冷壓成型方法
【專利摘要】本發明屬于冶金領域，具體涉及一種冷壓成型方法。本發明所要解決的技術問題是提供一種簡單、成型率高的冷壓成型方法。為解決上述技術問題，所采用的技術方案包括以下步驟：a、將粘結劑、礦料、水混合，攪拌均勻，得混合料；b、將混合料壓制成型后干燥得生球團；其中，所述粘結劑按質量份數包括以下組分：丙三醇45～55份、二異氰酸酯18～25份、丙烯酸8～15份、纖維素3～6份、尿素2～5份、多聚糖1.5～4份、甲酸1～3份、聚合引發劑1～3份。采用本發明冷壓成型方法所得的生球團性能優異，一次成型率高達90％，成型后生球團粒徑≥25mm，2m高落下不碎、不散，抗壓強度≥3000KN。
【專利說明】冷壓成型方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于冶金領域，具體涉及一種冷壓成型方法。
【背景技術】
[0002] 釩鐵磁鐵礦是一種鐵、釩、鈦、鉻、鈷、鎳等多元素共生的復合礦，伴生元素極多，亦 是一種主要的高爐冶煉原料。這種礦石品位較低，其中TFe含量為52%?54%，Si02為 3. 2%，TiO2為12%?13%，且粒度較粗。不僅降低了鐵品位和液相生成量，還易生成脆性 的鈣鈦礦，加上粒度較粗，導致混合料成球性能差，料層透氣性不好，致使釩鈦磁鐵礦的強 度差，返料率高。以攀鋼釩煉鐵廠為例，日產燒結礦4. 5萬噸，高爐料槽下返料1萬余噸，返 料率高達28%，與世界先進水平高爐料槽下返料率10%相比，存在較大的差距。
[0003] 自2008年國際金融危機以來，鐵礦價格持續上漲，鋼鐵企業盈利能力受到了極大 的影響。為降低高爐原料成本，緩解f凡鈦磁鐵礦資源緊缺矛盾，攀鋼f凡對粒徑8mm?IOmm的 返料進行回收。但這種方法對裝入方式及布料方式都有極其嚴格的要求，在返料較多時，易 引起高爐透氣性差的現象，導致懸崩料次數增加。且直徑< 8mm的返料因成球性能、品質、 透氣性均達不到高爐冶煉要求，只能進廢料場積存，長此以往既對環境造成了污染，又浪費 了資源還增加了生產成本。
[0004] 為了處理這個難題，攀鋼釩進行返料再利用的探索，也曾采購過數個廠家的粘結 劑進行成型研究，但釩鈦磁鐵礦品位低且粒度粗，普通粘結劑成型率< 70%，無法達到生產 需求。且粘結成型工藝較多，需對原料進行烘干，加工過程復雜，能源、生產成本較高。
[0005] 因此，本領域技術人員需要一種成本低、簡單、成型率高的冷壓成型方法。
【發明內容】
[0006] 本發明所要解決的技術問題是提供一種簡單、成型率高的冷壓成型方法。
[0007] 為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：
[0008] 冷壓成型方法包括如下步驟：
[0009] a、將粘結劑、礦料、水混合，攪拌均勻，得混合料；
[0010] b、將混合料壓制成型后干燥得生球團；
[0011] 其中，所述粘結劑按質量份數包括以下組分：
[0012] 丙三醇 45?55份 二異氰酸酯 18?25份 丙烯酸 8?15份
[0013] 纖維素 3?6份 尿素 2?5份 多聚糖 1.5?4份 甲酸 1?3份 聚合引發劑 1?3份。
[0014] 優選的，所述粘結劑按質量份數包括以下組分：
[0015] 丙三醇 52份 二異氰酸酯 21份 丙烯酸 11份 纖維素 4.5份 尿素 3.5份 多聚糖 2.5份 甲酸 2份 聚合引發劑 1.5份。
