专利名称：铬铁粉矿冷固球团粘结剂及利用该粘结剂造球的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铬铁粉矿制球的粘结剂，尤其涉及铬铁粉矿冷固球团粘结剂及利 用该粘结剂造球的工艺。
背景技术：
随着铬矿资源的日益紧缺，块矿供应逐步减少，粉矿制球取代块矿生产碳素铬铁， 已成为目前乃至今后的主要生产形势。粉矿制球有两种方式，早期采用烧结球团，它是通过 1000°C以上的烧结而获取强度较高的球团矿；近期开发出冷固球团，它只需低温烘干，就可 获取具有足够强度的球团矿。冷固球团的应用，取消了球团高温烧结工序，不但节省了投 资，而且还是一项节能降耗和减少环境污染的新工艺，值得推广。炼铁生产早就推广了球团矿工艺，不少单位在铬矿球团的制作中，沿用了铁矿球 团粘结剂与生产工艺。但由于铬铁粉矿冶炼特性与铁矿差异较大，相比之下，铬铁粉矿的还 原难度更大，所采用的冶炼设备亦迥然不同，因而完全照搬是行不通的。早期冷固铁矿球团粘结剂主要为消石灰和糖浆。消石灰具有一定粘性，使球团 具有一定初强度，通过“养生”使Ca(OH)2吸收(X)2转变CaCO3，获得较高强度。但CaCO3在 900°C，分解放出CO2,就会失去粘结强度，使球团粉化。消石灰加糖浆，在加热过程中，可生 成新粘结相——糖酸钙，使球团保持一定强度。但糖浆来源少，不能满足大规模工业生产需 要。近期研制的冷固粘结剂(又称“球团专用粘结剂”)，主要是含腐植酸或聚丙烯酰胺的有 机粘结剂，它们能赋予球团较高的低温强度与湿态塑性。在高炉还原气氛中加热，会“碳化” 生成碳粒结点，将矿粉粘结在一起，使球团具有一定高温强度。但在冶炼铬铁的矿热炉中， 料面温度高达800°C左右，同时，炉气中含氧，有机粘结剂会迅速烧失殆尽，使球团失去强度 而粉化，造成炉况恶化，产量下降，能耗上升。因而研制铬铁粉矿冷固球团粘结剂，是当务之 急。
发明内容
本发明的目的之一，在于提供一种在冶炼铬铁的过程中，铬铁球团不会因失去强 度而粉化，使炉况恶化，产量下降，能耗上升的铬铁粉矿冷固球团粘结剂；目的之二，在于提供一种与所述粘结剂相匹配的造球工艺。为此，所采用的技术方案为一种铬铁粉矿冷固球团粘结剂，该粘结剂的各组份及 其重量百分比分别为硅微粉为70 % 80 %，轻烧氧化镁为19. 81 % 29. 78 %，三聚磷 酸钠为0. 19% 0. 22 % ；将所述三种物料在碾轮式搅拌机中，经强力搅拌，制成均勻混合物 料。一种利用所述粘结剂制球的工艺在重量比为76% 84%的铬铁粉矿中加重量比 为6 % 8 %的所述粘结剂，再加入重量比为4% 8%的兰碳粉，经碾轮式搅拌机干混2 3分钟后，外加重量比为6 % 8 %的强化剂，湿混5 10分钟，即可出料进入对辊式压球 机压制成球，再经150°C 200°C，风速1. Om/s 1. 8m/s,时间30分钟 40分钟干燥，得铬铁球团成品。本发明粘结剂的原理为应用微粉凝聚粘结原理所研制，配方中所用硅微粉具有 两大特性第一，硅微粉在水中能形成胶体，微粉表面生成硅烷醇键Si-OH，可将矿粉粘在一起，使 球团具一定湿强度。干燥后胶体脱水，由Si-OH键转变为Si-O-Si-O形式的硅氧长链，进一 步增加了矿粒间的结合力，产生较高的低温干强度；第二，硅微粉为高活性的不定形(非晶体)SiO2,它在400°C以上，就能与铬矿中铬镁尖 晶石(MgOCr2O3)反应，夺取其中的MgO，生成新的高温粘结相硅酸镁(MgO · SiO2 )，使球团 具有较高的中温强度。同时，释放出Cr2O3，自尖晶中释放出来的Cr2O3，具有较高的化学活 性，易与还原剂(碳粉)反应，得到含碳铬铁，从而加快了矿石的还原。随着温度升高，硅微粉 在800°C左右，会与铬矿中的Al2O3反应，开始生成高温粘结相莫来石，到1200°C时，莫来石 大量析出，并结晶，使球团具有较高的高温强度。配方中轻烧氧化镁细粉的加入，同样也具有两种作用作用一，轻烧氧化镁细粉与硅微粉反应，在较低温度300°C)下，就能在矿粒之间形 成粘结网状物，使之具有更高的低温强度；作用二，可改善铬矿粉的还原性能。有些铬铁粉矿中MgO/ Al2O3比<1，由于Al2O3熔 点高，生产过程中会使熔渣变粘稠，铬的还原率下降。