一种提高铁精矿生球团强度的方法
【专利摘要】本发明公开了一种提高铁精矿生球团强度的方法，该方法是将一定浓度的腐植酸钠溶液用酸调节pH到6.0～8.0之间后，均匀添加到铁精矿表面，混合均匀后，润磨预处理，造球。该方法操作简单、成本低，适用于各种铁精矿的造球，特别适用于难造球铁精矿的造球，且腐植酸钠的用量少，而制得的生球落下强度和抗压强度明显提高，满足球团生产的要求。
【专利说明】—种提高铁精矿生球团强度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种提闻铁精矿生球团强度的方法，特别涉及一种提闻难造球铁精矿生球团强度的方法，属于冶金工程材料领域。
【背景技术】
[0002]近年来我国球团工业得到了大力发展，球团矿占高炉炉料的比例逐年升高，为高炉生产的增产节能、降本增效提供了优质的炉料。但由于目前球团生产普遍采用膨润土为粘结剂，其用量一般为2%~3% (少数高达到5%左右)。生产实践证明，90%左右的膨润土将残留在成品球团矿中，导致球团矿的TFe品位降低，而有机粘结剂是以高分子有机物为主要成分的物质，在低温下其粘结性能明显高于膨润土，而在中、高焙烧温度条件下全部或绝大部分燃烧挥发。采用有机粘结剂替代膨润土，提高球团矿品质，是实现高炉“精料方针”重要途径，这一观点已得到业界的广泛认同。因此，国内外各大钢铁企业及高校在有机粘结剂的开发和应用方面做了大量的研究。由中南大学研发成功的腐植酸钠粘结剂，其可部分取代膨润土，甚至当其添加至某些铁精矿中时，可以完全取代膨润土，如钒钛磁铁精矿。然而，对于部分难成球的铁精矿(含氟磁铁精矿、镜铁矿、浮选赤铁精矿等)，采用腐植酸钠粘结剂完全取代膨润土，当腐植酸钠用量达1.5%时，生球落下强度仍然较低，小于3次/0.5m，不能满足造球生产的要求。不同性质和种类的铁精矿与腐植酸钠粘结剂的匹配性不尽相同，导致腐植酸钠粘结剂在球团生产中的推广和应用受到了限制。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的铁精矿造球工艺中存在粘结剂使用量大，生球强度不高的缺陷，本发明的目的是在于提供一种能有效改善铁精矿生球强度，降低粘结剂使用量的方法，该方法操作简单、成本低，特别适用于难成球铁精矿的造球，可显著改善难造球铁精矿的成球性能，获得高强度的生球。
[0004]本发明提供了一种提高铁精矿生球团强度的方法，该方法是将浓度为100~150g/L的腐植酸钠溶液用酸调节pH到6.0~8.0之间后，均匀添加到铁精矿表面，混合均匀后，润磨预处理，造球；其中，腐植酸钠溶液在铁精矿中的添加量以腐植酸钠的干基质量计，占铁精矿干基质量的0.2%~0.8%。
[0005]本发明的一种提高铁精矿生球团强度的方法，还包括以下优选方案:
[0006]优选的方案中腐植酸钠溶液由以下方法制备得到:将低阶褐煤和/或风化煤用浓度为0.1~0.5mol/L的氢氧化钠溶液在60~80°C温度下进行抽提得到。
[0007]进一步优选的方案中腐植酸钠溶液由以下方法制备得到:浓度为0.1~0.5mol/L的氢氧化钠溶液与低阶褐煤和/或风化煤按质量比3:1~6:1混合，在60~80°C下进行抽提30~90min，得到浓度为100~150g/L的腐植酸钠溶液。
[0008]优选的方案中酸为浓度在I~5mol/L之间的盐酸溶液。
[0009]本发明的有益效果:发明人开展的大量研究发现，腐植酸钠溶液中腐植酸钠的聚集形态、结构随溶液的pH值的变化而发生改变，而腐植酸钠聚集形态、结构的变化导致腐植酸钠溶液粘度也发生明显变化。本发明经过大量实验研究发现，将一定浓度的腐植酸钠溶液的PH调节到6.0~8.0时，腐植酸钠溶液在该pH值条件下的粘度特别适合于铁精矿颗粒之间发生相互粘结，并且在起粘结作用的同时又能够在铁矿颗粒表面产生相对滑动，使得球团受到冲击时产生抵抗剪切应力的作用，保证球团不破裂，从而提高了铁精矿球团的落下和抗压强度。本发明所述的腐植酸钠溶液不受铁精矿种类的局限，适应于各种铁精矿的造球，并且在较少的腐植酸钠用量条件下，而使生球的落下强度和抗压强度得到提高。采用本方法克服了腐植酸钠粘结剂与部分难成球铁精矿匹配性差的缺点，使得腐植酸钠粘结剂可更广泛地用于不同种类铁精矿的造球。此外，本发明方法操作简单，可保证原有造球生产工艺基本不变，设备投资少，特别适用于难成球铁精矿的造球。
【具体实施方式】
[0010]以下实施例旨在进一步说明本
【发明内容】
，而不是限制本发明的保护范围。
[0011 ] 下面结合实施例对本发明进一步说明。
[0012]对比实施例1
[0013]将腐植酸钠粉末按占铁精矿干基重量的1.5wt%比例添加至-200目为98.6%的含氟磁铁矿中混匀，进行润磨预处理后造球，生球的落下强度为2.7次/0.5m，抗压强度为
10.SN/个，不能满足造球生产要求(要求落下强度大于3.0次/0.5m)。
[0014]对比实施例2
