NO311227B1

NO311227B1 - Process for agglomeration of particulate material

Info

Publication number: NO311227B1
Application number: NO19950401A
Authority: NO
Inventors: James Schmitt
Original assignee: Akzo Nobel Nv
Priority date: 1992-08-06
Filing date: 1995-02-03
Publication date: 2001-10-29
Also published as: CA2141787C; BR9207150A; WO1994003648A1; CA2141787A1; ES2144422T3; EP0656072B1; NO950401L; NO950401D0; DE69230806T2; EP0656072A4; EP0656072A1; DE69230806D1; ATE190671T1; AU2406792A; AU685385B2

Abstract

The present invention generally relates to a process of agglomerating particulate material in the presence of water which comprises mixing said particulate material with a binding effective amount of at least one water soluble polymer, and a binder enhancing effective amount of caustic, to produce a mixture, and forming said mixture into agglomerates. The invention also relates to a binder composition useful for the agglomeration of particulate material in the presence of water which comprises a binding effective amount of a water-soluble polymer and a binder enhancing effective amount of caustic.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en ny fremgangsmåte for agglomerering av partikkelformig materiale inneholdende jern i nærvær av vann, ved anvendelse av en bindemiddelsammensetning. Fremgangsmåten er spesielt nyttig for agglomerering av metalliske malmer, så som jernmalm. The present invention relates to a new method for agglomeration of particulate material containing iron in the presence of water, using a binder composition. The method is particularly useful for the agglomeration of metallic ores, such as iron ore.

Agglomerering anvendes kommersielt i industrigrener hvor materialer opptrer i en form som er for finfordelt for hensiktsmessig bearbeidelse eller håndtering. Følgelig foreligger det et behov for å oppgradere størrelsen, densiteten og/eller uniformiteten av finfordelte partikler for mer effektiv håndtering, bearbeidelse og utvinning. Agglomerering er spesielt nyttig innen metall-rafinerings-industrien, hvor konsentratmalmen som opptrer typisk er finfordelt. Agglomeration is used commercially in industries where materials appear in a form that is too finely divided for appropriate processing or handling. Consequently, there is a need to upgrade the size, density and/or uniformity of finely divided particles for more efficient handling, processing and recovery. Agglomeration is particularly useful in the metal refining industry, where the concentrate ore that occurs is typically finely divided.

Mange fremgangsmåter for agglomerering av partikler, spesielt matalliske partikler, er kjente innen teknikken. Innen gruveindustrien er det vanlig praksis å agglomerere eller pelletisere finmalt mineralmalmkonsentrat for å lette forsendelse av malmen. Etter at mineralmalmen er utvunnet blir den ofte våtmalt, selv om dette ikke alltid er tilfelle, og siktet for å fjerne store partikler som kan resirkuleres for ytterligere maling. Den siktede mineralmalmen er kjent innen teknikken som "konsentrat". Many methods for agglomeration of particles, especially metal particles, are known in the art. Within the mining industry, it is common practice to agglomerate or pelletize finely ground mineral ore concentrate to facilitate shipping of the ore. After the mineral ore is extracted, it is often wet ground, although this is not always the case, and sieved to remove large particles that can be recycled for further grinding. The sieved mineral ore is known in the art as "concentrate".

Etter sikting tilsettes et bindemiddel til det fuktede mineralmalmkonsentratet og bindemiddel/mineralmalmkompositten transporteres til en kuletrommel eller annen innretning for pelletisering av malmen. Bindemiddelet tjener til å holde eller binde mineralmalmen sammen inntil etter brenning. Etter kuletrommeloperasjonen dannes pelleter, men de er fremdeles våte. After screening, a binder is added to the moistened mineral ore concentrate and the binder/mineral ore composite is transported to a ball drum or other device for pelletizing the ore. The binder serves to hold or bind the mineral ore together until after burning. After the ball drum operation, pellets are formed, but they are still wet.

Disse våte pelletene betegnes vanligvis som "grønne pellets" eller "grønne kuler". Disse grønne pelletene transporteres deretter til en ovn og oppvarmes i trinn til en sluttempera-tur på ca. 1315°C. These wet pellets are usually referred to as "green pellets" or "green balls". These green pellets are then transported to an oven and heated in steps to a final temperature of approx. 1315°C.

I mange år var bentonitt-leire bindemiddelet som ble valgt ved pelletiseringsoperasjonene for mineralmalmkonsentrater. Anvendelse av bentonitt som et bindemiddel gir baller eller pelleter som har meget god våt og tørr styrke og tilveiebringer også en ønsket grad av fuktighetskontroll. Men anvendelsen av bentonitt har imidlertid også flere ulemper. For det første øker bentonitt silisiumoksydinnholdet av pelletene når malmpelletene brennes ved en temperatur på 1315°C eller høyere. Høyere mengder silisiumoksyd er ikke ønskelige, idet silisiumoksyd nedsetter effektiviteten av masovnsoperasjoner som anvendes ved smelting av malmen. For many years, bentonite clay was the binder of choice in pelletizing operations for mineral ore concentrates. The use of bentonite as a binder provides balls or pellets that have very good wet and dry strength and also provide a desired degree of moisture control. However, the use of bentonite also has several disadvantages. Firstly, bentonite increases the silica content of the pellets when the ore pellets are fired at a temperature of 1315°C or higher. Higher amounts of silicon oxide are not desirable, as silicon oxide reduces the efficiency of blast furnace operations used in smelting the ore.

Anvendelsen av bentonitt for å danne pelleter av mineralmalmkonsentrater kan også tilsette alkaliforbindelser som er oksyder av f.eks. natrium og kalium. Nærværet av alkaliforbindelser i masovnen gjør at både palletene og koksen dekomponerer og danner skabber på ovnsveggen, hvilket øker brenselsforbruk og reduserer produktiviteten av smelteopera-sjonen. The use of bentonite to form pellets of mineral ore concentrates can also add alkali compounds which are oxides of e.g. sodium and potassium. The presence of alkali compounds in the blast furnace causes both the pallets and the coke to decompose and form scabs on the furnace wall, which increases fuel consumption and reduces the productivity of the smelting operation.

Organiske bindemidler har vist seg å være et attraktivt alternativ til bentonitt, fordi oganiske bindemidler ikke øker silisiumoksydinnholdet av malmen og de gir fysikalske og mekaniske egenskaper til pelletene som er sammenlignbare med de som oppnås med bentonitt. Organiske bindemidler brennes videre ut under kulebrenneoperasjoner og forårsaker derved en økning i mikroporøsiteten av pelletene. Følgelig er porevolum og overflate/masseforholdet for de dannede pelletene, fremstilt ved anvendelse av organiske bindemidler, større enn verdien for pelleter fremstilt ved anvendelse av bentonitt. På grunn av det større overflatearealet og den forøkede permeabiliteten av pelletene, som fremstilles ved anvendelse av organiske bindemidler, er reduksjonen av metalliske oksyder, så som jernoksyd, mer effektiv enn med pelleter fremstilt med bentonitt. Organic binders have proven to be an attractive alternative to bentonite, because organic binders do not increase the silica content of the ore and they provide physical and mechanical properties to the pellets that are comparable to those obtained with bentonite. Organic binders are further burned out during pellet firing operations and thereby cause an increase in the microporosity of the pellets. Consequently, the pore volume and the surface/mass ratio for the formed pellets, produced using organic binders, are greater than the value for pellets produced using bentonite. Due to the greater surface area and increased permeability of the pellets, which are produced using organic binders, the reduction of metallic oxides, such as iron oxide, is more effective than with pellets produced with bentonite.