[0016] 采用上述方案可適用于粒度< IOmm的礦料，一次成型率高達90%，成型后返料粒 徑彡25mm，2m高落下不碎、不散，抗壓強度> 3000KN。而且，冷壓成型前不需對礦料進行烘 干，不需添加其它輔助材料，成本低，方法簡單，對環境友好。
[0017] 上述冷壓成型方法中，礦料與粘結劑混合的質量比優選為80 :3?8。
[0018] 上述冷壓成型方法中，不同的礦料含水量不同，故步驟a中混合時的加水量視礦 料中的含水量而定，使混合料的質量中含水量為2%?5%即可。
[0019] 其中，步驟b所述的干燥采用常規干燥方法即可，如室溫干燥或烘干均可。
[0020] 具體的，為確保壓制成型的產品質量，上述方法中，步驟b中的壓制成型壓力為 IOMPa ?15Mpa。
[0021] 具體的，上述聚合引發劑可選用過氧化二酰、過硫酸鹽。其中，過硫酸鹽可選擇過 硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨中的至少一種。
[0022] 具體的，當礦料粒徑> IOmm時，壓制時礦料移動和變形困難，壓制難度高，壓制成 型后的密度低。為減少壓制成型難度，提升壓制成型后的密度，可在步驟a混合時按混合料 質量的20%?40%添加粒徑為Imm?3mm的礦料以降低壓制難度，提升壓制成型后的密 度。
[0023] 具體的，當礦料粒徑為Imm?3mm，壓制成型的球團抗壓強度低，在步驟a混合時按 混合料質量的4%?7%添加粒徑為7mm?12mm礦料以起到骨料的作用，將粒徑為Imm? 3mm的礦料填充到7mm?12mm礦料的孔隙中，達到增強成型后的密度與強度的目的。
[0024] 當礦料粒徑< 1_，為提升壓制成型的球團抗壓強度，需在步驟a混合時按混合料 質量的40%?60%添加粒徑為7mm?12mm的礦料。
[0025] 優選的，上述技術方案尤其適用于粒徑為3mm?IOmm的礦料成型，可大幅提高成 型率，在步驟a混合時無需加入其他粒徑的礦料即可壓制成型，提高利用效率。
[0026] 上述技術方案中，隨著水分蒸發，粘結劑中的羥基逐步與氨基、羧基脫水縮合，形 成空間網狀結構，將礦料緊密包裹在碳鏈之中，從而形成結構強度極高的固體。由于親水基 團的消耗，固結后的混合料不再溶于水，同時由于粘結劑中含有的環狀結構及環氧結構，使 其可承受一定的高溫，如可采用烘干方式以縮短干燥時間。
[0027] 本發明冷壓成型方法中所述粘結劑，二異氰酸酯作為溶劑使用，丙三醇起潤滑作 用，丙烯酸起絮凝作用，纖維素起柔順作用，尿素起緩蝕作用，多聚糖起聚合作用，甲酸起增 塑作用。
[0028] 上述技術方案中所述的二異氰酸酯優選甲苯二異氰酸酯。
[0029] 上述技術方案中所述的纖維素優選羧甲基纖維素。
[0030] 上述技術方案中所述的多聚糖優選葡甘露聚糖。
[0031] 本發明中所述的礦料可為鐵礦、錳礦粉、鋁礦粉、磷礦粉、氧化鐵皮、鋼渣磁選料、 除塵灰、返料等冶金原料。尤其的，當所述返料為釩鈦磁鐵礦返料時，尤其適用于本發明冷 壓成型方法。
[0032] 本發明的有益效果如下：
[0033] 1、生產工藝簡單，不含S、P、Al、Mg等冶煉有害雜質，化學活性好，礦料不需烘干， 無污水排放，無有害氣體排放，直接按比例混合攪拌后，經冷壓成型干燥后即可。
[0034] 2、成型性能優異，一次成型率高達90%，成型后生球團粒徑彡25mm，2m高落下不 碎、不散，自然干燥或烘干均可，抗壓強度> 3000KN。
[0035] 3、本發明冷壓成型方法可適用于粒度彡IOmm的返料、除塵灰等冶金原料的壓制 成型，且成型率高，可提升該類冶金廢棄物的經濟化利用價值。
【具體實施方式】
[0036] 下面結合實施例對本發明作進一步說明。
