CN114438315A - 一种微硅粉球团粘结剂配方 - Google Patents
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Abstract
一种微硅粉球团粘接剂配方，按照一定比例配入淀粉、木质素、聚丙烯酰胺、硅烷偶联剂、硅酸钠、氢氧化钠得到新型高温粘结剂。微硅粉中加入一定比例此新型高温粘结剂、碎硅石、水，混合均匀，在压球设备中压制成型，烘干后测量其低温和高温强度。本发明的粘结剂增加了微硅粉球团低温强度和高温强度，以此微硅粉球团为工业硅原料，可以提高硅回收率，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种粘结剂配方的设计，特别是指一种微硅粉球团黏结剂配方。
背景技术
微硅粉是工业硅和硅铁冶炼过程中产生的一种超细无定型二氧化硅粉尘废料，含有Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO、碳粉等少量杂质，微硅粉在露天堆存时，易引起扬尘，造成严重环境污染。工业硅和硅铁生产过程中，每生产3吨工业硅，产生1吨微硅粉，每生产5吨硅铁，产生1吨微硅粉。按目前工业硅年产量220万吨，硅铁年产量500多万吨，微硅粉年产量约170万吨，产量较大，需要扩展微硅粉用途。微硅粉具有耐高温、比表面积大、活性高、流动性好、无定型等优良性能，目前主要用于以下方面：
1、水泥或混凝土掺合料。微硅粉可以与水泥碱性材料费用生产凝胶体，能提高水泥或混凝土抗压、耐磨、耐腐蚀、抗渗、抗折等性能，
2、耐火材料添加剂。用于生产高性能耐火砖、浇注料等，用于生产高温陶瓷，如莫来石陶瓷、碳化硅陶瓷、赛龙陶瓷等。
3、化工产品原料。用于制备白炭黑材料，用于制备分子筛吸附材料，作为复合材料和胶凝材料的添加剂。
微硅粉可以作为冶金球团的添加剂，可以起到增强冶金球团强度的作用，但以微硅粉为球团主要原料，相关报道较少，主要因为微硅粉颗粒小、流动性好，球团粘接性差，在高温时易粉化。
综上所述，微硅粉可广泛应用于建材、耐火材料、化工等各个方面，但附加价值不高，可替代性强，同时工业硅和硅铁企业一般在边远地区，交通运输成本高，造成微硅粉只能以极低的价格外售。工业硅和硅铁企业对原料硅石需求量大，微硅粉成分就是高纯二氧化硅，是工业硅和硅铁的理想原料。因此，研发一种新型高温粘结剂，得到低温强度和高温强度兼备的微硅粉球团，可以提高工业硅和硅铁企业硅元素回收率，降低成本。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种微硅粉球团粘结剂配方，解决了现有微硅粉难以回收利用的问题，同时可以扩展工业硅和硅铁企业原料的来源。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种微硅粉球团粘结剂配方，具体包括以下步骤：
第一步，按一定比例加入淀粉、木质素、聚丙烯酰胺、硅烷偶联剂等有机黏结剂，按一定比例加入硅酸钠和氢氧化钠等无机黏结剂，混合均匀，配制得到高温粘结剂；
第二步，按一定比例加入主要原料微硅粉、碎硅石、步骤1的黏结剂、水，混合均匀，在压球设备中压制成型，经100～300℃烘干控制水分小于1％后储存备用。
优选的，所述第一步中，各组分配方为：淀粉5％～20％，木质素2％～20％，聚丙烯酰胺0.5％～10％，硅烷偶联剂0.5％～5％，硅酸钠20％～60％，氢氧化钠5％～20％。
优选的，所述第二步中，原料混合比例为：加水量3％～15％，粘结剂0.5％～5％，细硅石10％～40％，微硅粉40％～80％。
优选的，所述第二步中，压球条件为：辊转速5～10r/min，压力10～100MPa，混碾时间5～20min。
采用上述技术方案的微硅粉球团粘结剂配方，技术原理简述如下：
粘结剂一般分为无机粘结剂和有机粘结剂两类。其中无机粘结剂在低温时黏结性较差，但在高温时稳定性好，可以保证高温时不分解，保障球团的高温粘结性和高温强度。有机黏结剂黏结性较好，在低温时可以增加球团的低温强度，但多数不耐高温，在高温时易分解。为降低微硅粉球团入炉粉化率，要求黏结剂既增加球团的低温强度也增加高温强度，因此，微硅粉球团的黏结剂应由有机黏结剂和无机黏结剂两类构成。
本发明添加一定比例的淀粉、木质素、聚丙烯酰胺、硅烷偶联剂等有机粘结剂，此复合粘结剂可以增加球团的低温强度。同时，添加一定比例的硅酸钠和氢氧化钠，此复合黏结剂可以增加球团的高温强度。
本发明的优点为：
(1)粘结剂提高球团低温强度和高温强度。粘结剂配方由有机物和无机物构成，其中有机物可以提高球团低温时的粘接强度，无机物可以提高球团高温强度，使得微硅粉球团在炉内粉化率降低，提高硅回收率。
(2)提高硅回收率，降低成本。工业硅和硅铁冶炼过程中，约有20％～30％的硅转变为微硅粉，造成硅回收率低，硅石消耗量大。微硅粉球团重新入炉，可以提高硅石的回收率，减少硅石消耗，降低生产成本。