Eksempler på noen vanlig nevnte organiske bindemidler omfatter polyakrylat, polyakrylamid og kopolymerer derav, metakrylamid, polymetakrylamid, cellulosederivarer, så som alkalimetallsalter av karboksymetylcellulose og karboksymetylhydroksyetylcellulose, poly(etylenoksyd), guargummi, avfall fra meieriindustrien, stivelser, dekstriner, tre-relaterte produkter, alginater, pektiner og lignende. Examples of some commonly mentioned organic binders include polyacrylate, polyacrylamide and copolymers thereof, methacrylamide, polymethacrylamide, cellulose derivatives, such as alkali metal salts of carboxymethyl cellulose and carboxymethyl hydroxyethyl cellulose, poly(ethylene oxide), guar gum, waste from the dairy industry, starches, dextrins, wood-related products, alginates , pectins and the like.

US-patent nr. 4751259 beskriver sammensetninger for jern-malmagglomerering som innbefatter 10-45 vekt-# av en vann-i-ol je-emulsjon av en vannoppløsellg vinyladdisjonspolymer, 55-90 vekt-# av et polysakkarid, 0,001-10 vekt-# av et vann-oppløsellg overflateaktivt middel og 0-15 vekt-# boraks. US Patent No. 4,751,259 describes compositions for iron ore agglomeration which include 10-45 wt% of a water-in-oil emulsion of a water-soluble vinyl addition polymer, 55-90 wt% of a polysaccharide, 0.001-10 wt% # of a water-soluble surfactant and 0-15 wt # of borax.

US-patent nr. 4948430 beskriver et bindemiddel for agglomerering av malm i nærvær av vann, som innbefatter 10-90 % av en vannoppløsellg natriumkarboksymetylhydroksyetylcellulose og 10 til 90 % natriumkarbonat. US Patent No. 4,948,430 describes a binder for agglomerating ore in the presence of water, which includes 10-90% of a water-soluble sodium carboxymethylhydroxyethyl cellulose and 10 to 90% sodium carbonate.

US-patent nr. 4288245 beskriver pelletisering av metalliske malmer, spesielt jernmalm, med karboksymetylcellulose og saltet av en svak syre. US Patent No. 4,288,245 describes the pelletization of metallic ores, particularly iron ores, with carboxymethyl cellulose and the salt of a weak acid.

US-patent nr. 4863512 vedrører et bindemiddel for metallholdige malmer som innbefatter et alkalimetallsalt av karboksymetylcellulose og natriumtripolyfosfat. US Patent No. 4,863,512 relates to a binder for metal-bearing ores comprising an alkali metal salt of carboxymethyl cellulose and sodium tripolyphosphate.

Europeisk patentpublikasjon nr. 0376713 beksriver en fremgangsmåte for fremstilling av pelleter av partikkelformig metallmalm, spesielt jernmalm. Fremgangsmåten innbefatter blanding av en vannoppløsellg polymer med den partikkelformige metallmalmen og vann og pelletisering av blandingen. Den vannoppløselige polymeren kan være av en hvilken som helst typisk type, f.eks. natrulig, modifisert naturlig eller syntetiske. Blandingen kan eventuelt innbefatte et pelleti-seringshjelpemiddel som kan være natriumcitrat. European Patent Publication No. 0376713 describes a method for producing pellets of particulate metal ore, in particular iron ore. The process involves mixing a water-soluble polymer with the particulate metal ore and water and pelletizing the mixture. The water-soluble polymer may be of any typical type, e.g. natural, modified natural or synthetic. The mixture may optionally include a pelletizing aid which may be sodium citrate.

Organiske bindemiddelsammensetninger, så som de nevnte ovenvor, er imidlertid heller ikke uten ulemper. Selv om de er effektive bindemidler gir de generelt ikke tilstrekkelig tørr styrke til pelletene ved økonomisk akseptable an-vendelsesnivåer. Det foreligger derfor et stadig behov for økonomiske bindemidler med forbedrede egenskaper. However, organic binder compositions, such as those mentioned above, are also not without disadvantages. Although they are effective binders, they generally do not provide sufficient dry strength to the pellets at economically acceptable levels of use. There is therefore a constant need for economic binders with improved properties.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for agglomerering av partikkelformig materiale inneholdende jern i nærvær av vann, som kjenneteges ved at den innbefatter blanding av det partikkelformige materialet med en bindemiddeleffektiv mengde av minst en vannoppløsellg polymer valgt fra gruppen bestående av modifiserte naturlige polymererog syntetiske polymerer, og en bindemiddelforberedende effektiv mengde av en kilde til hydroksydioner, valgt fra gruppen bestående av natriumhydroksyd, kaliumhydroksyd, ammoniumhydroksyd eller blandinger derav, for å produsere en blanding, og forming av nevnte blanding til agglomerater, og tørking og brenning av agglomeratene. The present invention relates to a method for agglomeration of particulate material containing iron in the presence of water, which is characterized by the fact that it includes mixing the particulate material with a binder-effective amount of at least one water-soluble polymer selected from the group consisting of modified natural polymers and synthetic polymers, and a a binder preparation effective amount of a source of hydroxide ions selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, or mixtures thereof, to produce a mixture, and forming said mixture into agglomerates, and drying and firing the agglomerates.

Innenfor rammen av foreliggende oppfinnelse er det funnet at tilsetningen av kaustisk forbindelse, enten i flytende eller pulverisert form, til mineralmalmen, som en integrert del av det organiske bindemiddelet eller som en separat enhet, uventet tilveiebringer en synergistisk effekt i pelleti-seringsprosessen, som gir de resulterende palletene overlegne våtfall-tall (wet drop numbers) og tørr knusestyrke, sammenlignet med pelleter dannet uten anvendelsen av kaustisk forbindelse. Denne økningen i virkning oppnådd ved tilsetningen av kaustisk forbindelse gjør det mulig for brukeren effektivt å redusere mengden av organisk bindemiddel som er påkrevet og derved i betydelig grad redusere de samlede bindemiddelkostnadene. Within the scope of the present invention, it has been found that the addition of caustic compound, either in liquid or powdered form, to the mineral ore, as an integral part of the organic binder or as a separate unit, unexpectedly provides a synergistic effect in the pelletizing process, which provides the resulting pallets have superior wet drop numbers and dry crushing strength, compared to pellets formed without the use of a caustic compound. This increase in effectiveness achieved by the addition of the caustic compound enables the user to effectively reduce the amount of organic binder required and thereby significantly reduce overall binder costs.

Betegnelsen "agglomerert" eller "agglomerering" som anvendt i forbindelse med foreliggende oppfinnelse skal bety be-arbeidelsen av finfordelte materialer, enten de foreligger som pulver, støv, finbiter eller annen findelt form, for å danne pelleter, korn, briketter og lignende. The term "agglomerated" or "agglomeration" as used in connection with the present invention shall mean the processing of finely divided materials, whether they are present as powder, dust, fine pieces or other finely divided form, to form pellets, grains, briquettes and the like.