[0037] 實施例1-3中的返料為釩鈦磁鐵礦返料。
[0038] 實施例1-3中所述的粘結劑按質量份數計，包括以下組分：丙三醇52份、甲苯二異 氰酸酯21份、丙烯酸11份、羧甲基纖維素4. 5份、尿素3. 5份、葡甘露聚糖2. 5份、甲酸2 份、過硫酸銨1. 5份。將上述組分混合均勻得粘結劑。
[0039] 實施例1
[0040] a、取粒徑為Imm?3mm的返料80kg與7mm?12mm返料4kg混合，加入粘結劑 4. 8kg，加水使混合料質量中含水量為3%，混合均勻；
[0041] b、在IOMPa下壓制成粒度為25mm的球團，室溫下放置15h得生球團。
[0042] 制作10組生球團，進行壓潰實驗，所得數據見表1。
[0043] 表 1
[0044]
【權利要求】
1. 冷壓成型方法，其特征在于，包括以下步驟： a、 將粘結劑、礦料、水混合，攪拌均勻，得混合料； b、 將混合料壓制成型后干燥得生球團； 其中，所述粘結劑按質量份數計，包括以下組分： 丙三醇 45?55份 二異氰酸酯 18?25份 丙烯酸 8?15份 纖維素 3?6份 尿素 2?5份 多聚糖 1.5?4份 甲酸 1?3份 聚合引發劑 1?3份。
2. 根據權利要求1所述的冷壓成型方法，其特征在于，所述粘結劑按質量份數計，包括 以下組分： 丙三醇 52份 二異氰酸酯 21份 丙烯酸 11份 纖維素 4.5份 尿素 3.5份 多聚糖 2.5份 甲酸 2份 聚合引發劑 1.5份。
3. 根據權利要求1或2所述的冷壓成型方法，其特征在于：所述聚合引發劑為過氧化 二酰、過硫酸鹽；優選的，所述過硫酸鹽為過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨中的至少一種。
4. 根據權利要求1或2所述的冷壓成型粘結劑，其特征在于，滿足下述至少一項： 所述二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯； 所述纖維素為羧甲基纖維素； 所述多聚糖為葡甘露聚糖。
5. 根據權利要求1或2所述的冷壓成型方法，其特征在于：步驟b中的壓制成型壓力 為 IOMPa ?15Mpa。
6. 根據權利要求1或2所述的冷壓成型方法，其特征在于：所述步驟a中加水量視礦 料中的含水量而定，以使混合料的含水量為2%?5%即可。
7. 根據權利要求1?6任一項所述的冷壓成型方法，其特征在于：所述礦料粒徑r :3mm < r < IOmm0
8. 根據權利要求1?6任一項所述的冷壓成型方法，其特征在于： 當礦料粒徑> IOmm時，在步驟a中，按混合料質量的20%?40%添加粒徑為Imm? 3mm的礦料； 當礦料粒徑r :1mm < r < 3mm時，在步驟a中，按混合料質量的4%?7 %添加粒徑為 7mm?12mm礦料； 當礦料粒徑< Imm時，在步驟a中，按混合料質量的40%?60%添加粒徑為7mm?12mm 的礦料。
9. 根據權利要求1?8所述的冷壓成型粘結劑，其特征在于：所述礦料為鐵礦粉、錳礦 粉、鋁礦粉、磷礦粉、氧化鐵皮、鋼渣磁選料、除塵灰或返料。
10. 根據權利要求9所述的冷壓成型粘結劑，其特征在于：所述返料為釩鈦磁鐵礦返 料。
【文檔編號】C22B1/244GK104263918SQ201410566786
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月22日 優先權日:2014年10月22日
【發明者】盧金 申請人:攀枝花鋼城集團協力有限公司