一種高性能的球團礦粘結劑的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高性能的球團礦粘結劑，屬于冶金球團粘結劑【技術領域】。本發明的各組分按如下質量份組成：膨潤土35-42份，活性石灰5-8份，聚乙二醇2-4份，聚酯樹脂2-3份，粉煤灰1-2份，燒結礦篩下料5-9份，氧化鋯1份，淀粉4-7份，食鹽1-3份，聚氨基甲酸酯1-3份，酚醛樹脂2-4份。本發明的一種高性能的球團礦粘結劑，將鋼鐵企業的廢棄物作為球團礦粘結劑的部分組分使用，使廢物得到資源化利用，且燒殘率低，使球團礦的冶金性能得到改善，入爐礦石的品位提高，且減少了高爐煉鐵冶煉的渣量，燃耗降低，具有良好的經濟效益。
【專利說明】一種高性能的球團礦粘結劑
【技術領域】
[0001]本發明涉及冶金球團粘結劑【技術領域】，更具體地說，涉及一種高性能的球團礦粘結劑。
【背景技術】
[0002]球團礦是球團法得到的產品，是將細磨精礦制成能滿足鋼鐵冶煉要求的塊狀物料，其過程為:用細磨的鐵精礦或含鐵粉料、添加劑或粘結劑按一定的比例配料、混勻，經造球機滾動造球或壓團機壓塊成生球，然后采用干燥、焙燒或其它方法使之硬化固結。球團礦根據不同方法可得氧化球團礦、冷固球團礦、金屬化球團礦等，其中，各種球團礦的成型均離不開粘結劑。 [0003]目前，球團礦已經成為鋼鐵行業的主要入爐原料之一，球團礦質量與球團礦成本也是鋼鐵企業降低成本的主要瓶頸。冶金球團使用的粘結劑一般分為二大類:一是有機粘合劑，二是無機粘合劑。有機粘結劑，粘結效果好，用量少，但其價格較高，應用不成熟，對精礦粉和造球工藝要求苛刻，而且有機粘結劑在升溫預熱焙燒過程中，會發生氧化分解等反應，產生應力，破壞預熱球團結構，造成預熱強度很低，因此我國應用較少。無機粘結劑主要是膨潤土，部分使用白灰或其他黏土類粘結劑，膨潤土粘結劑應用成熟，且我國膨潤土資源豐富，開采加工成本低、適應性強、可控范圍廣；但是其燒殘率高，使用膨潤土作為粘結劑必然導致入爐原料的鐵品位降低，并增加了硅的含量，使高爐煉鐵冶煉的渣量增加，高爐系數下降，燃耗上升。因此，急需尋求既要滿足球團生產要求，又能減少膨潤土加入量的低殘留粘結劑，從而減少帶入對煉鐵、煉鋼有害的成分，提高球團礦的冶金性能，并為后期冶煉提供更好的冶煉基礎。
[0004]經專利檢索，中國專利號:ZL201110021863.3，授權公告日:2012年7月4日，發明創造的名稱為:一種粘結劑及制備方法、以及作為冶金球團粘結劑的應用，其由下列組分組成:聚丙烯酰胺，腐殖酸鈉，硝酸鹽或氯酸鹽或高氯酸鹽混合物，玉米淀粉混合物、聚丙烯酰胺鋁酸鈉混合物之一或二者組合，前述粘結劑加入到200目篩通過率不小于70%的造球鐵精粉中混勻、造球；該申請案雖然有較高的燒損，但是其生產步驟復雜，用該粘結劑所生產的生球的抗壓性能較差，該粘結劑的性能有待提高，且沒有將冶金廢物資源化應用。
【發明內容】
[0005]1.發明要解決的技術問題
[0006]本發明的目的在于克服現有技術中，冶金廢棄物難以綜合利用，現有粘結劑的燒殘率高，嚴重影響入爐鐵礦石的品位，且生產的球團礦的冶金性能較差的不足，提供了一種高性能的球團礦粘結劑，該粘結劑不但資源化利用了冶金廢棄物，且粘結劑的粘結性強，使得粘結劑的用量降低，入爐鐵礦石的品位得到提高，減少帶入對煉鐵、煉鋼有害的成分，提高球團礦的綜合冶金性能。
[0007]2.技術方案[0008]為達到上述目的，本發明提供的技術方案為:
