CN108070715A - 一种生产氧化球团和含碳球团的新型复合粘结剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生产氧化球团和含碳球团的新型复合粘结剂，其由以下重量份组分制成：水玻璃0.01～0.5份、沥青0.003～0.2份、聚丙烯酰胺2～8份、聚乙烯醇0.07～0.4份、水22～45份。本发明提供的新型复合粘结剂改善原料的亲水性，进而增加颗粒间的相互作用能；提高生球、干球强度及热稳定性。本发明的复合粘结剂，改善了颗粒表面的亲水性以及铁精矿发生作用，增强了颗粒间的化学作用能和粘滞作用能，使生球的强度有很大的提高。

Description

一种生产氧化球团和含碳球团的新型复合粘结剂

技术领域

本发明属于冶炼技术领域，具体涉及一种生产氧化球团和含碳球团的新型复合粘结剂。

背景技术

粘结剂是球团生产中不可缺少的重要组成，不论是在压球或者滚球工艺中，在缺少粘结剂的条件下，生产球团时将无法成球或者球团还未到达冶炼炉内就有可能部分破裂，当生球、干球的强度达不到一定的要求，在运输或者冶炼过程中将产生大量的灰尘，一方面降低了铁矿石的利用率，造成资源的浪费，另一方面由于强度不够而产生的粉尘阻塞了矿石还原时气体进出的气孔，降低了球团的气孔率，恶化炉况和降低矿石的还原性，造成还原的困难，再者，如果球团矿的热稳定性太差，在很低的焙烧温度下就产生了严重裂纹甚至爆裂，这不仅增加了球团的粉化，而且有可能造成铁矿石的恶性膨胀，严重地影响正常冶炼。

目前国内外常用的粘结剂为膨润土，膨润土在很多方面能改善球团的性能，再者，膨润土资源储量大，来源广泛，价格便宜，国内的平均添加量在2.5％，一些特殊的企业添加量能达到3.5％以上。但是膨润土中含有大量的SiO₂、Al₂O₃等无机物，添加量过大会降低球团的品位，根据生产经验，每添加一单位的膨润土，球团品位会下降0.66左右个单位，铁矿品位每升高1％，焦比将降低2％，产量将增加3％，因此，寻找新型粘结剂以替代或者部分替代膨润土以提高球团品位可能是未来一个重要的应用方向。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种生产氧化球团和含碳球团的新型复合粘结剂。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种生产氧化球团和含碳球团的新型复合粘结剂，其由以下重量份组分制成：水玻璃0.01～0.5份、沥青0.003～0.2份、聚丙烯酰胺2～8份、聚乙烯醇0.07～0.4份、水22～45份。

如上所述的新型复合粘结剂，优选地，所述水玻璃0.05～0.4份、所述沥青0.005～0.15份、所述聚丙烯酰胺3～6份、所述聚乙烯醇0.09～0.3份、所述水25～40份。

一种如上所述的新型复合粘结剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、将聚丙烯酰胺溶于水，加入水玻璃、聚乙烯醇后，加热条件搅拌形成混合物；

S2、将沥青加入所述步骤S1后的混合物中，保温，充分混匀后，经过蒸发得到粉末状的复合粘结剂。

如上所述的新型复合粘结剂的制备方法，优选地，所述加热反应的温度为120～180℃。

如上所述的新型复合粘结剂的制备方法，优选地，所述保温条件为120～180℃，1～2小时。

一种如上所述新型复合粘结剂的使用方法，在生产氧化球团中，所述复合粘结剂的使用量为重量百分比0.15～2.0％，在生产含碳球团中，所述复合粘结剂的使用量为重量百分比0.15～1.5％。

进一步地，从生产成本角度及获得最优性能角度考虑，复合粘结剂的使用量为：在生产氧化球团中，所述复合粘结剂使用量优选为重量百分比0.25～1.0％，在生产含碳球团中，所述复合粘结剂的使用量优选为重量百分比0.25～0.8％。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明提供的新型复合粘结剂改善原料的亲水性，进而增加颗粒间的相互作用能；提高生球、干球强度及热稳定性。本发明的复合粘结剂，改善了颗粒表面的亲水性以及铁精矿发生作用，增强了颗粒间的化学作用能和粘滞作用能，使生球的强度有很大的提高。

本发明提供的新型复合粘结剂不仅能改善物料的成球性，生球、干球和焙烧球的各项性能，如抗压强度、落下强度、成球率以及球团的还原性等，合适的粘结剂能提高产品的质量，降低能耗。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1

先制备新型复合粘结剂：S1、将5kg聚丙烯酰胺溶于30kg水中，加入0.2kg水玻璃、0.15kg聚乙烯醇后，加热至130℃条件搅拌形成混合物；S2、将0.01kg的沥青加入上述混合物中，130℃保温1.5h，充分混匀后，经过蒸发得到粉末状的复合粘结剂。

