、至少约450磅、至少约500磅、至少约600磅、至少约700磅、至少约800磅、至少约900磅、至少约1000磅或更大的示例性批量大小。在再一个方面，批量大小可以选择性任选地是至少约1吨，包括至少约10吨、至少约25吨、至少约50吨、至少约100吨、至少约250吨、至少约500吨、至少约750吨、至少约1000吨、至少约2500吨或更大的示例性批量大小。在另外的方面，批量大小可以任选地为约1吨至约2500吨，例如，约10吨至约1000吨、约1000吨至2500吨、约100吨至约500吨、约500吨至约1000吨、约10吨至约100吨、约100吨至约250吨、约500吨至约750吨、或约750吨至约1000吨。

在各个方面，公开的系统、设备和方法可以以商业上可行的任何期望的时间尺度或生产计划来操作或实施。在各个方面，公开的系统、设备和方法在1天或更少的时间段中可以生产的黏附减少的经涂覆铁氧化物球团的量为至少50磅，包括至少约100磅、至少约200磅、至少约250磅、至少约300磅、至少约350磅、至少约400磅、至少约450磅、至少约500磅、至少约600磅、至少约700磅、至少约800磅、至少约900磅和至少约1000磅的示例性量。在不同的其他方面，公开的系统、设备和方法在约一天1天或更少的时间段中可以生产的黏附减少的经涂覆铁氧化物球团的量为至少1吨，包括在该时间段内至少约10吨、100吨、500吨或1000吨或更多的示例性量。在另一个方面，时间段可以是约2天、3天、4天、5天或更少、6天、7天或更多。在又一个方面，时间段可以是4小时，包括8小时、12小时、18小时、24小时、36小时、48小时、60小时或更长的示例性时间。在又一个方面，生产的经涂覆铁氧化物球团的量可以为约1吨至约100吨，时间段可以为约1小时至约1天，例如，在1至24小时的时间段中100-1000吨的量。在再一个方面，生产的经涂覆铁氧化物球团的量可以为约100磅至约1000磅，时间段可以为约1小时至约1天，例如，在1至24小时的时间段中100-1000磅的量。

在另外的方面，可以使公开的系统和设备的组件成形和尺寸化以允许在工业规模上生产经涂覆的铁氧化物球团。相似地，预期公开的系统和设备的组件可以包含具有配置为允许在工业规模上生产黏附减少的经涂覆铁氧化物球团的材料性能的材料。在另一个方面，可以根据期望的时间尺度或生产计划使公开的系统和设备的组件成形和尺寸化以生产黏附减少的经涂覆铁氧化物球团。相似地，根据期望的时间尺度或生产计划，预期公开的系统和设备的组件可以包含具有配置为允许在工业规模上生产黏附减少的经涂覆铁氧化物球团的材料性能的材料。

