專利名稱：球團粘合劑及其制備方法、以及用該粘合劑生產球團的工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種煉鐵球團粘合劑及其制備方法、以及用該粘合劑生產球團的工藝，特別是豎爐焙燒球團用粘合劑及其制備方法、以及用該粘合劑生產球團的工藝。
背景技術：
國內豎爐焙燒的球團粘結劑比較成熟的是使用膨潤土(又名皂土)，一般使用鈣基膨潤土或鈉基膨潤土，后者粘度大，配比在1～2％，但價格高；前者在配比為3～4％，隨各地磁鐵精粉粒度粗細不同影響造球性能不同，要求配加不同比例的膨潤土。一般要求磁鐵精粉粘度(-200網目)以下65％以上，粒度太粗不適宜造球用。鈉基膨潤土的化學成分是SiO261.82％，Al2O320.85％，Fe2O31.58％，CaO 1.29％，MgO 3.48％，Na2O 3.06％，K2O 0.31％，燒損3.91％，PH＝9.5。可見SiO2占比例最大，為此配加膨潤土比例大的會降低球團礦中含TFe品位，增加SiO2的含量。生產實踐數據表明用鐵精粉配膨潤土造成球團后，TFe平均下降2.87％，Sio2增加1.2％，這對煉鐵工作者來看是個大問題，因為TFe品位下降1％，煉鐵焦比上升2％，生鐵產量下降3％，2.87％×3％＝8.6％，高爐少產鐵8.6％，焦比提高約6％。如何選用新的球團粘合劑，改變這種鐵產量降低，焦比升高的現象，提高經濟效益，是本領域技術人員長期渴望解決的問題。有人嘗試采用羥甲基纖維素和聚乙稀醇等有機粘結劑生產球團，但有機粘合劑耐高溫性能差，在球團的焙燒過程中容易失去粘性，造成球團破損。
發明內容
本發明目的是提供一種球團粘合劑及其制備方法、以及用該粘合劑生產球團的工藝，生產出合格球團產品，提高鐵產量，降低焦比，滿足煉鐵燒結工藝要求，解決背景技術中存在的上述問題。
本發明的技術方案是球團粘合劑的組份如下(重量百分比)Al2O3(三氧化二鋁)3.75～10％，P2O5(五氧化二磷)2.5～6％，SO3(亞硫酸根)2.5～6％，余量為H2O(水)。
球團粘合劑的制備方法是這樣的它是以磷酸、硫酸鋁、超細氫氧化鋁為原料，水為分散介質，將原料融于水制成的；原料的選用范圍是磷酸6.75～13％，超細氫氧化鋁粉1.5～3％，硫酸鋁6.25～12.5％，其余為水；具體工藝是將磷酸加熱90℃以上，超細氫氧化鋁粉加水成糊狀，加入到熱磷酸中化合，繼續加熱，加入硫酸鋁，溶解后加水，攪拌均勻即可。
本發明生產的球團粘合劑，安全無毒，制作無污染，與磁鐵精礦粉有良好的潤濕性和膠合性能，完全滿足球團生產需要。
本球團粘結劑是易溶于水的流動性的液體，使用本球團粘合劑生產球團的工藝流程是配料，烘干，潤磨，造球，篩分，豎爐焙燒，在造球工序時加入本球團粘合劑，粘結劑的配加量占鐵精粉重量的1～1.5％。
由于造成球團礦品位下降的主要因素是原來的粘合劑含SiO2太高，本發明不含SiO2，Al2O3高可耐高溫，金屬氧化物可提高粘度。
采用本發明，球團粘合劑性能超過膨潤土，不含SiO2，配加量小濃度低，可以不降低球團礦的TFe品位。
本發明具有工藝合理、不含有害的SiO2、環保實用、不降低球團礦品位、粘合劑耐熱性能好特點。
具體實施例方式以下通過實施例對本作進一步說明。