Det spesielle materialet som kan agglomereres ifølge foreliggende oppfinnelse kan være tilnærmet et hvilket som helst findelt materiale innbefattende metalliske mineraler eller malm. Den overveiende metallkomponenten i nevnte malm kan være Jern, krom, kobber, nikkel, sink, bly, uran, bor og lignende. Blandinger av de ovenfor nevnte materialene eller hvilke som helst andre metaller som forekommer i fri eller molekylært kombinert materialtilstand som et minerale, eller en hvilken som helst kombinasjon av ovennevnte, eller andre metaller eller metallholdige malmer, som er i stand til pelletisering, kan agglomereres ifølge foreliggende oppfinnelse. Foreliggende oppfinnelse er spesielt velegnet for agglomerering av materialer inneholdende jern, innbefattende jernmalmavsetninger, malmavgang, kalde og varme finfraksjoner fra en sintringsprosess eller vandige jernmalmkonsentrater fra naturlige kilder eller utvunnet fra forskjellige prosesser. Jernmalm eller en hvilken som helst av en lang rekke av de følgende mineraler kan danne en del av materialet som skal agglomereres: takonitt, magnetitt, hematitt, limonitt, goetitt, sideritt, franklinitt, pyritt, kalko-pyritt, kromitt, ilmenitt og lignende. The particular material which can be agglomerated according to the present invention can be virtually any finely divided material including metallic minerals or ore. The predominant metal component in said ore can be iron, chromium, copper, nickel, zinc, lead, uranium, boron and the like. Mixtures of the above-mentioned materials or any other metals occurring in the free or molecularly combined material state as a mineral, or any combination of the above, or other metals or metal-containing ores, which are capable of pelletization, may be agglomerated according to present invention. The present invention is particularly suitable for the agglomeration of materials containing iron, including iron ore deposits, ore tailings, cold and hot fine fractions from a sintering process or aqueous iron ore concentrates from natural sources or extracted from various processes. Iron ore or any of a wide variety of the following minerals may form part of the material to be agglomerated: taconite, magnetite, hematite, limonite, goethite, siderite, franklinite, pyrite, chalcopyrite, chromite, ilmenite and the like.

Mineraler som er forskjellige fra metalliske mineraler som kan agglomereres ifølge oppfinnelsen innbefatter fosfat-bergart, talk, dolomitt, kalkstein og lignende. Andre materialer som kan agglomereres ifølge foreliggende oppfinnelse innbefatter gjødningsmiddelmaterialer, så som kaliumsulfat, kaliumklorid, dobbeltsulfater av kalium og magnesium; magnesiumoksyd , dyrefor, så som kalsiumfosfater, kjønrøk, finpartikler av kull; katalysatorblandinger; glasstøpeblandinger; borater, wolframkarbid; ildfaste "gunning"-blandinger, antimon, avløpsstøv fra f.eks. kraftanlegg, faste brennstoffer, så som kull, koks eller trekull, masovnfinpartikler og lignende. Minerals other than metallic minerals which can be agglomerated according to the invention include phosphate rock, talc, dolomite, limestone and the like. Other materials that can be agglomerated according to the present invention include fertilizer materials, such as potassium sulfate, potassium chloride, double sulfates of potassium and magnesium; magnesium oxide, animal feed, such as calcium phosphates, carbon black, coal fines; catalyst mixtures; glass molding compounds; borates, tungsten carbide; Refractory "gunning" compounds, antimony, waste dust from e.g. power plants, solid fuels, such as coal, coke or charcoal, blast furnace fines and the like.

Den (eller de) vannoppløselige polymerene som er nyttige ved foreliggende oppfinnelse innbefatter, men er ikke begrenset til: (1) vannoppløselige naturlige polymerer, så som guargummi, stivelse, alginater, pektiner, xantangummi, avfall fra meieri-industrien, tre-relaterte produkter, ligning og lignende; (2) modifiserte naturlige polymerer, så som guarderivater (f.eks. hydroksylpropylguar, karboksymetylguar, karboksymetylhydroksypropylguar), modifisert stivelse (f.eks. anionisk stivelse, kationisk stivelse), stivelsesderivater (f.eks. dekstrin) og cellulosederivater, så som alkalimetallsalter av karboksymetylcellulose, hydroksyetylcellulose, hydroksypropylcellulose, karboksymetylhydroksyetylcellulose, metylcellulose, 1igninderivater (f.eks. karboksy-metyllignin) og lignende; og/eller (3) syntetiske polymerer (f.eks. polyakrylamider, så som delvis hydratlserte polyakrylamider; polyakrylater og kopolymerer derav; polyetylenoksyder og lignende). De ovnnevnte polymerene kan anvendes alene eller i forskjellige kombinasjoner av to eller flere polymerer. Vannoppløselige anioniske polymerer er en foretrukket klasse av polymerer som anvendes ifølge foreliggende oppfinnelse. The water-soluble polymer(s) useful in the present invention include, but are not limited to: (1) water-soluble natural polymers, such as guar gum, starch, alginates, pectins, xanthan gum, dairy industry waste, wood-related products , equation and the like; (2) modified natural polymers, such as guar derivatives (eg, hydroxylpropylguar, carboxymethylguar, carboxymethylhydroxypropylguar), modified starch (eg, anionic starch, cationic starch), starch derivatives (eg, dextrin), and cellulose derivatives, such as alkali metal salts of carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, carboxymethylhydroxyethylcellulose, methylcellulose, ignin derivatives (eg carboxymethyllignin) and the like; and/or (3) synthetic polymers (eg, polyacrylamides, such as partially hydrated polyacrylamides; polyacrylates and copolymers thereof; polyethylene oxides and the like). The above-mentioned polymers can be used alone or in different combinations of two or more polymers. Water-soluble anionic polymers are a preferred class of polymers used according to the present invention.

Fortrukne polymerer for anvendelse ved foreliggende oppfinnelse er alkalimetallsalter av karboksymetylcellulose. Et hvilket som helst i det vesentlige vannoppløsellg alkalimetallsalt av karboksymetylcellulose kan anvendes ved foreliggende oppfinnelse. Natriumsalter er imidlertid foretrukket. Alkalimetallsalter av karboksymetylcellulose, mer spesielt natriumkarboksymetylcellulose, fremstilles generelt fra alkalicellulose og det respektive alkalimetallsaltet av monokloreddiksyre. Cellulose som anvendes ved fremstillingen av natriumkarboksymetylcellulose er generelt avledet fra tremasse eller bomull-linters, men kan være avledet fra andre kilder, så som sukkerroemasse, bagasse, risskall, kli, mikrobisk avledet cellulose og avfallcel-lulose, (f.eks. opprevet papir). Natriumkarboksymetyl-cellulosen anvendt ved foreliggende oppfinnelse har generelt en substitusjonsgrad (gjennomsnittlig antall karboksymetyl-etergrupper pr. gjentagende anhydroglukosekjedeenhet av cellulosemolekylet) på fra ca. 0,4 til 1,5, mer foretrukket ca. 0,6 til ca. 0,9, og mest foretrukket ca. 0,7. Generelt er den gjenomsnittlige polymerisasjonsgraden av cellulosemassen fra ca. 50 til 4000. Polymerer som har en polymerisasjonsgrad i den høyre delen av området er foretrukket. Det er mer foretrukket å anvende natriumkarboksymetylcellulose som har en Brookfield viskositet i en H vandig oppløsning på mer enn 2000 eps ved 30 opm, spende nr. 4. Enda mer foretrukket er natriumkarboksymetylcellulose som har en Brookfield viskositet i en 1 5 vandig oppløsning på mer enn ca. 4000 eps ved 30 opm, spindel nr. 4. Preferred polymers for use in the present invention are alkali metal salts of carboxymethyl cellulose. Any substantially water-soluble alkali metal salt of carboxymethyl cellulose can be used in the present invention. However, sodium salts are preferred. Alkali metal salts of carboxymethyl cellulose, more particularly sodium carboxymethyl cellulose, are generally prepared from alkali cellulose and the respective alkali metal salt of monochloroacetic acid. Cellulose used in the manufacture of sodium carboxymethyl cellulose is generally derived from wood pulp or cotton linters, but may be derived from other sources, such as sugar beet pulp, bagasse, rice hulls, bran, microbially derived cellulose and waste cellulose, (e.g. shredded paper ). The sodium carboxymethyl cellulose used in the present invention generally has a degree of substitution (average number of carboxymethyl ether groups per repeating anhydroglucose chain unit of the cellulose molecule) of from approx. 0.4 to 1.5, more preferably approx. 0.6 to approx. 0.9, and most preferably approx. 0.7. In general, the average degree of polymerization of the cellulose pulp is from approx. 50 to 4000. Polymers having a degree of polymerization in the right part of the range are preferred. It is more preferred to use sodium carboxymethyl cellulose which has a Brookfield viscosity in a H aqueous solution of more than 2000 eps at 30 rpm, dispenser No. 4. Even more preferred is sodium carboxymethyl cellulose which has a Brookfield viscosity in a 15 aqueous solution of more than about. 4000 eps at 30 rpm, No. 4 spindle.