E.方面

在各个方面，本发明涉及和包括至少以下方面。

方面1：一种使用竖炉的直接还原法，该方法包括：

(a)提供水泥混合物，其包含约12重量％至约20重量％的水泥；

(b)将水泥混合物施用至铁氧化物球团以提供经涂覆的铁氧化物球团；

(c)将经涂覆的铁氧化物球团引入到竖炉中；

(d)还原经涂覆的铁氧化物球团；

其中经涂覆的铁氧化物球团的黏结指数小于或等于约5％；

其中，在竖炉中还原后的铁氧化物球团的金属化为至少约92％。

方面2：方面1的方法，其中，以每吨铁氧化物球团约0.4kg至约1.0kg水泥的比例施用水泥混合物。

方面3：方面2的方法，其中，以每吨铁氧化物球团约0.4kg至约0.6kg水泥的比例施用水泥混合物。

方面4：方面2或3的方法，其中，以每吨铁氧化物球团约0.5kg水泥的比例施用水泥混合物。

方面5：方面1至4中任一个的方法，其中，水泥混合物包含水凝水泥。

方面6：方面5的方法，其中，水泥是水凝水泥。

方面7：方面6的方法，其中，水凝水泥是波特兰水泥。

方面8：方面7的方法，其中，波特兰水泥是根据ASTM C-150的I型、IA型、II型、IIA型、III型、IIIA型、IV型或V型波特兰水泥。

方面9：方面5的方法，其中，水凝水泥是混合水凝水泥。

方面10：方面9的方法，其中，混合水凝水泥是IP型、IS型或IT(AX)(BY)型混合水凝水泥。

方面11：方面1至8中任一个的方法，其还包括在竖炉中在温度为约995℃下的还原。

方面12：方面1至11中任一个的方法，其中，水泥混合物包含约20重量％的水泥。

方面13：方面1至12中任一个的方法，其中，施用水泥混合物是将水泥混合物直接地喷涂到铁氧化物球团上。

方面14：一种减少直接还原铁氧化物球团的黏结的组合物，该组合物包含铁氧化物球团和水泥混合物，所述水泥混合物包含约12重量％至约20重量％的水泥。

在没有进一步详述的情况下，认为本领域的技术人员能够使用本文的描述来利用本发明。以下实施例被包括以为本领域技术人员提供实施要求保护的发明的另外指导。提供的实施例仅仅是实施的代表并且有助于本发明的教导。因此，这些实施例不意在以任何方式限制本发明。

尽管可以以具体的法定分类、例如系统法定分类来描述和要求保护本发明的方面，这仅是为了方便起见，并且本领域的技术人员会理解可以以任何法定分类来描述和要求保护本发明的每一个方面。除非另有明文规定，本文陈述的任何方法或方面决不旨在被理解为其步骤需要以特定的顺序来实施。因此，如果方法权利要求在权利要求或说明书中没有特别规定步骤应限于特定顺序，决不旨在在任何方面推测顺序。这适用于任何可能的非明确解释基础，包括：关于步骤或操作流的排列的逻辑事宜、来源于语法组织或标点的明显意义、或说明书中描述的方面的数量或类型。

本申请全文中引用了各种公开。这些公开的公开内容在此通过引用以其整体并入到本申请中，以更全面地描述本申请所涉及领域的现状。公开的参考文献也单独地和特别地通过引用并入本文，因为它们包含引用所在的句子中讨论的材料。本文的任何内容都不应被理解为承认本发明无权凭借在先的发明而享有提前该申请的日期的权利。另外，本文提供的公布日期可能与实际公布日期不同，这可能需要单独确认。

F.实施例

提出下列实施例以便为本领域普通技术人员提供本文要求保护的化合物、组合物、制品、设备和/或方法是如何制备和评估的完整公开和描述，并且旨在是纯粹地示例性的并不旨在限制本公开。已经努力确保数量(例如，量，温度等)的准确性，但是应当考虑一些错误和偏差。除非另外指出，否则份是重量份，温度是以℃计或是在环境的温度下，压力是处于大气压或接近大气压下。除非另外指出，否则组合物的百分比是以重量％计。

存在反应条件的许多变化和组合，例如，可以使用组分浓度、期望的溶剂、溶剂混合物、温度、压力和其他反应范围和条件来优化由所述方法获得的产物纯度和产率。如果有的话，则会仅需要常规实验来优化这些方法条件。在以下教导性实施例中举例说明用于制备本发明的化合物的若干方法。

实施例1：

在一个方面，以下表1显示了可以包含经涂覆的铁氧化物球团的铁矿石粉末或铁氧化物粉末的典型分析。在另一个方面，其他成分可以包括不同量的碳、硫、钠、钾、锌、氯、氟和/或水。

表1：*

*以总组合物的百分比提供的量(按重量)

在一个方面，可以通过将包含水泥的所有外部涂层成分预混合在干混料中来制备外部涂层，并混合期望的持续时间。然后将外部涂层预混物与水混合以形成包含约12重量％至约20重量％的水泥的水泥-水浆料。然后可以使用涂覆设备如喷雾器将水泥-水浆料直接施用至铁氧化物球团，并且例如在合适的温度下干燥合适的持续时间。在一些方面，可以在环境温度下、例如在约15℃至约45℃下空气干燥经涂覆的铁氧化物球团。在其他方面，可以加热干燥经涂覆的铁氧化物球团。在各个方面，最终的经涂覆的铁氧化物球团可以以每吨铁氧化物球团约0.5kg至约1.0kg水泥的比例包含水泥。

在另一个方面，可以通过将包含水泥的所有外部涂层成分预混合在干混料中来制备外部涂层，并混合期望的持续时间。然后将外部涂层预混物与水混合以形成包含约12重量％至约20重量％的水泥的水泥-水浆料。然后可以使用涂覆设备如喷雾器将水泥-水浆料直接施用至铁氧化物球团，并且例如在合适的温度下干燥合适的持续时间。在一些方面，可以在环境温度下、例如在约15℃至约50℃下空气干燥经涂覆的铁氧化物球团。在其他方面，可以加热干燥经涂覆的铁氧化物球团。在各个方面，最终的经涂覆的铁氧化物球团可以以每吨铁氧化物球团约0.5kg至约1.0kg水泥的比例包含水泥。

