專利名稱：鉻鐵粉礦冷固球團粘結劑及利用該粘結劑造球的工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鉻鐵粉礦制球的粘結劑，尤其涉及鉻鐵粉礦冷固球團粘結劑及利 用該粘結劑造球的工藝。
背景技術：
隨著鉻礦資源的日益緊缺，塊礦供應逐步減少，粉礦制球取代塊礦生產碳素鉻鐵， 已成為目前乃至今后的主要生產形勢。粉礦制球有兩種方式，早期采用燒結球團，它是通過 1000°C以上的燒結而獲取強度較高的球團礦；近期開發出冷固球團，它只需低溫烘干，就可 獲取具有足夠強度的球團礦。冷固球團的應用，取消了球團高溫燒結工序，不但節省了投 資，而且還是一項節能降耗和減少環境污染的新工藝，值得推廣。煉鐵生產早就推廣了球團礦工藝，不少單位在鉻礦球團的制作中，沿用了鐵礦球 團粘結劑與生產工藝。但由于鉻鐵粉礦冶煉特性與鐵礦差異較大，相比之下，鉻鐵粉礦的還 原難度更大，所采用的冶煉設備亦迥然不同，因而完全照搬是行不通的。早期冷固鐵礦球團粘結劑主要為消石灰和糖漿。消石灰具有一定粘性，使球團 具有一定初強度，通過“養生”使Ca(OH)2吸收(X)2轉變CaCO3，獲得較高強度。但CaCO3在 900°C，分解放出CO2,就會失去粘結強度，使球團粉化。消石灰加糖漿，在加熱過程中，可生 成新粘結相——糖酸鈣，使球團保持一定強度。但糖漿來源少，不能滿足大規模工業生產需 要。近期研制的冷固粘結劑(又稱“球團專用粘結劑”)，主要是含腐植酸或聚丙烯酰胺的有 機粘結劑，它們能賦予球團較高的低溫強度與濕態塑性。在高爐還原氣氛中加熱，會“碳化” 生成碳粒結點，將礦粉粘結在一起，使球團具有一定高溫強度。但在冶煉鉻鐵的礦熱爐中， 料面溫度高達800°C左右，同時，爐氣中含氧，有機粘結劑會迅速燒失殆盡，使球團失去強度 而粉化，造成爐況惡化，產量下降，能耗上升。因而研制鉻鐵粉礦冷固球團粘結劑，是當務之 急。
發明內容
本發明的目的之一，在于提供一種在冶煉鉻鐵的過程中，鉻鐵球團不會因失去強 度而粉化，使爐況惡化，產量下降，能耗上升的鉻鐵粉礦冷固球團粘結劑；目的之二，在于提供一種與所述粘結劑相匹配的造球工藝。為此，所采用的技術方案為一種鉻鐵粉礦冷固球團粘結劑，該粘結劑的各組份及 其重量百分比分別為硅微粉為70 % 80 %，輕燒氧化鎂為19. 81 % 29. 78 %，三聚磷 酸鈉為0. 19% 0. 22 % ；將所述三種物料在碾輪式攪拌機中，經強力攪拌，制成均勻混合物 料。一種利用所述粘結劑制球的工藝在重量比為76% 84%的鉻鐵粉礦中加重量比 為6 % 8 %的所述粘結劑，再加入重量比為4% 8%的蘭碳粉，經碾輪式攪拌機干混2 3分鐘后，外加重量比為6 % 8 %的強化劑，濕混5 10分鐘，即可出料進入對輥式壓球 機壓制成球，再經150°C 200°C，風速1. Om/s 1. 8m/s,時間30分鐘 40分鐘干燥，得鉻鐵球團成品。本發明粘結劑的原理為應用微粉凝聚粘結原理所研制，配方中所用硅微粉具有 兩大特性第一，硅微粉在水中能形成膠體，微粉表面生成硅烷醇鍵Si-OH，可將礦粉粘在一起，使 球團具一定濕強度。