[0009]本發明的一種高性能的球團礦粘結劑，各組分按如下質量份組成:
[0010]
膨潤土35-42份
活性石灰5-8份
聚乙二醇2-4份
聚酯樹脂2-3份
粉煤灰1-2份
燒結礦篩下料5-9份
氧化鋯1份
淀粉4-7份
食鹽1-3份
聚氨基甲酸酯1-3份
酚醛樹脂2-4份。
[0011]更進一步地，所述的粉煤灰和燒結礦篩下料的平均粒徑為42-74微米。
[0012]更進一步地，各組分按如下質量份組成:
[0013]
膨潤土38份
活性石灰7份
聚乙二醇3份
聚酯樹脂3份
粉煤灰1份
燒結礦篩下料8份
氧化鋯1份
淀粉5份
食鹽2份
聚氨基甲酸酯2份
酚醛樹脂3份
[0014]更進一步地，所述的聚酯樹脂為飽和聚酯樹脂。
[0015]本發明的一種高性能的球團礦粘結劑的制備方法，其步驟為:
[0016](I)按質量比稱取膨潤土 35-42份、活性石灰5-8份、聚乙二醇2_4份和聚酯樹脂2-3份，在攪拌機 中混合攪拌25-30分鐘，攪拌速度為250r/min，混合均勻得混合物A ；
[0017](2)按質量比稱取粉煤灰1-2份、燒結礦篩下料5-9份和氧化鋯1份，并將粉煤灰和燒結礦篩下料分別在研磨機中研磨成平均粒徑為42-74微米的粉末，而后將粉煤灰粉末、燒結礦篩下料粉末、氧化鋯與步驟(1)得到的混合物A混合，在攪拌機中混合攪拌35-45分鐘，攪拌速度為180r/min，混勻得混合物B ；
[0018](3)按質量比稱取淀粉4-7份、食鹽1-3份、聚氨基甲酸酯1-3份和酚醛樹脂2_4份，在攪拌機中混合攪拌20-25分鐘，攪拌速度為150r/min，混勻得混合物C ；
[0019](4)將步驟(2)得到的混合物B與步驟(3)得到的混合物C混合，混合均勻后即得粘結劑。
[0020]3.有益效果
[0021]采用本發明提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果:
[0022](1)本發明的一種高性能的球團礦粘結劑，該粘結劑具有較強的粘結性，使得粘結劑的用量減少，減少了膨潤土的使用，同時，燒殘率低，使得入爐鐵礦石的品位得到提高，減少了高爐煉鐵冶煉的渣量，燃耗降低；
[0023](2)本發明的一種高性能的球團礦粘結劑，該粘結劑可直接應用于現有的圓盤造球機，不需要對現有的造球設備進行工藝上的改進，節約成本；
[0024](3)本發明的一種高性能的球團礦粘結劑，該粘結劑通過特定組分配比，不但克服了無機粘結劑使球團礦的品位降低的缺點，且減少了帶入的有害雜質，使球團礦的冶金性能得到改善；
[0025](4)本發明的一種高性能的球團礦粘結劑，制備方法簡單方便，并將冶金廢棄的粉煤灰和燒結礦篩下料作為粘結劑的組分使用，資源化利用了冶金廢棄物。
【具體實施方式】
[0026]為進一步了解本發明的內容，下面結合實施例對本發明作進一步的描述。
[0027]實施例1
[0028]本實施例的一種高性能的球團礦粘結劑，其組分和含量如下:膨潤土 38kg，活性石灰7kg，聚乙二醇3kg，聚酯樹脂3kg，粉煤灰1kg，燒結礦篩下料8kg，氧化鋯1kg，淀粉5kg,食鹽2kg,聚氨基甲酸酯2kg,酹醒樹脂3kg。
[0029]值得說明的是，上述的活性石灰又稱為軟燒石灰，是在煅燒溫度1100°C左右而獲得的晶粒小、孔隙率高、體積密度小的石灰，且本實施例所采用的活性石灰的活性度在330ml/4N-HCl 以上。