在一个方面，可以通过将包含水泥的所有外部涂层成分预混合在干混料中来制备外部涂层，并混合期望的持续时间。然后可以将外部涂层预混物与水混合以形成包含约20重量％的水泥的水泥-水浆料，余量的重量％可以是水。然后可以使用喷雾器将水泥-水浆料直接施用至铁氧化物球团，并且在约15℃至约45℃下空气干燥。在其他方面，可以加热干燥经涂覆的铁氧化物球团。在各个方面，最终的经涂覆的铁氧化物球团可以以每吨铁氧化物球团约0.5kg水泥的比例包含水泥。

测定黏结指数(SI)

在一方面中，本方法可以提供具有减少的黏附的经涂覆铁氧化物球团。在一个方面，经涂覆的铁氧化物球团的黏结指数可以通过将由至少两个球团组成的聚集球团从1m的高度向硬表面掉落数次来测定。在另一个方面，然后计算在每次掉落后仍聚集的球团，以在每次掉落后仍聚集的百分比表示结果。在实施所有掉落后，使用本领域技术人员已知的方法将掉落数量相对于聚集百分比来绘图。在又一个方面，然后可以使用曲线下面积计算黏结指数(SI)。在一个方面，当没有至少两个球团形成的聚集时，SI是0，当所有球团都是聚集的且在掉落期间不解开聚集时，SI是100。

测定金属化

在一个方面，本方法可以提供具有改善的金属化的经涂覆铁氧化物球团。在一个方面，经涂覆铁氧化物球团的金属化可以通过使用由40％CO和60％H₂组成的还原气体在995℃下的固定床上在经涂覆的铁氧化物球团等温还原后测试经涂覆的铁氧化物球团来测定。

本发明可获得专利权的范围通过权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员可想到的其他实施例。如果这类其他实施例具有与权利要求的字面意思没有区别的结构元素，或如果它们包括与权利要求的字面意思没有实质性差异的等效结构元素，则这类其他实施例意在在权利要求的范围内。

Claims (13)

1.一种使用竖炉的直接还原法，所述方法包括：

提供水泥混合物，其包含水和12重量％至18重量％的水泥；

将所述水泥混合物喷涂至铁氧化物球团以用水泥混合物涂覆铁氧化物球团；

在15℃至50℃的温度下空气干燥用水泥混合物涂覆的铁氧化物球团以提供黏结指数小于或等于5％的经水泥涂覆的铁氧化物球团；

将所述经水泥涂覆的铁氧化物球团引入到竖炉中；和

在竖炉中在995℃的温度下还原所述经水泥涂覆的铁氧化物球团以金属化至少92％的铁氧化物；

其中所述水泥混合物以每吨铁氧化物球团0.40至1.0kg水泥的比例施用。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述水泥混合物包含水凝水泥。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述水泥是水凝水泥。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述水凝水泥是波特兰水泥。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述波特兰水泥是根据ASTM C-150的I型、IA型、II型、IIA型、III型、IIIA型、IV型或V型波特兰水泥。

6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述水凝水泥是混合水凝水泥。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述混合水凝水泥是IP型、IS型或IT(AX)(BY)型的混合水凝水泥。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述水泥混合物还包含含有沙子、碎石、石灰岩、花岗岩、大理石或石料或其组合的集料组分。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述水泥混合物还包含至少一种选自速凝剂、缓凝剂、增塑剂、超增塑剂、颜料、腐蚀抑制剂、黏合剂或泵送剂或其组合的另外的化学组分。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述水泥混合物还包含至少一种选自速凝剂、缓凝剂、增塑剂、超增塑剂、颜料、腐蚀抑制剂、黏合剂或泵送剂或其组合的另外的化学组分。

11.一种减少直接还原铁氧化物球团的黏结的组合物，所述组合物包含铁氧化物球团和包含12重量％至18重量％的水泥的水泥混合物，其比例为每吨铁氧化物球团0.40至1.0kg水泥，其中所述组合物还包含含有沙子、碎石、石灰岩、花岗岩、大理石或石料或其组合的集料组分。

12.根据权利要求11所述的组合物，其中，所述组合物还包含至少一种选自速凝剂、缓凝剂、增塑剂、超增塑剂、颜料、腐蚀抑制剂、黏合剂或泵送剂或其组合的另外的化学组分。

13.根据权利要求11所述的组合物，其中，所述水泥混合物包含12重量％的水泥。