适当提高MgO，使MgO/ Al2O3比彡1， 熔渣就会变稀，这样有利于Cr2O3的还原，提高铬的回收率。本发明的铬铁粉矿冷固球团粘结剂与市售“球团专用粘结剂”相比，具有以下特点O1、从湿态至干态，由低温到高温，都能与铬铁粉矿相互作用，生成新的粘结相，从 而保证了铬铁粉矿球团由压球一干燥一还原，整个过程中各阶段所需强度，最大限度的消 除了铬矿球团的破碎和粉化现象。与已有粘结剂相比，冶炼产量提高15 % 20 %，电耗降 低12 % 16 %，综合成本下降10 % 12 %。2、本新型铬铁粉矿冷固球团粘结剂，其中的成分均为铬铁冶炼所必须加入的物 质，在矿热炉冶炼铬铁炉料中，要配入大量硅石(SiO2)和一定量含MgO矿物(如镁砂)，以改 善铬矿还原特性和形成熔点合适的熔渣，提高铬的回收率。虽然本粘结剂的用量(质量6 % 8 %)大于已有的专用有机粘结剂(质量1.5 %)，但价格仅为后者的30%。更为重要的 是，它能确保炉况良好，实现高产节能目的，综合效益大于现有产品。3、本粘剂中含有多种促进铬铁矿还原的物质，更有利于碳素铬铁生产，这是现有 产品所不及的。4、本粘接剂所制球团，不但有湿强度和低温干强度，且有较高的中温和高温强度， 确保球团在加热还原中不破碎粉化。湿球团强度> 4次(10个球团于0. 5m高落于钢板 上，不破碎的平均次数)，干球强度> 8次(10个球自1米高落至钢板上，不破碎的平均次 数)，干燥后的球团耐压强度> ^ON /个(直径为20 mm)，大于现有粘结剂所制备球团强度 (30(T400N /个)，减少返回料，降低人工及能量耗能。5、球团具有良好的抗爆性和高温强度。球团经180°C、30分钟干燥后，在10公斤 重物加压的条件下，直接送入1000°c的高温炉中，不开裂、不粉化；再升温至1350°C保温2 小时，球体仅发生少量变形。
图1为粘结剂制作工艺流程图； 图2为冷固铬矿球团制作工艺流程图。
具体实施例方式下述实施例中的强化剂均为重量比为4%、浓度96%的NaOH溶液加重量比为96%的 水溶解而成。实施例1，一种新型铬铁粉矿冷固球团粘结剂，其各组份及重量分别为硅微粉 29kg,轻烧氧化镁粉12 kg，三聚磷酸钠0.08 kg;将所述三种物料在碾轮式搅拌机中，经强 力搅拌，制成均勻混合物料；利用所述粘结剂造球的工艺，取所述粘结剂20kg，配南非铬铁 粉矿213kg，神木兰碳粉13. 3 kg，在碾轮式搅拌机上干混2—3分钟后，加强化剂，20kg， 继续强力搅拌10分钟后出料，经对辊式压球机压制成直径为20 mm的球团，湿球团强度> 4 次(10个球团于0. 5m高落于钢板上，不破碎的平均次数)，干球强度> 8次(10个球自1米 高落至钢板上，不破碎的平均次数)。经180°C、风速1. Om/s 1. 8m/s、30分钟烘干后的球 团耐压强度> 560N /个；在1000°C的强热下不开裂、不粉化，在施压10 kg/个条件下，经 1350°C保温2小时，仅发生约20%的压缩变形，在整个加热、还原过程中，较好的保持了球团 的完整性。实施例2，一种新型铬铁粉矿冷固球团粘结剂，其各组份及重量分别为硅微粉 27.5kg，轻烧氧化镁粉9 kg，三聚磷酸钠0.07 kg;将所述三种物料在碾轮式搅拌机中，经 强力搅拌，制成均勻混合物料；利用所述粘结剂造球的工艺，取所述粘结剂20 kg，配南非铬 铁粉矿110 kg,巴西铬铁粉矿110 kg，神木兰碳粉16 kg，在碾轮式搅拌机中干混2_3分 钟，加入强化剂20kg，继续强力搅拌10分钟，出料对辊棍压球机，压制成直径为20 mm的球 团。湿球0. 5米落下强度彡5次；经180°C、风速1. Om/s 1. 8m/s、30分钟烘干后，1米落 下强度>15次。在1000°C下骤热，不开裂、不粉化，在施压10 kg/个的条件下，1350°C、2 小时加热后，仅发生22%的压缩变形，较好的保持了球团的完整性。实例3，一种新型铬铁粉矿冷固球团粘结剂，其各组份及重量分别为硅微粉32 kg,轻烧氧化镁粉8 kg，三聚磷酸钠0.08 kg;将所述三种物料在碾轮式搅拌机中，经强力 搅拌，制成均勻混合物料；利用所述粘结剂造球的工艺，取所述粘结剂^kg,配南非铬铁粉 矿170 kg，马达加斯铬铁粉矿170 kg，神木兰炭粉20 kg，在碾轮式搅拌机中干混2_3分 钟会，加强化剂30kg，继续强力搅拌10分钟后，出料经对辊压球机压制成直径为20 mm的球 团。