En serie av kommersielt tilgjengelige bindemidler inneholdende natriumkarboksymetylcellulose, som er spesielt nyttige ved foreliggende oppfinnelse, markedsføres av Dreeland, Inc., Virginia, MN, Denver, CO og Akzo Chemicals of Amersfoort, Nederland, under varemerket "Peridur". A series of commercially available binders containing sodium carboxymethylcellulose, which are particularly useful in the present invention, are marketed by Dreeland, Inc., Virginia, MN, Denver, CO and Akzo Chemicals of Amersfoort, The Netherlands, under the trademark "Peridur".

Den "effektivt bindende mengden av polymer" vil variere avhengig av tallrike faktorer som er kjente for fagmannen. Slike faktorer innbefatter, men er ikke begrenset til, typen av partikkelformig materiale som skal agglomereres eller pelletiseres, fuktighetsinnholdet av det partikkelformige materialet, partikkelstørrelsen, agglomereringsutstyret som anvendes og de ønskede egensakpene for sluttproduktet, f.eks. tørr styrke (knuse), falltall, pelletstørrelse og glatthet. Selv om denne angivelsen ikke er bindende vil en bindende effektiv mengde polymer typisk være i området på mellom 0,01 til 1 vekt-5, basert på den tørre vekten av blandingen av partikkelformig materiale, polymer og kaustisk forbindelse. Fortrinnsvis er polymeren tilstede i et område på mellom 0,01 til 0,4 vekt-#, og mest foretrukket 0,04 %. The "effective binding amount of polymer" will vary depending on numerous factors known to those skilled in the art. Such factors include, but are not limited to, the type of particulate material to be agglomerated or pelletized, the moisture content of the particulate material, the particle size, the agglomeration equipment used and the desired properties of the final product, e.g. dry strength (crushing), drop rate, pellet size and smoothness. Although this statement is not binding, a binding effective amount of polymer will typically be in the range of between 0.01 to 1 weight-5, based on the dry weight of the mixture of particulate material, polymer and caustic compound. Preferably, the polymer is present in a range of between 0.01 to 0.4% by weight, and most preferably 0.04%.

Slik betegnelsen her benyttes skal "kaustisk" betyr en hvilken som helst kilde for hydroksydioner (0H~), innbefattende, men ikke begrenset til, natriumhydroksyd, kaliumhydroksyd, ammoniumhydroksyd, kalsiumhydroksyd, barium-hydroksyd, magnesiumhydroksyd, blandinger derav og lignende. Natriumhydroksyd, vanlig kjent som kaustisk soda, er den mest foretrukne kaustiske forbindelsen. As used herein, "caustic" shall mean any source of hydroxide ions (0H~), including, but not limited to, sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, magnesium hydroxide, mixtures thereof and the like. Sodium hydroxide, commonly known as caustic soda, is the most preferred caustic compound.

En "bindemiddelforbedrende effektiv mengde av kaustisk forbindelse" avhenger av de samme faktorene som den bindemid-deleffektive mengden av polymer. Uten ønske om å være bundet til noen spesiell begrensning vil en bindemiddeleffektiv mengde av kaustisk forbindelse typisk være i området på mellom 0,004 til 0,15 vekt-#, basert på den tørre blandingen av partikkelformig materiale, polymer og kaustisk forbindelse. Fortrinnsvis er den kaustiske forbindelsen tilstede i området på mellom 0,01 til 0,04 vekt-#, og mest foretrukket på ca. 0,03 vekt-#. A "binder-enhancing effective amount of caustic compound" depends on the same factors as the binder-effective amount of polymer. Without wishing to be bound by any particular limitation, a binder effective amount of caustic compound will typically be in the range of between 0.004 to 0.15 wt-#, based on the dry mixture of particulate material, polymer and caustic compound. Preferably, the caustic compound is present in the range of between 0.01 to 0.04 wt-#, and most preferably in about 0.03 weight #.

Ifølge en annen utførelsesform omfatter foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for agglomerering av partikkelformig materiale i nærvær av vann som innbefatter blanding av nevnte partikkelformig materiale med mellom 0,01 til 1 vekt-5^ av minst en vannoppløsellg polymer valgt fra hydroksyetylcellulose, alkalimetallsalter av karboksymetylcellulose, metylcellulose, metylhydroksyetylcellulose og blandinger derav, og 0,004 til 0,15 vekt-# av natriumhydroksyd for å fremstille en blanding, og forming av nevnte blanding til agglomerater. According to another embodiment, the present invention comprises a method for the agglomeration of particulate material in the presence of water which includes mixing said particulate material with between 0.01 to 1 weight-5% of at least one water-soluble polymer selected from hydroxyethyl cellulose, alkali metal salts of carboxymethyl cellulose, methyl cellulose , methylhydroxyethyl cellulose and mixtures thereof, and 0.004 to 0.15 wt-# of sodium hydroxide to prepare a mixture, and forming said mixture into agglomerates.

Ifølge nok en utførelsesform omfatter foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for agglomerering av jernmalm hvor nevnte malm blandes med mellom 0,01 til 0,4 vekt-# av et alkalimetallsalt av karboksymetylcellulose, fra 0,01 til 0,04 vekt-# natriumhydroksyd, og fra 0,02 til 0,5 vekt-# According to yet another embodiment, the present invention comprises a method for agglomeration of iron ore where said ore is mixed with between 0.01 to 0.4 wt-# of an alkali metal salt of carboxymethyl cellulose, from 0.01 to 0.04 wt-# of sodium hydroxide, and from 0.02 to 0.5 wt-#

(basert på tørr malm) av soda, for å fremstille en blanding, og forming av den nevnte blanding til agglomerater. (based on dry ore) of soda, to produce a mixture, and forming said mixture into agglomerates.

I en foretrukket utførelsesform omfatter foreliggende oppfinnelse en bindemiddelsammensetning som innbefatter mellom 10 til 95 vekt-# av en vannoppløsellg polymer og mellom 2 til 50 vekt-5 av kaustisk forbindelse (vekt-# bindemiddelsammensetning). In a preferred embodiment, the present invention comprises a binder composition comprising between 10 to 95 wt-# of a water-soluble polymer and between 2 to 50 wt-5 of caustic compound (wt-# binder composition).

Ifølge en annen foretrukket utførelsesform omfatter foreliggende oppfinnelse en bindemiddelsammensetning som er nyttig for aggiomereringen av jernmalm i nærvær av vann som omfatter mellom 45 til 95 vekt-& av et vannoppløsellg alkalimetallsalt av karboksymetylcellulose og 10 til 40 vekt-% natriumhydroksyd. According to another preferred embodiment, the present invention comprises a binder composition useful for the agglomeration of iron ore in the presence of water comprising between 45 to 95% by weight of a water-soluble alkali metal salt of carboxymethylcellulose and 10 to 40% by weight of sodium hydroxide.

