一种高性能的球团矿粘结剂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高性能的球团矿粘结剂，属于冶金球团粘结剂【技术领域】。本发明的各组分按如下质量份组成：膨润土35-42份，活性石灰5-8份，聚乙二醇2-4份，聚酯树脂2-3份，粉煤灰1-2份，烧结矿筛下料5-9份，氧化锆1份，淀粉4-7份，食盐1-3份，聚氨基甲酸酯1-3份，酚醛树脂2-4份。本发明的一种高性能的球团矿粘结剂，将钢铁企业的废弃物作为球团矿粘结剂的部分组分使用，使废物得到资源化利用，且烧残率低，使球团矿的冶金性能得到改善，入炉矿石的品位提高，且减少了高炉炼铁冶炼的渣量，燃耗降低，具有良好的经济效益。
【专利说明】一种高性能的球团矿粘结剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及冶金球团粘结剂【技术领域】，更具体地说，涉及一种高性能的球团矿粘结剂。
【背景技术】
[0002]球团矿是球团法得到的产品，是将细磨精矿制成能满足钢铁冶炼要求的块状物料，其过程为:用细磨的铁精矿或含铁粉料、添加剂或粘结剂按一定的比例配料、混匀，经造球机滚动造球或压团机压块成生球，然后采用干燥、焙烧或其它方法使之硬化固结。球团矿根据不同方法可得氧化球团矿、冷固球团矿、金属化球团矿等，其中，各种球团矿的成型均离不开粘结剂。 [0003]目前，球团矿已经成为钢铁行业的主要入炉原料之一，球团矿质量与球团矿成本也是钢铁企业降低成本的主要瓶颈。冶金球团使用的粘结剂一般分为二大类:一是有机粘合剂，二是无机粘合剂。有机粘结剂，粘结效果好，用量少，但其价格较高，应用不成熟，对精矿粉和造球工艺要求苛刻，而且有机粘结剂在升温预热焙烧过程中，会发生氧化分解等反应，产生应力，破坏预热球团结构，造成预热强度很低，因此我国应用较少。无机粘结剂主要是膨润土，部分使用白灰或其他黏土类粘结剂，膨润土粘结剂应用成熟，且我国膨润土资源丰富，开采加工成本低、适应性强、可控范围广；但是其烧残率高，使用膨润土作为粘结剂必然导致入炉原料的铁品位降低，并增加了硅的含量，使高炉炼铁冶炼的渣量增加，高炉系数下降，燃耗上升。因此，急需寻求既要满足球团生产要求，又能减少膨润土加入量的低残留粘结剂，从而减少带入对炼铁、炼钢有害的成分，提高球团矿的冶金性能，并为后期冶炼提供更好的冶炼基础。
[0004]经专利检索，中国专利号:ZL201110021863.3，授权公告日:2012年7月4日，发明创造的名称为:一种粘结剂及制备方法、以及作为冶金球团粘结剂的应用，其由下列组分组成:聚丙烯酰胺，腐殖酸钠，硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐混合物，玉米淀粉混合物、聚丙烯酰胺铝酸钠混合物之一或二者组合，前述粘结剂加入到200目筛通过率不小于70%的造球铁精粉中混匀、造球；该申请案虽然有较高的烧损，但是其生产步骤复杂，用该粘结剂所生产的生球的抗压性能较差，该粘结剂的性能有待提高，且没有将冶金废物资源化应用。
【发明内容】
[0005]1.发明要解决的技术问题
[0006]本发明的目的在于克服现有技术中，冶金废弃物难以综合利用，现有粘结剂的烧残率高，严重影响入炉铁矿石的品位，且生产的球团矿的冶金性能较差的不足，提供了一种高性能的球团矿粘结剂，该粘结剂不但资源化利用了冶金废弃物，且粘结剂的粘结性强，使得粘结剂的用量降低，入炉铁矿石的品位得到提高，减少带入对炼铁、炼钢有害的成分，提高球团矿的综合冶金性能。
