一种铁矿球团用复合粘结剂及其制备和使用方法与流程

文档序号：13708971阅读：486来源：国知局

本发明涉及钢铁冶金工业中球团生产技术领域，具体涉及一种铁矿球团用复合粘结剂及其制备和使用方法。

背景技术：

随着可直接入炉炼铁的富矿资源日益枯竭，贫矿资源的开发得到迅速发展。贫矿资源经过破碎、磨矿和选别等工艺可得到高品位的铁精矿粉，但铁精矿粉难以直接入炉，必须经过造块才能入炉冶炼。烧结和球团是两种不同的细磨铁精粉造块技术。铁矿球团因具有TFe品位高、物理性能和冶金性能良好等优点，被认为是优化高炉炉料结构的优质炉料。

球团粘结剂是制备铁矿氧化球团不可缺少的原料。膨润土具有成本低、改善物料成球性能等优点，添加膨润土的铁矿湿球抗压和落下强度高、成品球物理冶金性能好，膨润土因而是国内外广泛使用的球团粘结剂。球团生产中，我国膨润土粘结剂的实际用量为2.0％～3.0％，高者达5.0％以上。然而，膨润土的主要成分为含硅铝的矿物，这势必会降低球团矿的铁品位。球团生产实践表明，膨润土的配比每增加1％，球团矿铁品位降低0.6％左右，入炉铁品位每降低1.0％，高炉炼铁焦比增加2.0％，产量降低3.0％。铁品位降低和炼铁能耗的增加是膨润土作为粘结剂生产球团的最大弊端。由此可见，开发低成本、低硅铝含量、高效的新型有机或复合粘结剂，对我国球团工业的发展是十分迫切的。

采用有机粘结剂替代膨润土，在相同的炉料碱度下能减少熔剂消耗量及高炉渣量，提高球团铁品位。在有机粘结剂开发与应用方面，领先的有美国和西欧等国家，应用较为成熟的有Peridur，Alcotac，SNF-FLoform等粘结剂。有机粘结剂在高温时已基本燃尽且残留少，不能为高温固结提供渣键，存在爆裂温度低，粉末量大，预热和焙烧球团强度差等问题。相关研究表明，向有机粘结剂中添加低熔点的硼化物等添加剂能增大渣键量，促进磁铁矿的氧化，从而提高氧化球团和焙烧球团强度。然而，硼化物对高炉炼铁的影响机理尚未完全探明。

本发明以低燃烧残留的高分子有机物为有机粘结组分，以分解温度低、不含硅铝的碳酸钙为无机增强组分，合成一种新型复合粘结剂。该新型复合粘结剂粘结性好、用量少；高温焙烧残留少，球团中有效铁品位几乎不降低；生产的湿球、预热球和焙烧球强度满足工业指标要求；增加了球团中有益熔剂组分，冶金性能良好。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种铁矿球团用复合粘结剂及其制备和使用方法，制得的复合粘结剂粘结性能好、用量低、残留少，并且将此复合粘结剂应用到铁矿球团制备中，能显著提高焙烧球强度，能提高球团矿铁品位，提高炼铁经济效益。

本发明的铁矿球团用复合粘结剂，组成包括淀粉醚类、纤维素醚类、瓜尔胶类和碳酸钙，其中，各组分的质量百分比为：淀粉醚类为5～40％，纤维素醚类为5～20％，瓜尔胶类为5～20％，碳酸钙为50～70％。

其中，所述的淀粉醚类为羟丙基淀粉、醋酸酯淀粉、羧甲基淀粉或玉米淀粉中的一种或几种混合物，其粒径均小于100目；

所述的纤维素醚类为羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或两种混合物，其粒径均小于100目；

所述的瓜尔胶类为阳离子瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶中的一种或两种混合物，其粒径均小于100目；