實施例一本實施例中選用的原料重量百分比為磷酸12％，超細氫氧化鋁粉2.8％，硫酸鋁11.8％，其余為水；具體工藝是將磷酸加熱95℃，超細氫氧化鋁粉加水成糊狀，加入到熱磷酸中化合，繼續加熱，加入硫酸鋁，溶解后加水，攪拌均勻即可。本發明產品球團粘合劑的各組份重量百分比是Al2O3(三氧化二鋁)9％，P2O5(五氧化二磷)5.5％，SO3(亞硫酸根)5.5％，余量為H2O(水)。
使用本球團粘合劑生產球團的工藝流程是配料，烘干，潤磨，造球，篩分，豎爐焙燒，在造球工序時加入本球團粘合劑，粘結劑的配加量占鐵精粉重量的1.1％。
實施例二本實施例中選用的原料重量百分比為磷酸9％，超細氫氧化鋁粉2.1％，硫酸鋁8.5％，其余為水；具體工藝是將磷酸加熱98℃，超細氫氧化鋁粉加水成糊狀，加入到熱磷酸中化合，繼續加熱，加入硫酸鋁，溶解后加水，攪拌均勻即可。本發明產品球團粘合劑的各組份重量百分比是Al2O3(三氧化二鋁)6％，P2O5(五氧化二磷)4％，SO3(亞硫酸根)4％，余量為H2O(水)。
使用本球團粘合劑生產球團的工藝流程是配料，烘干，潤磨，造球，篩分，豎爐焙燒，在造球工序時加入本球團粘合劑，粘結劑的配加量占鐵精粉重量的1.2％。
實施例三本實施例中選用的原料重量百分比為磷酸7％，超細氫氧化鋁粉1.8％，硫酸鋁7％，其余為水；具體工藝是將磷酸加熱93℃，超細氫氧化鋁粉加水成糊狀，加入到熱磷酸中化合，繼續加熱，加入硫酸鋁，溶解后加水，攪拌均勻即可。本發明產品球團粘合劑的各組份重量百分比是Al2O3(三氧化二鋁)4.5％，P2O5(五氧化二磷)2.8％，SO3(亞硫酸根)2.8％，余量為H2O(水)。
使用本球團粘合劑生產球團的工藝流程是配料，烘干，潤磨，造球，篩分，豎爐焙燒，在造球工序時加入本球團粘合劑，粘結劑的配加量占鐵精粉重量的1.3％。
上述三個實施例生產的球團與背景技術生產的球團性能指標對比試驗過程和結果如下
首先聲明，本發明粘結劑的效果是處于實驗室的手工搖球和電阻絲電爐子及馬沸爐急加溫到1000℃的條件下，結果是生球壓實力不夠，強度差，加熱溫度達不到豎爐內焙燒到1200℃以上，不能控制氧化氣氛和充分進行豎爐內的氧化反應。在各種條件完全相同的情況下，用本發明粘結劑的造球與用鈣基膨潤土造的球進行比較，其成球性和強度高于膨潤土球。
本發明粘結劑抗壓強度在各溫度階段都比膨潤土強度大磁鐵精礦粉造球前預熱到45℃，造球試驗結果
精粉造球前預熱，是仿照現在使用膨潤土生產球團工藝過程中的烘干予熱。將精粉升溫到45℃以上，水份由9～9.5％下降到7～7.5％左右的生產條件。在相同搖球強度和相同烘烤條件和時間的情況下，用本發明粘結劑的實施例1和實施例2造球與配3％鈣基膨潤土造球后的抗壓試驗結果。由上表可見，實施例1球是膨潤土球強度的6倍，實施例2球是膨潤土球強度的2倍，說明本法明粘結劑在現在生產條件下，也像膨潤土一樣有固結能力，而且固結強度大于膨潤土，可以保障生球團的強度要求。
濕球團加熱到150℃試樣分析
此球是搖好后，未經烘干的濕球，直接裝進化驗室的烤箱150℃，烤20分鐘后的抗壓強度試驗。膨潤土配3％是某廠生產實踐中的使用量。此溫度實驗目的是檢驗本發明粘結劑在剛入豎爐受爐頂廢氣溫度下的強度。生球在入豎爐前先預熱干燥，溫度可達150～170℃的球強度試驗。由上表可見實施例1是膨潤土球強度的24倍，實施例2是膨潤土強度的9倍，實施例3是膨潤土的3倍，可見本發明粘結劑隨溫度升高粘結強度比膨潤土球增加的快，說明在豎爐頂部本發明造的球也能適用。由上表可見，Fe2O3微晶鍵在氧化溫度200℃，球團表面才氧化為Fe2O3150℃時，說明球團本身什么固結鍵都沒形成，全靠粘結劑的連接。此時的各個實施例粘結劑的粘結強度都大于膨潤土的粘結強度。說明本發明在150℃也是可行的。