[0007]2.技术方案[0008]为达到上述目的，本发明提供的技术方案为:
[0009]本发明的一种高性能的球团矿粘结剂，各组分按如下质量份组成:
[0010]
膨润土35-42份
活性石灰5-8份
聚乙二醇2-4份
聚酯树脂2-3份
粉煤灰1-2份
烧结矿筛下料5-9份
氧化锆1份
淀粉4-7份
食盐1-3份
聚氨基甲酸酯1-3份
酚醛树脂2-4份。
[0011]更进一步地，所述的粉煤灰和烧结矿筛下料的平均粒径为42-74微米。
[0012]更进一步地，各组分按如下质量份组成:
[0013]
膨润土38份
活性石灰7份
聚乙二醇3份
聚酯树脂3份
粉煤灰1份
烧结矿筛下料8份
氧化锆1份
淀粉5份
食盐2份
聚氨基甲酸酯2份
酚醛树脂3份
[0014]更进一步地，所述的聚酯树脂为饱和聚酯树脂。
[0015]本发明的一种高性能的球团矿粘结剂的制备方法，其步骤为:
[0016](I)按质量比称取膨润土 35-42份、活性石灰5-8份、聚乙二醇2_4份和聚酯树脂2-3份，在搅拌机 中混合搅拌25-30分钟，搅拌速度为250r/min，混合均匀得混合物A ；
[0017](2)按质量比称取粉煤灰1-2份、烧结矿筛下料5-9份和氧化锆1份，并将粉煤灰和烧结矿筛下料分别在研磨机中研磨成平均粒径为42-74微米的粉末，而后将粉煤灰粉末、烧结矿筛下料粉末、氧化锆与步骤(1)得到的混合物A混合，在搅拌机中混合搅拌35-45分钟，搅拌速度为180r/min，混匀得混合物B ；
[0018](3)按质量比称取淀粉4-7份、食盐1-3份、聚氨基甲酸酯1-3份和酚醛树脂2_4份，在搅拌机中混合搅拌20-25分钟，搅拌速度为150r/min，混匀得混合物C ；
[0019](4)将步骤(2)得到的混合物B与步骤(3)得到的混合物C混合，混合均匀后即得粘结剂。
[0020]3.有益效果
[0021]采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果:
[0022](1)本发明的一种高性能的球团矿粘结剂，该粘结剂具有较强的粘结性，使得粘结剂的用量减少，减少了膨润土的使用，同时，烧残率低，使得入炉铁矿石的品位得到提高，减少了高炉炼铁冶炼的渣量，燃耗降低；
[0023](2)本发明的一种高性能的球团矿粘结剂，该粘结剂可直接应用于现有的圆盘造球机，不需要对现有的造球设备进行工艺上的改进，节约成本；
[0024](3)本发明的一种高性能的球团矿粘结剂，该粘结剂通过特定组分配比，不但克服了无机粘结剂使球团矿的品位降低的缺点，且减少了带入的有害杂质，使球团矿的冶金性能得到改善；
[0025](4)本发明的一种高性能的球团矿粘结剂，制备方法简单方便，并将冶金废弃的粉煤灰和烧结矿筛下料作为粘结剂的组分使用，资源化利用了冶金废弃物。
【具体实施方式】
[0026]为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0027]实施例1
[0028]本实施例的一种高性能的球团矿粘结剂，其组分和含量如下:膨润土 38kg，活性石灰7kg，聚乙二醇3kg，聚酯树脂3kg，粉煤灰1kg，烧结矿筛下料8kg，氧化锆1kg，淀粉5kg,食盐2kg,聚氨基甲酸酯2kg,酹醒树脂3kg。
[0029]值得说明的是，上述的活性石灰又称为软烧石灰，是在煅烧温度1100°C左右而获得的晶粒小、孔隙率高、体积密度小的石灰，且本实施例所采用的活性石灰的活性度在330ml/4N-HCl 以上。