Ifølge nok en utførelsesform omfatter foreliggende oppfinnelse en bindemiddelsammensetning som innbefatter mellom 5 til 80 vekt-5^ av et alkalimetallsalt av karboksymetylcellulose, mellom 10 og 35 vekt-# kaustisk forbindelse, og mellom 2 og 20 vekt-# av et salt av en svak syre, så som natriumcitrat eller soda. According to yet another embodiment, the present invention comprises a binder composition comprising between 5 and 80 wt-5 of an alkali metal salt of carboxymethyl cellulose, between 10 and 35 wt-# of caustic compound, and between 2 and 20 wt-# of a salt of a weak acid , such as sodium citrate or soda.

Bindemiddelsammensetningen som benyttes i fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan også inneholde andre stoffer, f.eks. de som dannes som biprodukter ved fremstillingen av alkalimetallsaltet av karboksymetylcellulose, så som natriumklorid eller natriumglykolat, såvel som andre polysakkarider eller syntetiske vannoppløselige polymerer og andre "uorganiske salter" (i mangel av en bedre betegnelse er natriumkarbonat, natriumcitrat o.l. her betegnet som "uorganiske salter"). Eksempler på polysakkarider innbefatter f.eks. hydroksyetylcellulose, hydroksypropylcellulose, karboksymetylhydroksyetylcellulose, metylcelleulose, hydroksypropylmetylcellulose, guar, hydroksypropylguar og sukkerroemasse og lignende. Eksempler på syntetiske vann-oppløselige polymerer innbefatter delvis hydratisert polyakrylamid, polyvinylalkohol, styren/maleinsyreanhydrid-kopolymerer og polyakrylat og kopolymerer derav osv. Eksempler på uorganiske salter innbefatter f.eks. saltene beskrevet av Roorda i US-patent nr. 4288245 og 4597797, så som natriumcitrat, soda og lignende. The binder composition used in the method according to the present invention may also contain other substances, e.g. those which are formed as by-products in the production of the alkali metal salt of carboxymethyl cellulose, such as sodium chloride or sodium glycolate, as well as other polysaccharides or synthetic water-soluble polymers and other "inorganic salts" (for lack of a better term, sodium carbonate, sodium citrate etc. are here designated as "inorganic salts "). Examples of polysaccharides include e.g. hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, guar, hydroxypropyl guar and sugar beet pulp and the like. Examples of synthetic water-soluble polymers include partially hydrated polyacrylamide, polyvinyl alcohol, styrene/maleic anhydride copolymers and polyacrylate and copolymers thereof, etc. Examples of inorganic salts include e.g. the salts described by Roorda in US Patent Nos. 4,288,245 and 4,597,797, such as sodium citrate, soda ash and the like.

Forholdene av polymer, f.eks. alkalimetallsalt av karboksymetylcellulose, kaustisk forbindelse og vann til partikkelformig materiale, f.eks. konsentrert malm, er avhengig av forskjellige faktorer innbefattende den anvendte agglo-mereringsfremgangsmåten, materialet som skal agglomereres og de ønskede egenskapene for agglomeratene som skal fremstilles. En fagmann vil lett kunne bestemme de spesifikke mengdene som vil være mest egnede for individuelle forhold. Pelletisering utføres generelt ved anvendelse av bindemiddelsammensetningen i en mengde på fra 0,0044 til 0,44 i», fortrinnsvis fra 0,022 4 til 0,22 % (uttrykt ved vekt av den samlede tørre blandingen), av bindemiddel sammensetningen og 2 % til 20 %, fortrinnsvis 5 % til 15 % vann, uttrykt ved vekt av den samlede tørre blandingen. I tillegg til bindemiddelsammensetningen kan leirer, så som bentonitt-leire, anvendes ved pelletisering. Den samlede mengden av disse leierene vil avhenge av brukerens mål, men vil generelt være mindre enn 0,22 %, basert på vekten av den samlede tørr blandingen. The conditions of polymer, e.g. alkali metal salt of carboxymethyl cellulose, caustic compound and water to particulate material, e.g. concentrated ore, is dependent on various factors including the agglomeration method used, the material to be agglomerated and the desired properties of the agglomerates to be produced. One skilled in the art will readily be able to determine the specific amounts that will be most suitable for individual conditions. Pelletization is generally carried out using the binder composition in an amount of from 0.0044 to 0.44 in", preferably from 0.022 4 to 0.22% (expressed by weight of the total dry mixture), of the binder composition and 2% to 20 %, preferably 5% to 15% water, expressed by weight of the total dry mixture. In addition to the binder composition, clays, such as bentonite clay, can be used for pelletizing. The total amount of these beds will depend on the user's measurements, but will generally be less than 0.22%, based on the weight of the total dry mix.

En hvilken som helst kjent fremgangsmåte for å danne tørre pelleter eller partikler kan anvendes for å fremstille agglomeratene ifølge foreliggende oppfinnelse. For eksempel kan den konsentrerte malmen agglomereres til partikler eller agglomerater ved å rotere det konsentrert malmpulveret i en trommel eller på en skive med et bindemiddel og vann, etterfulgt av tørking og brenning. Agglomerater kan også dannes ved brikettering, nodulisering eller spraytørking. Any known method for forming dry pellets or particles can be used to produce the agglomerates according to the present invention. For example, the concentrated ore can be agglomerated into particles or agglomerates by rotating the concentrated ore powder in a drum or on a disc with a binder and water, followed by drying and firing. Agglomerates can also be formed by briquetting, nodulisation or spray drying.

Tilsetningen av bestanddelen av bindemiddelsammensetningen kan utføres ved en hvilken som helst fremgangsmåte som er vanlig anvendt innen teknikken. For eksempel kan bindemiddel-bestanddelene blandes som fast materiale med den konsentrerte malmen i tørr eller flytende form, eller som en emulsjon eller dispersjon. Videre kan de samtidig, suksessivt eller skiftevis tilsettes til den konsentrerte malmen før eller under pelletiseringsbehandlingen. I en foretrukket fremgangsmåte sprayes flytende kaustisk forbindelse på fuktig konsentrert malm, som oppnås fra den ovenfor nevnte separa-sjonsprosessen, som har vannet fjernet inntil ca. 10 vekt-#, ved hjelp av f.eks. roterende sivefilter. Ved et tilstrekkelig punkt oppstrøm fra agglomereringstrommelen eller skiven påføres den polymere bindemiddelsammensetningen, slik at bindemiddelkomponentene og konsentrert malm blir godt blandet og tilstrekkelig hydratisert før de formes til grønne pellets. Som ikke-begrensende områder bør vanninnholdet generelt være i området fra 4 til 30 vekt-#, basert på vekten av det tørre partikkelformige materialet, og mest foretrukket mellom 7 og 12 vekt-#. The addition of the component of the binder composition may be performed by any method commonly used in the art. For example, the binder components can be mixed as solid material with the concentrated ore in dry or liquid form, or as an emulsion or dispersion. Furthermore, they can be simultaneously, successively or alternately added to the concentrated ore before or during the pelletisation treatment. In a preferred method, liquid caustic compound is sprayed on moist concentrated ore, which is obtained from the above-mentioned separation process, which has had the water removed up to approx. 10 weight #, using e.g. rotary filter. At a sufficient point upstream from the agglomeration drum or disk, the polymeric binder composition is applied, so that the binder components and concentrated ore are well mixed and sufficiently hydrated before they are formed into green pellets. As non-limiting ranges, the water content should generally be in the range of 4 to 30 wt-#, based on the weight of the dry particulate material, and most preferably between 7 and 12 wt-#.