干燥后膠體脫水，由Si-OH鍵轉變為Si-O-Si-O形式的硅氧長鏈，進一 步增加了礦粒間的結合力，產生較高的低溫干強度；第二，硅微粉為高活性的不定形(非晶體)SiO2,它在400°C以上，就能與鉻礦中鉻鎂尖 晶石(MgOCr2O3)反應，奪取其中的MgO，生成新的高溫粘結相硅酸鎂(MgO · SiO2 )，使球團 具有較高的中溫強度。同時，釋放出Cr2O3，自尖晶中釋放出來的Cr2O3，具有較高的化學活 性，易與還原劑(碳粉)反應，得到含碳鉻鐵，從而加快了礦石的還原。隨著溫度升高，硅微粉 在800°C左右，會與鉻礦中的Al2O3反應，開始生成高溫粘結相莫來石，到1200°C時，莫來石 大量析出，并結晶，使球團具有較高的高溫強度。配方中輕燒氧化鎂細粉的加入，同樣也具有兩種作用作用一，輕燒氧化鎂細粉與硅微粉反應，在較低溫度300°C)下，就能在礦粒之間形 成粘結網狀物，使之具有更高的低溫強度；作用二，可改善鉻礦粉的還原性能。有些鉻鐵粉礦中MgO/ Al2O3比<1，由于Al2O3熔 點高，生產過程中會使熔渣變粘稠，鉻的還原率下降。適當提高MgO，使MgO/ Al2O3比彡1， 熔渣就會變稀，這樣有利于Cr2O3的還原，提高鉻的回收率。本發明的鉻鐵粉礦冷固球團粘結劑與市售“球團專用粘結劑”相比，具有以下特點O1、從濕態至干態，由低溫到高溫，都能與鉻鐵粉礦相互作用，生成新的粘結相，從 而保證了鉻鐵粉礦球團由壓球一干燥一還原，整個過程中各階段所需強度，最大限度的消 除了鉻礦球團的破碎和粉化現象。與已有粘結劑相比，冶煉產量提高15 % 20 %，電耗降 低12 % 16 %，綜合成本下降10 % 12 %。2、本新型鉻鐵粉礦冷固球團粘結劑，其中的成分均為鉻鐵冶煉所必須加入的物 質，在礦熱爐冶煉鉻鐵爐料中，要配入大量硅石(SiO2)和一定量含MgO礦物(如鎂砂)，以改 善鉻礦還原特性和形成熔點合適的熔渣，提高鉻的回收率。雖然本粘結劑的用量(質量6 % 8 %)大于已有的專用有機粘結劑(質量1.5 %)，但價格僅為后者的30%。更為重要的 是，它能確保爐況良好，實現高產節能目的，綜合效益大于現有產品。3、本粘劑中含有多種促進鉻鐵礦還原的物質，更有利于碳素鉻鐵生產，這是現有 產品所不及的。4、本粘接劑所制球團，不但有濕強度和低溫干強度，且有較高的中溫和高溫強度， 確保球團在加熱還原中不破碎粉化。濕球團強度> 4次(10個球團于0. 5m高落于鋼板 上，不破碎的平均次數)，干球強度> 8次(10個球自1米高落至鋼板上，不破碎的平均次 數)，干燥后的球團耐壓強度> ^ON /個(直徑為20 mm)，大于現有粘結劑所制備球團強度 (30(T400N /個)，減少返回料，降低人工及能量耗能。5、球團具有良好的抗爆性和高溫強度。球團經180°C、30分鐘干燥后，在10公斤 重物加壓的條件下，直接送入1000°c的高溫爐中，不開裂、不粉化；再升溫至1350°C保溫2 小時，球體僅發生少量變形。
圖1為粘結劑制作工藝流程圖； 圖2為冷固鉻礦球團制作工藝流程圖。