[0030]本实施例的一种高性能的球团矿粘结剂所采用的聚乙二醇为PEG-3000，分子量在2700至3300之间，熔点为51-53°C，常温下为乳白色固体粉末。上述的聚酯树脂可根据合成原料中是否含有除苯环外的不饱和键，分为不饱和聚酯和饱和聚酯，本实施例的聚酯树脂为312C无油醇酸树脂，该312C无油醇酸树脂为高分子量线型饱和聚酯树脂。
[0031]上述的粉煤灰是引风机将燃煤烟气排入大气之前，急冷呈玻璃体状态的细粒，经过除尘器，被分离、收集得到的细粒，该粉煤灰成分的质量百分含量为=SiO2:45.5%，Al2O3:29.6%, Fe2O3:9.2%, CaO:6.5%, MgO:3.6%, Na2CHK2O:2.5%，其余杂质:3.1% ;此外，高炉生产过程中，如果入炉料物粒度太细，则阻力大，料柱透气性差，影响高炉顺行，因此必须通过筛分来控制入炉物料的粒度，本发明所采用的烧结矿筛下料，即为烧结矿入炉之前的筛下细料。[0032]上述的淀粉为马铃薯淀粉、酯化淀粉和小麦淀粉的混合物，其中各组分的质量百分含量为:马铃薯淀粉:38.5%，酯化淀粉:24%，小麦淀粉:37.5%，且马铃薯淀粉、酯化淀粉和小麦淀粉加入到200目筛的通过率为75%。
[0033]上述的酚醛树脂为线型酚醛树脂，其是在酸性催化剂存在下，由过量苯酚与甲醛缩聚制得的一种热塑性酚醛树脂。
[0034]本实施例的一种高性能的球团矿粘结剂的制备方法，其步骤如下:
[0035](I)按质量比称取膨润土 38kg、活性石灰7kg、聚乙二醇3kg和聚酯树脂3kg，在搅拌机中混合搅拌28分钟,搅拌速度为250r/min,混合均匀得混合物A ；
[0036](2)按质量比称取粉煤灰1kg、烧结矿筛下料8kg和氧化锆1kg，并将粉煤灰和烧结矿筛下料分别在研磨机中研磨成平均粒径为42-74微米的粉末，而后将粉煤灰粉末、烧结矿筛下料粉末、氧化锆与步骤(1)得到的混合物A混合，在搅拌机中混合搅拌40分钟，搅拌速度为180r/min，混匀得混合物B ；
[0037](3)按质量比称取淀粉5kg、食盐2kg、聚氨基甲酸酯2kg和酚醛树脂3kg，在搅拌机中混合搅拌22分钟，搅拌速度为150r/min，混匀得混合物C ；
[0038](4)将步骤(2)得到的混合物B与步骤(3)得到的混合物C混合，混合均匀后即得粘结剂。
[0039]实施例2
[0040]本实施例的一种高性能的球团矿粘结剂，其基本内容同实施例1,不同之处在于:各组分和含量如下:膨润土 35kg，活性石灰5kg，聚乙二醇2kg，聚酯树脂2kg，粉煤灰1kg，烧结矿筛下料5kg,氧化错Ikg,淀粉4kg,食盐Ikg,聚氨基甲酸酯Ikg,酹醒树脂2kg。
[0041]本实施例的一种高性能的球团矿粘结剂的制备方法，其步骤如下:
[0042](1)按质量比称取膨润土 35kg、活性石灰5kg、聚乙二醇2kg和聚酯树脂2kg，在搅拌机中混合搅拌25分钟,搅拌速度为250r/min,混合均匀得混合物A ；
[0043](2)按质量比称取粉煤灰1kg、烧结矿筛下料5kg和氧化锆1kg，并将粉煤灰和烧结矿筛下料分别在研磨机中研磨成平均粒径为42-74微米的粉末，而后将粉煤灰粉末、烧结矿筛下料粉末、氧化锆与步骤(1)得到的混合物A混合，在搅拌机中混合搅拌35分钟，搅拌速度为180r/min，混匀得混合物B ;
[0044](3)按质量比称取淀粉4kg、食盐1kg、聚氨基甲酸酯Ikg和酚醛树脂2kg，在搅拌机中混合搅拌20分钟，搅拌速度为150r/min，混匀得混合物C ；
