專利名稱：一種制粒用粘結劑及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種制粒用粘結劑及其制造方法，屬于冶金粉塵廢料制粒用粘結劑及其制造方法，特別適合用于燒結除塵灰的制粒。
燒結除塵灰主要來源于燒結生產過程中由于熔燃料的破碎、燒結機的抽風、成品礦篩分的各種除塵設施所積累的大量粉塵，約占燒結礦產量的2～2．5％。一方面由于燒結除塵灰粒度細、疏水性強、難以加工處理、易于隨風流動和漂浮，容易造成對環境的污染；另一方面燒結除塵灰中含有較高的TFeO、CaO、MgO等有益成分，具有較高的利用價值，可以作為燒結原、燃料的替代物。現有技術中，對燒結除塵灰的利用多是將回收的除塵灰直接配入燒結混合料中，由于粉塵粒度極細，難于與燒結混合料混合均勻，影響燒結礦成分的穩定性；更為嚴重的是，將粒度極細、疏水性強的粉塵直接加入混合料中，降低了混合料的制粒效果，嚴重影響燒結料層的透氣性，影響燒結產量和燒結效果；同時，產生的大量粉塵再次進入除塵循環系統，形成惡性循環并造成二次揚塵對崗位作業環境的污染。中國發明專利申請公開說明書94103910．2《堿性、含碳、煙塵粉冷固球團》，利用冷固結工藝，原料配比以86％轉爐煙塵為主原料，配加6％碳、8％水玻璃；亦可以50％轉爐煙塵、10％電爐煙塵、10％鐵精粉為主原料，配加6％碳、7％水玻璃、1％的高嶺土。制粒時，為使其達到后續生產所需的強度，必須將混合均勻的上述原料經壓球機擠壓成球，并在溫度250～300℃下烘干25～30分鐘，制造工藝復雜、成本高。而且，水玻璃價格昂貴，使其制粒成本進一步增加。
本發明的目的是提供一種成本低廉，能夠簡化制粒工藝，成球效果好，且破碎后可再結晶的制粒用粘結劑及其制造方法。
本發明的目的是通過以下技術解決方案實現的。
一種制粒用粘結劑，由A、B兩種組分的無機粘結劑組成，A組分無機粘結劑的化學成分為(重量％)CaO38～44％、SO36～10％、Al2O328～38％、SiO2＜10％，余量為Fe2O3和其它雜質；B組分無機粘結劑的化學成分為(重量％)CaO40～52％、SO328～44％，余量為其它雜質；A組分無機粘結劑與B組分無機粘結劑的比例為1∶0．5～1。
制造上述制粒用粘結劑的方法A組分的原料配料組成為(重量％)石灰石40～55％、鋁石30～40％、石膏15～25％，將所述配料在溫度1300～1400℃下燒制成熟料，將熟料共同磨細制得比表面積大于380m2／Kg、比重為2．7～3．0g／cm3的A組分無機粘結劑；B組分的原料配料組成為(重量％)硬石膏70～90％、石灰10～30％，將所述配料共同磨細制成比表面積大于300m2／Kg、比重為2．5～2．8g／cm3的B組分無機粘結劑。
上述B組分原料配料組成中的硬石膏，也可為經溫度800～1000℃煅燒20～30分鐘后的石膏。
A組分無機粘結劑中的主要礦物為3CaO·3Al2O3·CaSO4，屬硫鋁酸鹽型無機化合物，可以以最佳的速度和效果與B料中的石膏、石灰在水存在的條件下，發生化學反應，迅速生成鈣礬石，起無機膠凝作用。A組分無機粘結劑和B組分無機粘結劑分別與含水粉料混合24小時不凝結，兩者和含水粉料同時充分混合后，10～30分鐘內即可固結。兩者在水存在的條件下，在較短的時間內可形成堅強的骨架，同時析出鋁酸，使硬化體中的晶體和凝膠的比例協調，從而減少內部應力。其代表反應式如下(1)(2)2CaO·SiO2+nH2O→C-Si-H+Ca(OH)2反應中生成的Ca(OH)2在堿性和石膏存在的條件下，又會反應生成鈣礬石，同時也促進了C2S的水化反應。
該制粒粘結劑的水化硬化反應可做如下簡單示意(粘結劑+H2O)水化→膠凝固化→強度硬化當兩種組分與水充分混合，經水化溶解達飽和期后，各種離子由于過飽和，產生晶粒粒子，水化物逐漸有枝狀晶體和膠體狀離子團連接起來。各種礦物的性能和粒度相近是產生這一反應的前提條件，而足夠的水是反應能夠進行的必備條件。除塵灰、制粒用粘結劑和水按比例混合后，重新組合成大的膠團，膠團相互之間連接，連接的間隙充滿了水，這就是膠凝化。按照膠凝化學的雙電層理論，由于靜電引力作用，隨著膠凝化發展，膠團附近的晶枝迅速成長，并不斷吸收周圍的水分子，把水分子作為水化結晶體中的一個組成部分，固定在自己的晶體位置上。