湿球0. 5米落下强度彡4次；经180°C、风速1. Om/s 1. 8m/s、30分钟烘干后，2米落 下强度> 8次；干球经1000°C骤热不开裂、不粉化；1350°C、2小时加热还原，球体仅压缩变 形18%，保持了球团的完整性。实施例4，一种新型铬铁粉矿冷固球团粘结剂，其各组份及重量分别为硅微粉沈 kg,轻烧氧化镁粉93kg，三聚磷酸钠0.08 kg;将所述三种物料在碾轮式搅拌机中，经强力 搅拌，制成均勻混合物料；利用所述粘结剂造球的工艺，取所述粘结剂30kg，配南非铬铁粉 矿155 kg，马达加斯铬铁粉矿200 kg，神木兰炭粉32. 3 kg，在碾轮式搅拌机中干混2 3 分钟会，加强化剂34. f^kg，继续强力搅拌10分钟后，出料经对辊压球机压制成直径为20 mm的球团。湿球0. 5米落下强度彡4次；经180°C、风速1. Om/s 1. 8m/s、30分钟烘干后，1. 5 米落下强度> 8次；干球经1000°C骤热不开裂、不粉化；1350°C、2小时加热还原，球体仅压 缩变形19%，保持了球团的完整性。 实施例5，取新型铬铁粉矿冷固球团粘结剂，其各组份及重量分别为硅微粉40 kg,轻烧氧化镁粉14kg，三聚磷酸钠0. Ilkg ；将所述三种物料在碾轮式搅拌机中，经强力搅 拌，制成均勻混合物料；利用所述粘结剂造球的工艺，取所述粘结剂35kg，配南非铬铁粉矿 250kg，马达加斯铬铁粉矿132 kg，神木兰炭粉23 kg，在碾轮式搅拌机中干混2—3分钟会， 加强化剂32kg，继续强力搅拌10分钟后，出料经对辊压球机压制成直径为20 mm的球团。湿 球0. 5米落下强度彡4次；经180°C、风速1. Om/s 1. 8m/s、30分钟烘干后，1. 5米落下强度 彡8次；干球经1000°C骤热不开裂、不粉化；1350°C、2小时加热还原，球体仅压缩变形19%， 保持了球团的完整性。
权利要求
1.一种铬铁粉矿冷固球团粘结剂，其特征在于所述粘结剂的各组份及其重量百分比 分别为硅微粉为70 % 80 %，轻烧氧化镁为19. 81 % 29. 78 %，三聚磷酸钠为0. 19% 0. 22 % ；将所述三种物料在碾轮式搅拌机中，经强力搅拌，制成均勻混合物料。
2.一种利用权利要求1的粘结剂制球的工艺，其特征在于在重量比为76% 84%的 铬铁粉矿中加重量比为6 % 8 %的所述粘结剂，再加入重量比为4% 8%的兰碳粉，经碾 轮式搅拌机干混2 3分钟后，再加重量比为6 % 8 %的强化剂，湿混5 10分钟，即可 出料进入对辊式压球机压制成球，再经150°C 200°C，风速1. Om/s 1. 8m/s,时间30分 钟 40分钟干燥，得铬铁球团成品。
3.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于所述强化剂为重量比为4%、浓度96%的 NaOH溶液加重量比为96%的水溶解而成。
全文摘要
一种铬铁粉矿冷固球团粘结剂，其各组份及重量比为硅微粉为70﹪～80﹪，轻烧氧化镁为19.81﹪～29.78﹪，三聚磷酸钠为0.19%～0.22﹪；而利用所述粘结剂制球的工艺为:在重量比为76%～84%的铬铁粉矿中加重量比为6﹪～8﹪的所述粘结剂，再加入重量比为4%～8%的蓝炭粉，经碾轮式搅拌机干混2～3分钟后，再加重量6﹪～8﹪的强化剂，湿混5～10分钟，即可出料进入对辊式压球机压制成球，再经150℃～200℃，风速1.0m/s～1.8m/s，时间30分钟～40分钟干燥，得铬铁球团成品。使用本发明生产的碳素铬铁，产量提高15%～20%，电耗下降12%～16%，综合成本降低10%～12%。
文档编号C22B1/243GK102051474SQ20101059250
公开日2011年5月11日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者彭镜鑫, 田立忠, 魏文 申请人:兰州三普电力有限公司