[0045](4)将步骤(2)得到的混合物B与步骤(3)得到的混合物C混合，混合均匀后即得粘结剂。
[0046]实施例3
[0047]本实施例的一种高性能的球团矿粘结剂，其基本内容同实施例1，不同之处在于:各组分和含量如下:膨润土 42kg，活性石灰8kg，聚乙二醇4kg，聚酯树脂3kg，粉煤灰2kg，烧结矿筛下料9kg,氧化错Ikg,淀粉7kg,食盐3kg,聚氨基甲酸酯3kg,酹醒树脂4kg。
[0048]本实施例的一种高性能的球团矿粘结剂的制备方法，其步骤如下:
[0049](I)按质量比称取膨润土 42kg、活性石灰8kg、聚乙二醇4kg和聚酯树脂3kg，在搅拌机中混合搅拌30分钟,搅拌速度为250r/min,混合均匀得混合物A ；
[0050](2)按质量比称取粉煤灰2kg、烧结矿筛下料9kg和氧化锆1kg，并将粉煤灰和烧结矿筛下料分别在研磨机中研磨成平均粒径为42-74微米的粉末，而后将粉煤灰粉末、烧结矿筛下料粉末、氧化锆与步骤(1)得到的混合物A混合，在搅拌机中混合搅拌45分钟，搅拌速度为180r/min，混匀得混合物B ;
[0051](3)按质量比称取淀粉7kg、食盐3kg、聚氨基甲酸酯3kg和酹醒树脂4kg,在搅拌机中混合搅拌25分钟,搅拌速度为150r/min,混匀得混合物C ；
[0052](4)将步骤(2)得到的混合物B与步骤(3)得到的混合物C混合，混合均匀后即得粘结剂。
[0053]实施例1~3中，通过上述制备方法所制得的球团矿粘结剂应保持密封，否则，应在48小时内使用。使用时，粘结剂的加入量为精矿粉质量的1.1%，用混料设备将其混合均匀成混合料，而后加入圆盘造球机中，在圆盘造球机上向精矿粉和粘结剂的混合物中喷水，粘结剂吸水后成为胶泥，在圆盘造球机滚动机械力的作用下，团块中的“胶泥”从内向外挤排，到球团表面后粘合精矿粉和粘结剂的混合粉料，如此反复多次使球长大，直至形成合格球团排出圆盘造球机，就得到生球团。将成型生球团输送到竖炉进行高温焙烧，得到合格的熟球团。
[0054]分别对实施例1~3中的粘结剂生产的生球团和熟球团进行性能检测，表1为应用实施例1~3中的粘结剂生产的球团与应用膨润土生产的球团的性能指标对比。
[0055]表1实施例1~3中的粘结剂生产的球团与应用膨润土生产的球团的性能指标对t匕
[0056]
【权利要求】
1.一种高性能的球团矿粘结剂，其特征在于:各组分按如下质量份组成:膨润土35-42份活性石灰5-8份聚乙二醇2-4份聚酯树脂2-3份粉煤灰1-2份烧结矿筛下料5-9份氧化锆1份淀粉4-7份食盐1-3份聚氨基甲酸酯1-3份酚醛树脂2-4汾。
2.根据权利要求1所述的一种高性能的球团矿粘结剂，其特征在于:所述的粉煤灰和烧结矿筛下料的平均粒径为42-74微米。
3.根据权利要求1或2所述的一种高性能的球团矿粘结剂，其特征在于:各组分按如下质量份组成:膨润土38份活性石灰1份聚乙二醇3份聚酯树脂3份粉煤灰1份烧结矿筛下料8份氧化锆I丨分淀粉5份食盐2份聚氨基甲酸酯2份酚醛树脂3份。
4.根据权利要求2或3所述的一种高性能的球团矿粘结剂，其特征在于:所述的聚酯树脂为饱和聚酯树脂。
【文档编号】C22B1/242GK103602804SQ201310659623
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】杨建 , 吴雪健, 从文奇, 从俊强, 马南楠 申请人:安徽工业大学