[0030]本實施例的一種高性能的球團礦粘結劑所采用的聚乙二醇為PEG-3000，分子量在2700至3300之間，熔點為51-53°C，常溫下為乳白色固體粉末。上述的聚酯樹脂可根據合成原料中是否含有除苯環外的不飽和鍵，分為不飽和聚酯和飽和聚酯，本實施例的聚酯樹脂為312C無油醇酸樹脂，該312C無油醇酸樹脂為高分子量線型飽和聚酯樹脂。
[0031]上述的粉煤灰是引風機將燃煤煙氣排入大氣之前，急冷呈玻璃體狀態的細粒，經過除塵器，被分離、收集得到的細粒，該粉煤灰成分的質量百分含量為=SiO2:45.5%，Al2O3:29.6%, Fe2O3:9.2%, CaO:6.5%, MgO:3.6%, Na2CHK2O:2.5%，其余雜質:3.1% ;此外，高爐生產過程中，如果入爐料物粒度太細，則阻力大，料柱透氣性差，影響高爐順行，因此必須通過篩分來控制入爐物料的粒度，本發明所采用的燒結礦篩下料，即為燒結礦入爐之前的篩下細料。[0032]上述的淀粉為馬鈴薯淀粉、酯化淀粉和小麥淀粉的混合物，其中各組分的質量百分含量為:馬鈴薯淀粉:38.5%，酯化淀粉:24%，小麥淀粉:37.5%，且馬鈴薯淀粉、酯化淀粉和小麥淀粉加入到200目篩的通過率為75%。
[0033]上述的酚醛樹脂為線型酚醛樹脂，其是在酸性催化劑存在下，由過量苯酚與甲醛縮聚制得的一種熱塑性酚醛樹脂。
[0034]本實施例的一種高性能的球團礦粘結劑的制備方法，其步驟如下:
[0035](I)按質量比稱取膨潤土 38kg、活性石灰7kg、聚乙二醇3kg和聚酯樹脂3kg，在攪拌機中混合攪拌28分鐘,攪拌速度為250r/min,混合均勻得混合物A ；
[0036](2)按質量比稱取粉煤灰1kg、燒結礦篩下料8kg和氧化鋯1kg，并將粉煤灰和燒結礦篩下料分別在研磨機中研磨成平均粒徑為42-74微米的粉末，而后將粉煤灰粉末、燒結礦篩下料粉末、氧化鋯與步驟(1)得到的混合物A混合，在攪拌機中混合攪拌40分鐘，攪拌速度為180r/min，混勻得混合物B ；
[0037](3)按質量比稱取淀粉5kg、食鹽2kg、聚氨基甲酸酯2kg和酚醛樹脂3kg，在攪拌機中混合攪拌22分鐘，攪拌速度為150r/min，混勻得混合物C ；
[0038](4)將步驟(2)得到的混合物B與步驟(3)得到的混合物C混合，混合均勻后即得粘結劑。
[0039]實施例2
[0040]本實施例的一種高性能的球團礦粘結劑，其基本內容同實施例1,不同之處在于:各組分和含量如下:膨潤土 35kg，活性石灰5kg，聚乙二醇2kg，聚酯樹脂2kg，粉煤灰1kg，燒結礦篩下料5kg,氧化錯Ikg,淀粉4kg,食鹽Ikg,聚氨基甲酸酯Ikg,酹醒樹脂2kg。
[0041]本實施例的一種高性能的球團礦粘結劑的制備方法，其步驟如下:
[0042](1)按質量比稱取膨潤土 35kg、活性石灰5kg、聚乙二醇2kg和聚酯樹脂2kg，在攪拌機中混合攪拌25分鐘,攪拌速度為250r/min,混合均勻得混合物A ；
[0043](2)按質量比稱取粉煤灰1kg、燒結礦篩下料5kg和氧化鋯1kg，并將粉煤灰和燒結礦篩下料分別在研磨機中研磨成平均粒徑為42-74微米的粉末，而后將粉煤灰粉末、燒結礦篩下料粉末、氧化鋯與步驟(1)得到的混合物A混合，在攪拌機中混合攪拌35分鐘，攪拌速度為180r/min，混勻得混合物B ;
[0044](3)按質量比稱取淀粉4kg、食鹽1kg、聚氨基甲酸酯Ikg和酚醛樹脂2kg，在攪拌機中混合攪拌20分鐘，攪拌速度為150r/min，混勻得混合物C ；