Andre stoffer kan også eventuelt tilsettes til bindemiddelsammensetningen ifølge foreliggende oppfinnelse. For eksempel ved jernmalm-pelletiseringsoperasjoner kan små mengder flussmiddel, f.eks. kalkstein eller dolomitt, også tilsettes for å forbedre de mekaniske egenskapene av pelletene. Flussmiddelet tjener også til å redusere støvnivået i herdeovnen når pelletene brennes. Olivin, serpentin, magnesium og lignende mineraler kan anvendes for å forbedre metallurgiske egenskaper av pelletene. Other substances can also optionally be added to the binder composition according to the present invention. For example, in iron ore pelletizing operations, small amounts of flux, e.g. limestone or dolomite, are also added to improve the mechanical properties of the pellets. The flux also serves to reduce the dust level in the curing oven when the pellets are burned. Olivine, serpentine, magnesium and similar minerals can be used to improve the metallurgical properties of the pellets.

Tørking av de våte kulene og brenning av de resulterende tørre kulene kan utføre som ett kontinuerlig eller to separate trinn. De viktige faktorene er at kulene må være tørr før brenning ettersom kulene vil nedbrytes eller sprekke opp dersom de brennes uten først å tørkes. Det er derfor foretrukket at kulene oppvarmes langsom til en temperatur på minst 1205°C, fortrinnsvis til minst 1315"C, og deretter brennes ved denne temperaturen. Ifølge en annen utførelsesform tørkes de ved lave temperaturer, fortrinnsvis ved oppvarming, eller alternativt under omgivende beting-elser, og brennes deretter ved en temperatur på minst 1205°C, mer foretrukket 1315°C. Brenning utføres i et tidsrom som er tilstrekkelig til å binde de små partiklene i pelleter med nok styrke til å muliggjøre transportering og/eller ytterligere nåndtering, generelt 15 minutter til 3 timer. Drying the wet balls and firing the resulting dry balls can be performed as one continuous or two separate steps. The important factors are that the balls must be dry before burning, as the balls will break down or crack if they are burned without first being dried. It is therefore preferred that the balls are heated slowly to a temperature of at least 1205°C, preferably to at least 1315°C, and then fired at this temperature. According to another embodiment, they are dried at low temperatures, preferably by heating, or alternatively under ambient conditions -else, and then fired at a temperature of at least 1205° C, more preferably 1315° C. Firing is carried out for a period of time sufficient to bind the small particles into pellets with sufficient strength to enable transportation and/or further processing, generally 15 minutes to 3 hours.

Pelletene som oppstår ved foreliggende fremgangsmåte er tørre, harde agglomerater som har størrelser som er egnede for f.eks. forsendelse, håndtering, sintring osv. Pelleter har generelt en gjennomsnittlig diameter på 0,64 cm til 2,54 cm, fortrinnsvis 1,27 cm. Pelletstørrelsen er generelt en funksjon av brukerens og operatorens preferanser, i større grad enn av bindingsevnen av sammensetningene ifølge oppfinnelsen, og i det vesentlige en hvilken som helst pelletstørrelse som er ønsket ved masovnoperasjoner og bergverksoperasjoner kan fremstilles. The pellets produced by the present method are dry, hard agglomerates which have sizes suitable for e.g. shipping, handling, sintering, etc. Pellets generally have an average diameter of 0.64 cm to 2.54 cm, preferably 1.27 cm. The pellet size is generally a function of the user's and operator's preferences, to a greater extent than of the binding ability of the compositions according to the invention, and essentially any pellet size that is desired in mass operations and mining operations can be produced.

Oppfinnelsen skal beskrives ytterligere ved hjelp av de følgende, ikke-begrensende eksemplene. For det formål å karakterisere de blandede agglomeratene gjøres det bruk av følgende fremgangsmåte og forsøksprotokoll. The invention shall be further described by means of the following, non-limiting examples. For the purpose of characterizing the mixed agglomerates, use is made of the following method and test protocol.

Agglomeratdannelse Agglomerate formation

Denne prosessen ble påbegynt ved å plassere 2500 g (beregnet som tørrvekt) av jernmalmkonsentrat (fuktighetsinnhold ca. 9 til 10 vekt-5é) i en "Mullen Mixer" (modell nr. 1, Cincinnati Muller, fremstilt av National Engineering Co.). This process was initiated by placing 2500 g (calculated as dry weight) of iron ore concentrate (moisture content about 9 to 10 wt-5é) in a "Mullen Mixer" (Model No. 1, Cincinnati Muller, manufactured by National Engineering Co.).

Kaustisk forbindelse ble deretter sprayet jevnt på jernmalmen i flytende form, fortynnet fra enten en 10 normal oppløsning eller natriumhysroksyd-pellets (97 %), begge innkjøpt fra Fisher Scientific. Tilsatshastigheten for den fortynnede kaustiske forbindelsen ble omhyggelig overvåket og er i eksemplene angitt som pund tørr, kaustisk forbindelse tilsatt pr. long tonn tørt konsentrat. (#/LTDC). Caustic compound was then sprayed evenly onto the iron ore in liquid form, diluted from either a 10 normal solution or sodium hydroxide pellets (97%), both purchased from Fisher Scientific. The rate of addition of the dilute caustic compound was carefully monitored and is given in the examples as pounds of dry caustic compound added per long ton dry concentrate. (#/LTDC).

Etter tilsetning av kaustisk forbindelse tilsettes deretter polymer til blanderen og sprayes jevnt over jernmalmkonsen-tratet. Dersom det ble anvendt en blanding av polymerer ble blandingen forblandet for hånd før tilsetning til sandblandemaskinen. Den fylte blanderen ble kjørt tre (3) minutter for å fordele polymeren jevnt. Den resulterende konsentratblandingen ble siktet for å fjerne partikler mindre enn de som ble tilbakeholdt på en siktskjerm på 8 mesh. After adding the caustic compound, polymer is then added to the mixer and sprayed evenly over the iron ore concentrate. If a mixture of polymers was used, the mixture was pre-mixed by hand before being added to the sand mixing machine. The loaded mixer was run for three (3) minutes to evenly distribute the polymer. The resulting concentrate mixture was sieved to remove particles smaller than those retained on an 8 mesh screen.

En kuleskive (balling dise) fremstilt fra et flydekk (diameter ca. 40,6 cm) drevet ved hjelp av motor med en rotasjonshastighet på 60 opm ble anvendt for å produsere grønne kuler av konsentratblandingen. Pellet-"kim" ble dannet ved å plassere en liten del av den siktede konsentratblandingen i det roterende kuledannelsesdekket og tilsette atomisert vann for å initiere kimvekst. Ettersom størrelsen av kimpelletene nærmet seg 40 mesh ble de fjernet fra kuledannelsesskiven og siktet. Kimpelletene med en størrelse mellom 4 og 6 mesh ble tilbakeholdt. Denne fremgangsmåten ble gjentatt om nødvendig inntil det var samlet 34 g kimpellets. A balling disc (balling nozzle) made from an aircraft tire (diameter approx. 40.6 cm) driven by a motor at a rotational speed of 60 rpm was used to produce green balls of the concentrate mixture. Pellet "seeds" were formed by placing a small portion of the sieved concentrate mixture into the rotating pelletizing deck and adding atomized water to initiate seed growth. As the size of the seed pellets approached 40 mesh, they were removed from the pelletizer and screened. The seed pellets with a size between 4 and 6 mesh were retained. This procedure was repeated if necessary until 34 g of seed pellets had been collected.

Ferdige grønne kuler ble fremstilt ved å plassere de 34 g av kimpellets av størrelse mellom 4 og 6 mesh i det roterende dekket av kuledannelsesskiven og tilsette en del av den gjenværende konsentratblandingen fra sandblandemaskinen i løpet av en vekstperiode på 4 minutter. Atomisert vann ble om nødvendig tilsatt. Når den riktige størrelsen var oppnådd (—1,35 cm, +1,27 cm) ble tilsetningen av konsentratblanding avsluttet og pelletene fikk en avslutningsomrulling i 30 sekunder. De agglomererte pelletene ble fjernet fra skiven, siktet til —1,35 cm, +1,27 cm størrelse og lagret i en lufttett beholder inntil de ble undersøkt. Finished green balls were prepared by placing the 34 g of seed pellets between 4 and 6 mesh size into the rotating deck of the ball forming disc and adding a portion of the remaining concentrate mixture from the sand mixer during a 4 minute growth period. Atomized water was added if necessary. When the correct size was achieved (-1.35 cm, +1.27 cm), the addition of concentrate mixture was terminated and the pellets were given a final re-roll for 30 seconds. The agglomerated pellets were removed from the disc, sieved to -1.35 cm, +1.27 cm size and stored in an airtight container until examined.