具體實施例方式下述實施例中的強化劑均為重量比為4%、濃度96%的NaOH溶液加重量比為96%的 水溶解而成。實施例1，一種新型鉻鐵粉礦冷固球團粘結劑，其各組份及重量分別為硅微粉 29kg,輕燒氧化鎂粉12 kg，三聚磷酸鈉0.08 kg;將所述三種物料在碾輪式攪拌機中，經強 力攪拌，制成均勻混合物料；利用所述粘結劑造球的工藝，取所述粘結劑20kg，配南非鉻鐵 粉礦213kg，神木蘭碳粉13. 3 kg，在碾輪式攪拌機上干混2—3分鐘后，加強化劑，20kg， 繼續強力攪拌10分鐘后出料，經對輥式壓球機壓制成直徑為20 mm的球團，濕球團強度> 4 次(10個球團于0. 5m高落于鋼板上，不破碎的平均次數)，干球強度> 8次(10個球自1米 高落至鋼板上，不破碎的平均次數)。經180°C、風速1. Om/s 1. 8m/s、30分鐘烘干后的球 團耐壓強度> 560N /個；在1000°C的強熱下不開裂、不粉化，在施壓10 kg/個條件下，經 1350°C保溫2小時，僅發生約20%的壓縮變形，在整個加熱、還原過程中，較好的保持了球團 的完整性。實施例2，一種新型鉻鐵粉礦冷固球團粘結劑，其各組份及重量分別為硅微粉 27.5kg，輕燒氧化鎂粉9 kg，三聚磷酸鈉0.07 kg;將所述三種物料在碾輪式攪拌機中，經 強力攪拌，制成均勻混合物料；利用所述粘結劑造球的工藝，取所述粘結劑20 kg，配南非鉻 鐵粉礦110 kg,巴西鉻鐵粉礦110 kg，神木蘭碳粉16 kg，在碾輪式攪拌機中干混2_3分 鐘，加入強化劑20kg，繼續強力攪拌10分鐘，出料對輥棍壓球機，壓制成直徑為20 mm的球 團。濕球0. 5米落下強度彡5次；經180°C、風速1. Om/s 1. 8m/s、30分鐘烘干后，1米落 下強度>15次。在1000°C下驟熱，不開裂、不粉化，在施壓10 kg/個的條件下，1350°C、2 小時加熱后，僅發生22%的壓縮變形，較好的保持了球團的完整性。實例3，一種新型鉻鐵粉礦冷固球團粘結劑，其各組份及重量分別為硅微粉32 kg,輕燒氧化鎂粉8 kg，三聚磷酸鈉0.08 kg;將所述三種物料在碾輪式攪拌機中，經強力 攪拌，制成均勻混合物料；利用所述粘結劑造球的工藝，取所述粘結劑^kg,配南非鉻鐵粉 礦170 kg，馬達加斯鉻鐵粉礦170 kg，神木蘭炭粉20 kg，在碾輪式攪拌機中干混2_3分 鐘會，加強化劑30kg，繼續強力攪拌10分鐘后，出料經對輥壓球機壓制成直徑為20 mm的球 團。濕球0. 5米落下強度彡4次；經180°C、風速1. Om/s 1. 8m/s、30分鐘烘干后，2米落 下強度> 8次；干球經1000°C驟熱不開裂、不粉化；1350°C、2小時加熱還原，球體僅壓縮變 形18%，保持了球團的完整性。實施例4，一種新型鉻鐵粉礦冷固球團粘結劑，其各組份及重量分別為硅微粉沈 kg,輕燒氧化鎂粉93kg，三聚磷酸鈉0.08 kg;將所述三種物料在碾輪式攪拌機中，經強力 攪拌，制成均勻混合物料；利用所述粘結劑造球的工藝，取所述粘結劑30kg，配南非鉻鐵粉 礦155 kg，馬達加斯鉻鐵粉礦200 kg，神木蘭炭粉32. 