[0015]将市售腐植酸钠粉末按占铁精矿干基重量的1.5wt %比例添加至-200目为89.3%的浮选赤铁精矿混匀，进行润磨预处理后造球，生球落下强度为2.4次/0.5m,抗压强度为10.3N/个，不能满足造球生产要求。
[0016]对比实施例3
[0017]将市售腐植酸钠粉末按占铁精矿干基重量的1.5wt %比例添加至-200目为92.5%的镜铁矿中混匀，进行润磨预处理后造球，生球落下强度为1.7次/0.5m，抗压强度为9.4N/个，不能满足造球生产要求。
[0018]对比实施例4
[0019]以低阶褐煤为原料，按照氢氧化钠溶液与低阶褐煤质量比为3:1加入0.5mol/L的NaOH溶液，在75°C下抽提50min，得到浓度为122g/L的腐植酸钠溶液。再用浓度为5mol/L的HCl溶液调节腐植酸钠粘结剂溶液pH值至4.0。将所得腐植酸钠溶液按腐植酸钠干重占铁精矿干基重量1.0wt %的比例添加至-200目为98.6%的含氟磁铁矿中混匀，再进行润磨预处理后造球，生球落下强度为2.9次/0.5m，抗压强度为12.6N/个，不能满足造球生产要求。
[0020]对比实施例5
[0021]以风化煤为原料，按照氢氧化钠溶液与风化煤质量比为5:1加入0.lmol/L的NaOH溶液，在80°C下抽提60min，得到浓度为131g/L的腐植酸钠溶液。再用浓度为lmol/L的HCl溶液调节腐植酸钠粘结剂溶液pH值至10.0。将所得腐植酸钠溶液按腐植酸钠干重占铁精矿干基重量的1.0wt %比例添加至-200目为89.3%的浮选赤铁精矿中混匀，再进行润磨预处理后造球，生球落下强度为2.9次/0.5m，抗压强度为11.7N/个，不能满足造球生产要求。
[0022]实施例1
[0023]以低阶褐煤为原料，按照氢氧化钠溶液与低阶褐煤质量比为3:1加入0.lmol/L的NaOH溶液，在80°C下抽提30min，得到浓度为116g/L的腐植酸钠溶液。再用浓度为lmol/L的HCl溶液调节腐植酸钠粘结剂溶液pH值至6.0。将所得腐植酸钠溶液按腐植酸钠干重占铁精矿干基重量的0.2wt %比例添加至-200目为98.6%的含氟磁铁矿中混匀，再进行润磨预处理后造球，生球落下强度为3.9次/0.5m，抗压强度为18.2N/个，满足造球生产要求。
[0024]实施例2
[0025]以风化煤为原料，按照氢氧化钠溶液与风化煤质量比为5:1加入0.3mol/L的NaOH溶液，在75°C下抽提60min，得到浓度为137g/L的腐植酸钠溶液。再用浓度为3mol/L的HCl溶液调节腐植酸钠粘结剂溶液pH值至7.0。将所得腐植酸钠溶液按腐植酸钠干重占铁精矿干基重量的0.6wt %比例添加至-200目为89.3%的浮选赤铁精矿中混匀，再进行润磨预处理后造球，生球落下强度为5.2次/0.5m，抗压强度为15.SN/个，满足造球生产要求。
[0026]实施例3
[0027]以低阶褐煤和风化煤的混合煤样为原料，按照氢氧化钠溶液与风化煤质量比为6:1加入0.5mol/L的NaOH溶液，在75°C下抽提90min，得到浓度为142g/L的腐植酸钠溶液。再用浓度为5mol/L的HCl溶液调节腐植酸钠粘结剂溶液pH值至8.0。将所得腐植酸钠粘结剂溶液按干重占铁精矿重量的0.8wt%比例添加至镜铁矿中混匀，再进行润磨预处理后造球，所得生球水分为7.7 %，生球落下强度为4.8次/0.5m,抗压强度为16.6N/个，满足造球生产要求。
【权利要求】
1.一种提高铁精矿生球团强度的方法，其特征在于，将浓度为100~150g/L的腐植酸钠溶液用酸调节PH到6.0~8.0之间后，均匀添加到铁精矿表面，混合均匀后，润磨预处理，造球；其中，腐植酸钠溶液在铁精矿中的添加量以腐植酸钠的干基质量计，占铁精矿干基质量的0.2%~0.8%。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的腐植酸钠溶液由以下方法制备得到:将低阶褐煤和/或风化煤用浓度为0.1~0.5mol/L的氢氧化钠溶液在60~80°C温度下进行抽提得到。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将浓度为0.1~0.5mol/L的氢氧化钠溶液与低阶褐煤和/或风化煤按质量比3:1~6:1混合，在60~80°C下抽提30~90min，过滤后得到浓度为100~150g/L的腐植酸钠溶液。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的酸为浓度在I~5mol/L之间的盐酸溶液。
【文档编号】C22B1/244GK104178626SQ201410430831
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】张元波, 李光辉, 姜涛, 周友连, 范晓慧, 郭宇峰, 杨永斌, 黄柱成, 李骞, 陈许玲, 彭志伟, 甘敏, 徐斌, 孙阳, 陈军, 游志雄, 苏子键, 刘兵兵, 刘臣 申请人:中南大学