Forsøksprotokoll Trial protocol

Vått falltall ble bestemt ved gjentagende ganger og slippe to grupper på ti (10) pellets fra en høyde på 45,72 cm til en stålplate inntil det kom til syne en sprekk på overflaten av hver pellet. Antallet fall påkrevet for å danne en sprekk på overflaten av hver pallet ble registrert. Et gjennomsnitt av alle 20 pellets ble tatt for å bestemme falltallet for hver agglomerert blanding. Wet drop rate was determined by repeatedly dropping two groups of ten (10) pellets from a height of 18 inches onto a steel plate until a crack appeared on the surface of each pellet. The number of falls required to form a crack on the surface of each pallet was recorded. An average of all 20 pellets was taken to determine the drop number for each agglomerated mixture.

Tørr knusestyrke ble bestemt ved å tørke tyve (20) pellets av hver agglomererte blanding for å måle fuktighetsinnholdet. De tørre pelletene ble deretter individuelt utsatt for en "Chatillon Spring Compression Tester, model LTCM" (område 11,34 kg) ved en belastningshastighet på 0,254 cm/sek. Den tørre styrken angitt for hver agglomererte blanding er det gjennomsnittlige oppsprekkingstrykket for de tyve pelletene. Dry crushing strength was determined by drying twenty (20) pellets of each agglomerated mixture to measure moisture content. The dry pellets were then individually subjected to a "Chatillon Spring Compression Tester, model LTCM" (range 11.34 kg) at a loading rate of 0.254 cm/sec. The dry strength indicated for each agglomerated mixture is the average bursting pressure of the twenty pellets.

De følgende prøvene demonstrerer fremgangsmåter og binde-midlene ifølge foreliggende oppfinnelse ved å anvende forskjellige polymerer i natriumhydroksyd og annet OH", som bindende midler for partikkelformig materiale, som er jernmalm med mindre annet er angitt. The following samples demonstrate methods and binders of the present invention using various polymers in sodium hydroxide and other OH" as binders for particulate material, which is iron ore unless otherwise noted.

Eksempel 1 Example 1

I dette eksempelet ble det anvendt et rent natriumkarboksymetylcellulose- (CMC )-polymerbindemiddel ("Peridur 300Z") med og uten tilsetning av kaustisk forbindelse. Tabell 1 nedenfor viser klart at virkningen av rene CMC-bindemiddelet forbedres i meget stor grad ved tilsetning av kaustisk forbindelse. Data fra tabell 1 viser klart at virkningen av ren CMC forbedres i stor grad ved tilsetning av NaOH. I dette tilfellet foreligger det et optimalt nivå av NaOH-tilsetning ved mellom ca. 0,24 til 1,2 #/LTDC. Når for store mengder kaustisk forbindelse tilsettes begynner det våte fallantallet å avta, sannsynligvis på grunn av nedbrytning av bindemiddel ved høyere pH-nivåer. In this example, a pure sodium carboxymethylcellulose (CMC ) polymer binder ("Peridur 300Z") was used with and without the addition of caustic compound. Table 1 below clearly shows that the effect of the pure CMC binder is improved to a very large extent by the addition of caustic compound. Data from Table 1 clearly show that the action of pure CMC is greatly improved by the addition of NaOH. In this case, there is an optimal level of NaOH addition at between approx. 0.24 to 1.2 #/LTDC. When excessive amounts of caustic compound are added, the wet drop count begins to decrease, probably due to breakdown of binder at higher pH levels.

Eksempel 2 Example 2

En teknisk kvalitet CMC inneholdende opp til ca. 25 % salt-biprodukter ("Peridur 200") ble også undersøkt med og uten tilsetning av kaustisk forbindelse. Tabell 2 nedenfor inneholder data. A technical quality CMC containing up to approx. 25% salt by-products ("Peridur 200") were also investigated with and without the addition of caustic compound. Table 2 below contains data.

Dataene viser klart at tilsetning av kaustisk forbindelse i tor grad forbedrer virkningen av CMC av teknisk kvalitet. På samme måte som ren kvalitet CMC ifølge eksempel 1 foreligger det et optimalt nivå for tilsetning av kaustisk forbindelse hvor produktvirkningen når en toppverdi og som deretter langsomt nedbrytes utover disse optimale tilsetningsnivåene. The data clearly show that the addition of caustic compound greatly improves the performance of technical grade CMC. In the same way as pure quality CMC according to example 1, there is an optimal level for the addition of caustic compound where the product effect reaches a peak value and which then slowly breaks down beyond these optimal levels of addition.

Eksempel 3 Example 3

En CMC/sodakombinasjon ble anvendt med og uten tilsetning av av NaOH. CMC/sodakombinasjonen består av ca. 70 til 85 % CMC av teknisk kvalitet og 15-30 % soda. De oppnådde data er samlet i tabell 3 nedenfor. A CMC/soda combination was used with and without the addition of NaOH. The CMC/soda combination consists of approx. 70 to 85% CMC of technical quality and 15-30% soda ash. The obtained data are collected in table 3 below.

Dataene viser klart at i hvert tilfelle med tilsetning av kaustisk forbindelse forekom det en forbedring i pellet-kvalitet, sammenlignet med pelletene dannet uten tilsetning av kaustisk forbindelse. The data clearly show that in each case with the addition of caustic compound there was an improvement in pellet quality, compared to the pellets formed without the addition of caustic compound.

Eksempel 4 Example 4

I dette forsøket ble det undersøkt en serie av anioniske polymerer, innbefattende polymerer av polyakrylamid ("PL 1400"); POLYAKRYLAT ("FP 100"), CM GUAR karboksymetyldi-hydroksypropylcellulose (CMDHPC), karboksymetylhydroksyetylcellulose (CMHEC) og "Stabilose LV", en karboksymetylstivelse (CM-stivelse) med og uten tilsetning av kaustisk forbindelse. Dataene er tabulert i tabell 4 nedenfor. In this experiment, a series of anionic polymers were investigated, including polymers of polyacrylamide ("PL 1400"); POLYACRYLATE ("FP 100"), CM GUAR carboxymethyldihydroxypropylcellulose (CMDHPC), carboxymethylhydroxyethyl cellulose (CMHEC) and "Stabilose LV", a carboxymethyl starch (CM starch) with and without the addition of a caustic compound. The data is tabulated in Table 4 below.

Polyakrylamidet ("PL 1400") , polyakrylatet ("FP 100"), CMDHPC, CMHPC og CM-stivelse viste fordeler ved tilsetning av kaustisk forbindelse. Dette var ikke tilfelle med CM-guar. Små tilsetninger av kaustisk forbindelse forbedret i stor grad virkningen, imidlertid ble, når doseringen av kaustisk forbindelse ble forøket utover optimale nivåer, både våt og høy styrke ødelagt. The polyacrylamide ("PL 1400"), the polyacrylate ("FP 100"), CMDHPC, CMHPC and CM starch showed advantages with the addition of caustic compound. This was not the case with CM guar. Small additions of caustic compound greatly improved the effect, however, when the dosage of caustic compound was increased beyond optimal levels, both wet and high strength were destroyed.