[0045](4)將步驟(2)得到的混合物B與步驟(3)得到的混合物C混合，混合均勻后即得粘結劑。
[0046]實施例3
[0047]本實施例的一種高性能的球團礦粘結劑，其基本內容同實施例1，不同之處在于:各組分和含量如下:膨潤土 42kg，活性石灰8kg，聚乙二醇4kg，聚酯樹脂3kg，粉煤灰2kg，燒結礦篩下料9kg,氧化錯Ikg,淀粉7kg,食鹽3kg,聚氨基甲酸酯3kg,酹醒樹脂4kg。
[0048]本實施例的一種高性能的球團礦粘結劑的制備方法，其步驟如下:
[0049](I)按質量比稱取膨潤土 42kg、活性石灰8kg、聚乙二醇4kg和聚酯樹脂3kg，在攪拌機中混合攪拌30分鐘,攪拌速度為250r/min,混合均勻得混合物A ；
[0050](2)按質量比稱取粉煤灰2kg、燒結礦篩下料9kg和氧化鋯1kg，并將粉煤灰和燒結礦篩下料分別在研磨機中研磨成平均粒徑為42-74微米的粉末，而后將粉煤灰粉末、燒結礦篩下料粉末、氧化鋯與步驟(1)得到的混合物A混合，在攪拌機中混合攪拌45分鐘，攪拌速度為180r/min，混勻得混合物B ;
[0051](3)按質量比稱取淀粉7kg、食鹽3kg、聚氨基甲酸酯3kg和酹醒樹脂4kg,在攪拌機中混合攪拌25分鐘,攪拌速度為150r/min,混勻得混合物C ；
[0052](4)將步驟(2)得到的混合物B與步驟(3)得到的混合物C混合，混合均勻后即得粘結劑。
[0053]實施例1~3中，通過上述制備方法所制得的球團礦粘結劑應保持密封，否則，應在48小時內使用。使用時，粘結劑的加入量為精礦粉質量的1.1%，用混料設備將其混合均勻成混合料，而后加入圓盤造球機中，在圓盤造球機上向精礦粉和粘結劑的混合物中噴水，粘結劑吸水后成為膠泥，在圓盤造球機滾動機械力的作用下，團塊中的“膠泥”從內向外擠排，到球團表面后粘合精礦粉和粘結劑的混合粉料，如此反復多次使球長大，直至形成合格球團排出圓盤造球機，就得到生球團。將成型生球團輸送到豎爐進行高溫焙燒，得到合格的熟球團。
[0054]分別對實施例1~3中的粘結劑生產的生球團和熟球團進行性能檢測，表1為應用實施例1~3中的粘結劑生產的球團與應用膨潤土生產的球團的性能指標對比。
[0055]表1實施例1~3中的粘結劑生產的球團與應用膨潤土生產的球團的性能指標對t匕
[0056]
【權利要求】
1.一種高性能的球團礦粘結劑，其特征在于:各組分按如下質量份組成:膨潤土35-42份活性石灰5-8份聚乙二醇2-4份聚酯樹脂2-3份粉煤灰1-2份燒結礦篩下料5-9份氧化鋯1份淀粉4-7份食鹽1-3份聚氨基甲酸酯1-3份酚醛樹脂2-4汾。
2.根據權利要求1所述的一種高性能的球團礦粘結劑，其特征在于:所述的粉煤灰和燒結礦篩下料的平均粒徑為42-74微米。
3.根據權利要求1或2所述的一種高性能的球團礦粘結劑，其特征在于:各組分按如下質量份組成:膨潤土38份活性石灰1份聚乙二醇3份聚酯樹脂3份粉煤灰1份燒結礦篩下料8份氧化鋯I丨分淀粉5份食鹽2份聚氨基甲酸酯2份酚醛樹脂3份。
4.根據權利要求2或3所述的一種高性能的球團礦粘結劑，其特征在于:所述的聚酯樹脂為飽和聚酯樹脂。
【文檔編號】C22B1/242GK103602804SQ201310659623
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月9日 優先權日:2013年12月9日
【發明者】楊建 , 吳雪健, 從文奇, 從俊強, 馬南楠 申請人:安徽工業大學