3 kg，在碾輪式攪拌機中干混2 3 分鐘會，加強化劑34. f^kg，繼續強力攪拌10分鐘后，出料經對輥壓球機壓制成直徑為20 mm的球團。濕球0. 5米落下強度彡4次；經180°C、風速1. Om/s 1. 8m/s、30分鐘烘干后，1. 5 米落下強度> 8次；干球經1000°C驟熱不開裂、不粉化；1350°C、2小時加熱還原，球體僅壓 縮變形19%，保持了球團的完整性。 實施例5，取新型鉻鐵粉礦冷固球團粘結劑，其各組份及重量分別為硅微粉40 kg,輕燒氧化鎂粉14kg，三聚磷酸鈉0. Ilkg ；將所述三種物料在碾輪式攪拌機中，經強力攪 拌，制成均勻混合物料；利用所述粘結劑造球的工藝，取所述粘結劑35kg，配南非鉻鐵粉礦 250kg，馬達加斯鉻鐵粉礦132 kg，神木蘭炭粉23 kg，在碾輪式攪拌機中干混2—3分鐘會， 加強化劑32kg，繼續強力攪拌10分鐘后，出料經對輥壓球機壓制成直徑為20 mm的球團。濕 球0. 5米落下強度彡4次；經180°C、風速1. Om/s 1. 8m/s、30分鐘烘干后，1. 5米落下強度 彡8次；干球經1000°C驟熱不開裂、不粉化；1350°C、2小時加熱還原，球體僅壓縮變形19%， 保持了球團的完整性。
權利要求
1.一種鉻鐵粉礦冷固球團粘結劑，其特征在于所述粘結劑的各組份及其重量百分比 分別為硅微粉為70 % 80 %，輕燒氧化鎂為19. 81 % 29. 78 %，三聚磷酸鈉為0. 19% 0. 22 % ；將所述三種物料在碾輪式攪拌機中，經強力攪拌，制成均勻混合物料。
2.一種利用權利要求1的粘結劑制球的工藝，其特征在于在重量比為76% 84%的 鉻鐵粉礦中加重量比為6 % 8 %的所述粘結劑，再加入重量比為4% 8%的蘭碳粉，經碾 輪式攪拌機干混2 3分鐘后，再加重量比為6 % 8 %的強化劑，濕混5 10分鐘，即可 出料進入對輥式壓球機壓制成球，再經150°C 200°C，風速1. Om/s 1. 8m/s,時間30分 鐘 40分鐘干燥，得鉻鐵球團成品。
3.根據權利要求2所述的工藝，其特征在于所述強化劑為重量比為4%、濃度96%的 NaOH溶液加重量比為96%的水溶解而成。
全文摘要
一種鉻鐵粉礦冷固球團粘結劑，其各組份及重量比為硅微粉為70﹪～80﹪，輕燒氧化鎂為19.81﹪～29.78﹪，三聚磷酸鈉為0.19%～0.22﹪；而利用所述粘結劑制球的工藝為:在重量比為76%～84%的鉻鐵粉礦中加重量比為6﹪～8﹪的所述粘結劑，再加入重量比為4%～8%的藍炭粉，經碾輪式攪拌機干混2～3分鐘后，再加重量6﹪～8﹪的強化劑，濕混5～10分鐘，即可出料進入對輥式壓球機壓制成球，再經150℃～200℃，風速1.0m/s～1.8m/s，時間30分鐘～40分鐘干燥，得鉻鐵球團成品。使用本發明生產的碳素鉻鐵，產量提高15%～20%，電耗下降12%～16%，綜合成本降低10%～12%。
文檔編號C22B1/243GK102051474SQ20101059250
公開日2011年5月11日 申請日期2010年12月17日 優先權日2010年12月17日
發明者彭鏡鑫, 田立忠, 魏文 申請人:蘭州三普電力有限公司