Eksempel 5 Example 5

Ikke-ioniske polymerer er også overveld for anvendelse som bindemidler. Disse polymerene innbefatter, men er ikke begrenset til, hydroksyetylcellulose (HEC), metylhydroksyetylcellulose (Met. HEC), hydroksypropylcellulose (HPC), stivelse, dekstrin, guar ("Guar 5200") og hydroksypropylguar (HPG). Tilsetning av kaustisk forbindelse til disse binde-midlene ble også undersøkt og data er tabulert i tabell 5 nedenfor. Nonionic polymers are also preferred for use as binders. These polymers include, but are not limited to, hydroxyethyl cellulose (HEC), methyl hydroxyethyl cellulose (Met. HEC), hydroxypropyl cellulose (HPC), starch, dextrin, guar ("Guar 5200") and hydroxypropyl guar (HPG). Addition of caustic compound to these binders was also investigated and data is tabulated in Table 5 below.

Dataene demonstrerer klart at alle de celluloseholdige forbindelsene viste en viss forbedring, selv om forbedringene ikke var så store som de som er observert med anioniske bindemidler. The data clearly demonstrate that all of the cellulosic compounds showed some improvement, although the improvements were not as large as those observed with anionic binders.

Stivelses— og dekstrinbindemidlene som ble undersøkt viste Ingen forbedring i vått falltall og tørr styrke. The starch and dextrin binders examined showed no improvement in wet drop number and dry strength.

Eksempel 6 Example 6

For å bestemme om kaustisk forbindelse i seg selv kan bidra tilden tørre styrken av pelleter ved å danne egne bindemid-delbroer, ble jernmalm pelletisert ved bare å anvende kaustisk forbindelse. Dataene er sammenfattet i tabell 6 nedenfor. To determine whether caustic compound itself can contribute to the dry strength of pellets by forming its own binder sub-bridges, iron ore was pelletized using only caustic compound. The data is summarized in table 6 below.

Dataene viser at HaOH tilveiebringer en viss, men minimal bindingsvirkning når den anvendes alene. The data show that HaOH provides some but minimal binding action when used alone.

Eksempel 7 Example 7

Alle forutgående undersøkelse har bare anvendt HaOH som en kilde for 0H~-ioner. Foreliggende eksempel undersøker anvendelsen av andre metallhydroksyder med hensyn til synergistisk effekt. Resultatene er tabelert i tabell 7. All previous investigations have only used HaOH as a source of 0H~ ions. The present example examines the use of other metal hydroxides with regard to synergistic effect. The results are tabulated in table 7.

Med kaliumhydroksydet (KOH) og ammoniumhydroksydet (NH4OH) ble det observert forbedringer, mest fremtredende i den tørre styrken. Dette var ikke tilfelle med magnesiumhydroksydet (Mg(0H)2), som synes å nedbryte overflatebetingelsene på pelleten, og medførte at den grønne kulen ble ru og våt. With the potassium hydroxide (KOH) and the ammonium hydroxide (NH4OH) improvements were observed, most prominently in the dry strength. This was not the case with the magnesium hydroxide (Mg(0H)2), which seems to degrade the surface conditions of the pellet, causing the green ball to become rough and wet.

Resultatene observert med magnesiumhydroksydet var ikke uventede. Det er kjent at ethvert toverdig kation ville reagere med CMC og forårsake en reduksjons i viskositet og/eller virkning. NH4+— og K+—ionene som oppstår fra de to andre hydroksydene er enverdige kationer og forårsaker ingen negative virkninger. The results observed with the magnesium hydroxide were not unexpected. It is known that any divalent cation would react with CMC and cause a reduction in viscosity and/or action. The NH4+ and K+ ions that arise from the other two hydroxides are univalent cations and cause no negative effects.

Selv om NaOH synes å fungere bedre enn andre metallhydroksyder synes både KOH og NH4OH å vise en viss synergisme til bindingsmekanismen. Although NaOH seems to work better than other metal hydroxides, both KOH and NH4OH seem to show a certain synergism to the binding mechanism.

Eksempel 8 Example 8

Alle forutgående eksempler har anvendt bare jernmal fra en takonitt-kilde fra Nord-Minnesota. Flere andre typer malmlegemer er meget forekommende, mest bemerkelsesverdig den jernglansen i Øst-Canada og magnetitt-malmene i Sverige. Forsøk ble utført ved anvendelse av en jernglansmalm fra IOC og en magnetitt-malm fra LKAB. Resultatene er tabelert i tabell 8 nedenfor. All previous examples have used only iron template from a northern Minnesota taconite source. Several other types of ore bodies are very common, most notably the iron luster of eastern Canada and the magnetite ores of Sweden. Experiments were carried out using an iron luster ore from IOC and a magnetite ore from LKAB. The results are tabulated in table 8 below.

Dataene viser klart at andre malmkilder demonstrerer samme type synergisme som vises av takonitt-malmkilden. The data clearly show that other ore sources demonstrate the same type of synergism shown by the taconite ore source.

De foregående dataene demonstrerer klart de synergistiske resultatene ved foreliggende bindemiddelsammensentinger, hvilker understøtter patenterbarheten av foreliggende oppfinnelse. The foregoing data clearly demonstrate the synergistic results of the present binder compositions, which support the patentability of the present invention.

De foregående eksemplene er presentert for å demonstrere den overraskende og uventede overlegenheten av foreliggende oppfinnelse sammenlignet med kjent teknologi, og eksemplene er ikke ment å begrense omfanget av de følgende kravene. The foregoing examples are presented to demonstrate the surprising and unexpected superiority of the present invention compared to prior art, and the examples are not intended to limit the scope of the following claims.

Claims

1. Process for agglomeration of particulate material containing iron in the presence of water, characterized in that it includes mixing the particulate material with a binder effective amount of at least one water-soluble polymer selected from the group consisting of modified natural polymers and synthetic polymers, and a binder preparation effective amount of a source of hydroxide ions selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide or mixtures thereof, to produce a mixture, and forming said mixture into agglomerates, and drying and firing the agglomerates.

2. Method according to claim 1, characterized in that the particulate material is iron ore.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the water-soluble polymer is selected from the group consisting of guar derivatives, carboxymethylguar, hydroxypropylguar, carboxymethylhydroxypropylguar, modified starch, starch derivatives, carboxymethyl starch, pregelatinized starch, polyacrylamides and derivatives thereof, polyacrylates and copolymers thereof, polyethylene oxides, cellulose derivatives , carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, carboxymethylhydroxyethylcellulose, methylhydroxyethylcellulose, carboxymethyldihydroxypropylcellulose, and mixtures thereof.

4. Method according to any one of claims 1-4, characterized in that the water-soluble polymer is an alkali metal salt of carboxymethyl cellulose and said cold to hydroxide ion is sodium hydroxide.

5. Method according to any one of claims 1-4, characterized in that the water-soluble polymer additionally includes a salt of a weak acid selected from the group consisting of soda ash, sodium citrate and mixtures thereof.

6. A method according to any one of claims 1-5, characterized in that the amount of water-soluble polymer is between 0.01 wt-# and 1 wt-#, based on the dry weight of the mixture of particulate material, polymer and source of hydroxide ions.

7. A method according to any one of claims 1-6, characterized in that the amount of the source of hydroxide ions is between 0.004 wt-# to 0.15 wt-#, based on the dry weight of the mixture of particulate material, polymer and source of hydroxide ions.

8. Process according to claim 5, characterized in that the iron ore is mixed with between 0.01 to 0.4 wt-# of an alkali metal salt of carboxymethyl cellulose, from 0.01 to 0.04 wt-# of sodium hydroxide, and from 0.02 to 0, 5 wt-# of soda, to produce the mixture, into agglomerates.