所述的碳酸钙粒径为0.02～1.0微米。

本发明的铁矿球团用复合粘结剂的制备方法为：铁矿球团用复合粘结剂原料，按配比称量后，混合均匀，即得铁矿球团用复合粘结剂。

本发明的铁矿球团用复合粘结剂的使用方法，为下述的(1)或(2)：

(1)将铁矿球团用复合粘结剂，加入铁精矿中，混匀、造球、焙烧，得到铁矿氧化球团；其中，按质量比，铁矿球团用复合粘结剂：铁精矿＝0.60～1.20％；

(2)将铁矿球团用复合粘结剂均匀分散到水中，制得均匀性浆体；将均匀性浆体加入铁精矿中，混匀、造球、焙烧，得到铁矿氧化球团；其中，按质量比，铁矿球团用复合粘结剂：铁精矿＝0.60～1.20％；铁矿球团用复合粘结剂：水＝(1:5)～(1:10)。

本发明以低燃烧残留的高分子有机物为有机粘结组分，以分解温度低、不含硅铝的碳酸钙为无机增强组分，合成一种新型复合粘结剂。本发明复合粘结剂中的高分子有机物粘度高、粘结性能好，能保证铁矿球团的湿球和干球强度；本发明复合粘结剂中的碳酸钙粒度小、比表面积大，遇水并与高分子有机物作用后能增大高分子有机物的粘度，可进一步提高铁矿球团的湿球和干球强度；本发明复合粘结剂中的碳酸钙热分解温度低(600℃左右)，能在较低的焙烧温度下熔化成液相，促进铁矿颗粒相互靠近接触，促进铁矿颗粒的氧化和微晶键的形成，最终提高了铁矿球团的预热球和焙烧球强度。

一种铁矿球团用复合粘结剂及其制备和使用方法，与现有技术相比，其有益效果在于：

1.解决了膨润土粘结剂降低球团矿TFe品位和增加炼铁能耗的问题。与2％膨润土用量的铁矿球团相比，本复合粘结剂可提高1.07％左右的球团TFe品位，炼铁焦比相应降低2％左右。

2.解决了有机粘结剂降低预热和焙烧球强度的难题，使用本发明的复合粘结剂制备的预热球抗压强度大于550N/个，焙烧球抗压强度大于2600N/个，满足工业生产要求(预热球抗压强度500N/个，焙烧球抗压强度2500N/个)。

3.使用本发明复合粘结剂时，由于本身含有较多含量的碳酸钙，可减少高炉熔剂用量，提高球团矿的还原性等冶金性能；本发明复合粘结剂不含硅铝等成分，而膨润土的硅铝成分需在高炉炼铁中添加熔剂除去，相比膨润土，本发明复合粘结剂的使用能进一步减少熔剂用量。

4.本发明复合粘结剂粘结性能优异，既可以水为载体制成分散性溶液，亦可以粉末状加入铁精矿中。此外，本发明粘结剂可和膨润土配合使用，降低膨润土用量。

5.使用本发明复合粘结剂，能使高炉增产节焦，提高炼铁经济效益。

具体实施方式

以下实施例中，使用方法均是将复合粘结剂加入铁精矿后，经过混匀，造球，得到湿球；在105℃下烘干，得到干球；然后，在950℃，预热20min，获得的预热球；最后，在1250℃、焙烧20min获得焙烧球；分别对所得到的各铁矿球团进行分析测试。

工业生产对铁矿球团强度的要求为：湿球落下强度4次/0.5m，抗压强度10N/个，干球抗压强度22N/个，预热球抗压强度500N/个，焙烧球抗压强度2500N/个。

以下通过实施例来进一步描述本发明，应该理解的是，这些实施例仅用于例证的目的，决不限制本发明的保护范围。

实施例1

铁矿球团用复合粘结剂，各组分的质量百分比为：羟丙基淀粉为5％，羧甲基纤维素为5％，羟丙基瓜尔胶为20％，碳酸钙为70％；其中，碳酸钙粒径为0.02～0.08微米，其他原料粒径均小于100目。