球團加熱550℃試樣分析
用膨潤土造成的球團礦固結鍵從600～1000℃在球團預熱氧化階段才開始出現液相鍵的低熔點化合物。在550℃比較高的溫度時球團在豎爐內，焙燒過程中正處在較高溫的預熱帶，還沒大量出現固結鍵，本發明各個實施例粘結劑的抗壓強度分別是膨潤土的16倍、9倍、2倍，說明本發明粘結劑在550℃期間粘結強度急增，而且不破裂適應豎爐內的高壓高溫條件。
球團加熱1000℃試樣分析
試驗條件說明a、是在滾搖時間很少成球后馬上就不搖的情況下，即沒經長時間滾動壓實的球。b、濕球先用電爐子約500～600℃烘烤10分鐘后，第二天晚上拿到化驗室用馬沸爐，直接加溫到1000℃，30分鐘后的第二天到物理實驗室作的抗壓強度實驗，未經豎爐生產考驗。c、羥甲基纖維素、聚乙稀醇分別是用這兩種有機粘結劑作為主料配制成的粘結劑。
由上表看a、羥甲基纖維素、聚乙稀醇造的球抗壓強度為膨潤土的0.5倍和1倍，說明雖然選用了比較能耐高溫的有機粘結劑還不能耐1000℃高溫，不可取。b、本發明各個實施例抗壓強度分別為膨潤土的15倍、8倍和2.5倍，本發明粘結劑在1000℃情況下有效。
本發明粘結劑基本不降低球團TFe品位，不升高SiO2含量，膨潤土作粘結劑的球團礦比精礦粉降低TFe品位3％左右，升高SiO21％左右，列表如下
注膨潤土又名皂土。
權利要求
1.一種球團粘合劑，其特征在于球團粘合劑的各組份重量百分比如下三氧化二鋁Al2O33.75～10％，五氧化二磷P2O52.5～6％，亞硫酸根SO32.5～6％，余量為水H2O。
2.一種球團粘合劑的制備方法，其特征是具體工藝流程如下它是以磷酸、硫酸鋁、超細氫氧化鋁為原料，水為分散介質，將原料融于水制成的；原料的選用范圍是磷酸6.75～13％，超細氫氧化鋁粉1.5～3％，硫酸鋁6.25～12.5％，其余為水；具體工藝是將磷酸加熱90℃以上，超細氫氧化鋁粉加水成糊狀，加入到熱磷酸中化合，繼續加熱，加入硫酸鋁，溶解后加水，攪拌均勻即可。
3.一種用權利要求1限定的球團粘合劑生產球團的工藝，生產球團的工藝流程是配料，烘干，潤磨，造球，篩分，豎爐焙燒，其特征在于造球工序時加入權利要求1限定的球團粘合劑，粘結劑的配加量占鐵精粉重量的1～1.5％。
4.根據權利要求1所述之球團粘合劑，其特征是球團粘合劑的各組份重量百分比如下三氧化二鋁Al2O34.5-9％，五氧化二磷P2O55.5-2.8％，亞硫酸根SO35.5-2.8％，余量為水H2O。。
5.根據權利要求2所述之球團粘合劑的制備方法，其特征是原料的選用范圍是磷酸7-12％，超細氫氧化鋁粉1.8-2.8％，硫酸鋁7-11.8％，其余為水。
6.根據權利要求3所述之生產球團的工藝，其特征在于粘結劑的配加量占鐵精粉重量的1.1-1.3％。
全文摘要
本發明涉及一種煉鐵球團粘合劑及其制備方法、以及用該粘合劑生產球團的工藝，特別是豎爐焙燒球團用粘合劑及其制備方法、以及用該粘合劑生產球團的工藝。本發明的技術方案是球團粘合劑的組份如下(重量百分比)Al
文檔編號C22B1/14GK1546692SQ200310120989
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月12日 優先權日2003年12月12日
發明者田洪生 申請人:田洪生