综上所述，本发明是一种可以同时提高微硅粉球团低温强度和高温强度的粘结剂。本发明适用于各种成分的微硅粉，特别适用于含杂质低的微硅粉，提高了硅回收率，降低生产成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一实施例提供的一种微硅粉球团粘结剂配方的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图1对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，本发明提供了一种微硅粉球团粘结剂配方的实施例如下：
实施例1：
按一定比例加入淀粉、木质素、聚丙烯酰胺、硅烷偶联剂等有机黏结剂，按一定比例加入硅酸钠和氢氧化钠等无机黏结剂，混合均匀，配制得到高温粘结剂，控制各组分含量为：淀粉15％，木质素10％，聚丙烯酰胺8％，硅烷偶联剂3％，硅酸钠50％，氢氧化钠14％。
按一定比例加入主要原料微硅粉、碎硅石、黏结剂、水，混合均匀，在压球设备中压制成型，经150℃烘干控制水分小于1％后储存备用，控制原料混合比例：加水量6％，粘结剂3％，细硅石15％，微硅粉76％。控制压球条件：辊转速6r/min，压力50MPa，混碾时间10min。
实施例2：
按一定比例加入淀粉、木质素、聚丙烯酰胺、硅烷偶联剂等有机黏结剂，按一定比例加入硅酸钠和氢氧化钠等无机黏结剂，混合均匀，配制得到高温粘结剂，控制各组分含量为：淀粉15％，木质素12％，聚丙烯酰胺8％，硅烷偶联剂4％，硅酸钠45％，氢氧化钠16％。
按一定比例加入主要原料微硅粉、碎硅石、黏结剂、水，混合均匀，在压球设备中压制成型，经180℃烘干控制水分小于1％后储存备用，控制原料混合比例：加水量8％，粘结剂5％，细硅石12％，微硅粉75％。控制压球条件：辊转速6r/min，压力70MPa，混碾时间6min。
实施例3：
按一定比例加入淀粉、木质素、聚丙烯酰胺、硅烷偶联剂等有机黏结剂，按一定比例加入硅酸钠和氢氧化钠等无机黏结剂，混合均匀，配制得到高温粘结剂，控制各组分含量为：淀粉18％，木质素15％，聚丙烯酰胺8％，硅烷偶联剂4％，硅酸钠40％，氢氧化钠15％。
按一定比例加入主要原料微硅粉、碎硅石、黏结剂、水，混合均匀，在压球设备中压制成型，经150℃烘干控制水分小于1％后储存备用，控制原料混合比例：加水量6％，粘结剂3％，细硅石15％，微硅粉76％。控制压球条件：辊转速6r/min，压力50MPa，混碾时间10min。
实施例4：
按一定比例加入淀粉、木质素、聚丙烯酰胺、硅烷偶联剂等有机黏结剂，按一定比例加入硅酸钠和氢氧化钠等无机黏结剂，混合均匀，配制得到高温粘结剂，控制各组分含量为：淀粉20％，木质素10％，聚丙烯酰胺8％，硅烷偶联剂3％，硅酸钠45％，氢氧化钠14％。
按一定比例加入主要原料微硅粉、碎硅石、黏结剂、水，混合均匀，在压球设备中压制成型，经150℃烘干控制水分小于1％后储存备用，控制原料混合比例：加水量6％，粘结剂3％，细硅石15％，微硅粉76％。控制压球条件：辊转速6r/min，压力70MPa，混碾时间8min。
实施例5：
按一定比例加入淀粉、木质素、聚丙烯酰胺、硅烷偶联剂等有机黏结剂，按一定比例加入硅酸钠和氢氧化钠等无机黏结剂，混合均匀，配制得到高温粘结剂，控制各组分含量为：淀粉18％，木质素9％，聚丙烯酰胺8％，硅烷偶联剂2％，硅酸钠47％，氢氧化钠16％。按一定比例加入主要原料微硅粉、碎硅石、黏结剂、水，混合均匀，在压球设备中压制成型，经150℃烘干控制水分小于1％后储存备用，控制原料混合比例：加水量8％，粘结剂3％，细硅石18％，微硅粉71％。控制压球条件：辊转速5r/min，压力60MPa，混碾时间15min。
Claims (4)
1.一种微硅粉球团粘接剂配方，具体包括以下步骤：
第一步，按一定比例加入淀粉、木质素、聚丙烯酰胺、硅烷偶联剂等有机黏结剂，按一定比例加入硅酸钠和氢氧化钠等无机黏结剂，混合均匀，配制得到高温粘结剂；
第二步，按一定比例加入主要原料微硅粉、碎硅石、步骤1的黏结剂、水，混合均匀，在压球设备中压制成型，经100～300℃烘干控制水分小于1％后储存备用。
2.根据权利要求1所述的一种微硅粉球团粘接剂配方，其特征在于，所述第一步中，各组分配方为：淀粉5％～20％，木质素2％～20％，聚丙烯酰胺0.5％～10％，硅烷偶联剂0.5％～5％，硅酸钠20％～60％，氢氧化钠5％～20％。
3.根据权利要求1所述的一种微硅粉球团粘接剂配方，其特征在于，所述第二步中，原料混合比例为：加水量3％～15％，粘结剂0.5％～5％，细硅石10％～40％，微硅粉40％～80％。
4.根据权利要求1所述的一种微硅粉球团粘接剂配方，其特征在于，所述第二步中，压球条件为：辊转速5～10r/min，压力10～100MPa，混碾时间5～20min。
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