取上述不同用量的复合粘结剂同5kg铁精矿，加水进行焖料30min，同铁精矿按照将闷好的料放入圆盘造球机内进行滚球生产一般氧化球团，滚球时转速为25r/min，倾角为42°，水分的添加量控制在9％左右，滚球的方法是最先加入少许的原料，并加入适当的水造母球，当母球的数量和尺寸达到一定条件后，边喷水边加料让球团逐渐滚大，当球团尺寸达到适当的尺寸时停止加料，让球团继续在圆盘造球机内继续滚动5-10min以进一步让球团滚动的更密实一些，达到提高球团强度的目的。将生产出来的尺寸合格的生球选出部分进行落下强度、抗压强度及爆裂温度的测量，另一部分则对其放入烘箱内进行烘干处理，烘干温度为120℃，烘干时间为120min，然后测量干球的落下强度和抗压强度，并对部分进行高温焙烧，焙烧温度为1250℃，焙烧时间为25min，焙烧完成后，将焙烧球从炉内取出放在空气中让其冷却至室温，然后测量抗压强度，氧化焙烧所用的马弗炉并通空气。测试方法均采用本领域的常规测试方法，测得实验数据如表1所示。

表1.复合粘结剂对制备氧化球团性能实验数据

将大量实验研究发现，当过多添加复合粘结剂的用量时，反而会使制备的氧化球团的抗压强度降低，所以制备氧化球团时，复合粘结剂适宜的使用量为原料总重量的0.25～1.0％。

实施例2

先制备新型复合粘结剂：S1、将6kg聚丙烯酰胺溶于32kg水，加入0.05kg水玻璃、0.1kg聚乙烯醇后，加热150℃条件搅拌形成混合物；S2、将0.15kg的沥青加入上述混合物中，150℃保温1h，充分混匀后，经过蒸发得到粉末状的复合粘结剂。

将上述复合型粘结剂、铁精矿和煤粉混匀后，再进行滚球生产含碳球团，具体地，采用加入不同用量的复合型粘结剂、与铁精矿和煤粉，根据铁精矿和煤粉的成分确定碳氧比为1的条件下进行配料，即铁精矿3kg加煤粉0.669kg，并加入预定量的上述复合粘结剂，加入7％的水混料，进行焖料30min，将生产出来尺寸合格的生球进行落下强度和抗压强度的测量，并测定爆裂温度。取一部分生球进行团进行干燥处理，测量干球强度以及对干干燥后的球团进行氧化焙烧或者还原焙烧测其抗压强度。操作同实施例1，测得的结果如表2所示。

表2.复合粘结剂对制备含碳球团性能实验数据

本发明所提供的新型复合粘结剂的使用发现，随着粘结剂含量的增加，球团表面变得越来越光滑，球团也逐渐变得比较结实，相应的球团的孔隙度也变得越来越小。当用于制备含碳球团时，复合粘结剂的使用量为原料重量比为0.25～0.8％时，可使制得的球团获得较好的性能及较低成本。

作为对比例，采用现有技术中常用的膨润土，其成分组成为重量百分比为69.7％的SiO₂、16.57％的Al₂O₃，2.07％的Fe₂O₃、2.42％的CaO、1.16％的MgO用于制备实施例1和2中的氧化球团和含碳球团，在同等条件下，用膨润土替换上述复合粘结剂进行试验，测试结果表明，同等用量的膨润土生产球团的性能均不及本实施例中复合粘结剂的性能，且本发明制备的复合粘结剂的成本要低于膨润土的成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种生产氧化球团和含碳球团的新型复合粘结剂，其特征在于，其由以下重量份组分制成：水玻璃0.01～0.5份、沥青0.003～0.2份、聚丙烯酰胺2～8份、聚乙烯醇0.07～0.4份、水22～45份。

2.如权利要求1所述的新型复合粘结剂，其特征在于，所述水玻璃0.05～0.4份、所述沥青0.005～0.15份、所述聚丙烯酰胺3～6份、所述聚乙烯醇0.09～0.3份、所述水25～40份。

3.一种如权利要求1或2所述的新型复合粘结剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将聚丙烯酰胺溶于水，加入水玻璃、聚乙烯醇后，加热条件搅拌形成混合物；

S2、将沥青加入所述步骤S1后的混合物中，保温，充分混匀后，经过蒸发得到粉末状的复合粘结剂。

4.如权利要求3所述的新型复合粘结剂的制备方法，其特征在于，所述加热反应的温度为120～180℃。

5.如权利要求3所述的新型复合粘结剂的制备方法，其特征在于，所述保温条件为120～180℃，1～2小时。

6.一种如权利要求1或2所述的新型复合粘结剂的使用方法，其特征在于，在生产氧化球团时，所述复合粘结剂的使用量为重量百分比0.15～2.0％；在生产含碳球团中，所述复合粘结剂的使用量为重量百分比0.15～1.5％。

7.如权利要求6所述的新型复合粘结剂的使用方法，其特征在于，在生产氧化球团时，所述复合粘结剂的使用量为重量百分比0.25～1.0％；在生产含碳球团中，所述复合粘结剂的使用量为重量百分比0.25～0.8％。