本發明與現有技術相比所具有的優點在于本發明制粒用粘結劑原料易得，制造工藝簡單，成本低廉；具有極強的吸水性，可將自身體積9倍的水與其他固體物料在短時間內粘結成固體，重量水固比可達2．5∶1；由于主要反應是水化反應，因而反映速度快，作用時間短，成球迅速，制粒過程僅為5～10分鐘；粘結的物料強度高，只需經造球盤進行制粒，生產出的燒結除塵灰生球的強度即可達2Kg／cm2，制粒工藝簡單，成球效果好，且破碎后的生球可再結晶。將采用本發明制粒用粘結劑生產的燒結除塵灰生球配入燒結混合料中，可使混合料制粒效果和粒度組成得到改善，有效地提高了料層透氣性，改善了燒結過程。同時，大幅度減少了細粒粉塵循環和二次揚塵對崗位作業環境造成的污染，環境狀況得到明顯改善，環保效益顯著。另外，由于A組分無機粘結劑和B組分無機粘結劑分別與含水粉料混合24小時不凝結，因而本發明制粒用粘結劑還具有方便運輸與儲存的優點。
下面結合實施例對本發明進行詳述。
實施例1A組分的原料配料組成為(重量％)石灰石40％、鋁石40％、石膏20％。將所述配料在破碎機中共同破碎至粒度達2～10mm后，經回轉窯在溫度1300℃燒制成熟料，將熟料在磨機中磨細而制得土黃色細粉，即為A組分無機粘結劑，其理化性能見附表。
B組分的原料配料組成為(重量％)硬石膏80％、石灰20％。將所述配料在磨機中磨碎得灰白色細粉，即為B組分無機粘結劑，其理化性能見附表。
實施例2A組分的原料配料組成為(重量％)石灰石55％、鋁石30％、石膏15％。燒制溫度為1350℃，其他工藝過程同實施例1。制得A組分無機粘結劑的理化性能見附表。
B組分的原料配料組成為(重量％)硬石膏85％、石灰15％。工藝過程同實施例1，制得B組分無機粘結劑的理化性能見附表。
實施例3A組分的原料配料組成為(重量％)石灰石45％、鋁石35％、石膏20％。燒制溫度為1400℃，其他工藝過程同實施例1。制得A組分無機粘結劑的理化性能見附表。
B組分的原料配料組成為(重量％)石膏75％、石灰25％。首先將石膏破碎至粒度為15～25mm，在950℃溫度下煅燒25分鐘，去除石膏內的結晶水。再將煅燒后的石膏與配料中的石灰在磨機中磨碎得灰白色細粉，即為B組分無機粘結劑，其理化性能見附表。附表
該制粒粘結劑屬中性偏堿，A、B兩種組分的粘結劑加水后的PH值約為8～9。且無毒、無腐蝕作用，對燒結和冶煉無不良影響。
本發明制粒用粘結劑中A組分粘結劑與B組分粘結劑的比例為1∶0．5～1。將按比例配置的上述制粒用粘結劑加入除塵灰中，加入量為除塵灰重量的3～7％，并充分混合成均勻的混合粉料。然后加入重量為除塵灰重量8～13％的水，即可在造球盤上進行制粒，生產出燒結除塵灰生球，生球的粒度大多在3～8mm之間。
現場工業試驗結果表明在燒結混合料中配加采用本發明制粒粘結劑制成的燒結除塵灰生球，燒結混合料的制粒效果能夠得到明顯的改善，對在燒結過程中改善燒結物料透氣性和提高與燃料的混勻度等方面都起到了有益的作用。燒結礦成品率提高2．355％，燒結機利用系數提高0．03t／m2·h，燒結燃料消耗下降1．3Kg／t，電耗下降0．895Kwh／t，油耗下降0．205Kg／t，粉塵資源得到充分利用，使燒結廠的金屬回收率提高0．02％，經濟效益顯著。
本發明制粒用粘結劑也可用于其它冶金粉塵廢料制粒用粘結劑。
權利要求
1．一種制粒用粘結劑，其特征在于該制粒用粘結劑是由A、B兩種組分的無機粘結劑組成的，A組分無機粘結劑的化學成分為(重量％)CaO38～44％、SO36～10％、Al2O328～38％、SiO2＜10％，余量為Fe2O3和其它雜質；B組分無機粘結劑的化學成分為(重量％)CaO40～52％、SO328～44％，余量為其它雜質；A組分無機粘結劑與B組分無機粘結劑的比例為1∶0．5～1。
2．一種制造權利要求1所述的制粒用粘結劑的方法，其特征在于A組分的原料配料組成為(重量％)石灰石40～55％、鋁石30～40％、石膏15～25％，將所述配料在溫度1300～1400℃下燒制成熟料，將熟料共同磨細制得比表面積大于380m2／Kg、比重為2．7～3．0g／cm3的A組分無機粘結劑；B組分的原料配料組成為(重量％)硬石膏70～90％、石灰10～30％，將所述配料共同磨細制成比表面積大于300m2／Kg、比重為2．5～2．8g／cm3的B組分無機粘結劑。
3．根據權利要求2所述的制粒用粘結劑的制造方法，其特征在于所述B組分原料配料組成中的硬石膏，也可為經溫度800～1000℃煅燒20～30分鐘后的石膏。
全文摘要
一種制粒用粘結劑及其制造方法,屬于冶金粉塵廢料制粒用粘結劑及其制造方法,特別適合用于燒結除塵灰的制粒。該制粒用粘結劑是由A、B兩種組分的無機粘結劑組成的A組分無機粘結劑的化學成分為(重量%):CaO38～44%、SO
文檔編號C09J1/00GK1290731SQ00124580
公開日2001年4月11日 申請日期2000年9月22日 優先權日2000年9月22日
發明者周魯生, 郝樹華, 徐景海, 劉遠志, 張紅貴, 席易銘 申請人:北京金發工貿公司, 首鋼礦業公司燒結廠, 山東淄博金湖高水材料有限責任公司