一种氧化球团用无机粘结剂及制造方法
【专利摘要】本发明公开一种氧化球团用无机粘结剂及制造方法，所述氧化球团用无机粘结剂的组分的质量百分比为：冶金污水厂污泥50％～65％、活性石灰20％～25％、石灰石5％～10％、白云石5％～10％，木质素磺酸钠1％～2％、分子量为30000～50000聚丙烯酰胺0.1～1％，其中，所述冶金污水厂污泥含水量≥80％、含硫量小于0.30％；所述活性石灰的氧化钙≥90％、含硫量小于0.10％；所述石灰石的碳酸钙≥50％、含硫量小于0.10％；所述白云石的碳酸镁≥60％、含硫量小于0.10％。本申请的粘结剂可直接用于钢铁冶金生产系统，不用配合其它外加剂使用，反应速度快，效率高，且粘结效果较好；且该粘结剂的冶金污水厂污泥的含量超过50％，解决了企业污泥的处理问题。
【专利说明】
一种氧化球团用无机粘结剂及制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及钢铁生产技术领域，尤其涉及一种氧化球团用无机粘结剂及制造方 法。
【背景技术】
[0002] 氧化球团是粉矿造块的重要方法之一。常规氧化球团使用的粘结剂，多为纯化膨 润土，在原材料生产过程中产生的二次污染较为严重，而且对氧化球团后期性能有较大影 响。
[0003] 传统的有机粘结剂还需要搭配其他外加剂配合使用，粘结效果差，严重影响了钢 铁冶金企业的生产和污染减排。
【发明内容】
[0004] 本申请提供一种氧化球团用无机粘结剂及制造方法，解决了现有技术中氧化球团 使用纯化膨润土作为粘结剂，污染较为严重、粘结效果差的技术问题。
[0005] 本申请提供一种氧化球团用无机粘结剂，所述氧化球团用无机粘结剂的组分的质 量百分比为：冶金污水厂污泥50%~65%、活性石灰20%~25%、石灰石5 %~10 %、白云石 5%~10%，木质素磺酸钠1 %~2%、分子量为30000~50000聚丙烯酰胺0.1~1 %，其中，所 述冶金污水厂污泥含水量多80%、含硫量小于0.30% ;所述活性石灰的氧化钙多90%、含硫 量小于0.10% ;所述石灰石的碳酸钙彡50%、含硫量小于0.10% ;所述白云石的碳酸镁彡 60%、含硫量小于0.10%。
[0006] 优选地，所述白云石与所述石灰石的掺入质量比为1: 1。
[0007] 优选地，所述木质素磺酸钠与所述聚丙烯酰胺的掺入质量比为2:1。
[0008] 本申请还提供一种上述氧化球团用无机粘结剂的制造方法，用于制造所述的粘结 剂，所述制造方法包括：
[0009] 将所述污水厂污泥、所述活性石灰、所述石灰石、所述白云石、所述木质素磺酸钠、 所述聚丙烯酰胺按比例计量称重；
[0010] 将称重后的所述污水厂污泥、所述活性石灰、所述石灰石、所述白云石、所述木质 素磺酸钠、所述聚丙烯酰胺与水混合，形成含水量为20 %的浆，获得所述氧化球团用无机粘 结剂。
[0011] 本申请有益效果如下：
[0012] 本申请利用冶金污水厂污泥、活性石灰、石灰石、白云石、木质素磺酸钠、聚丙烯酰 胺配成复合粘结剂，可直接用于钢铁冶金生产系统，即该粘接结剂可单独使用，不用配合其 它外加剂使用，反应速度快，效率高，且粘结效果较好;另外，本申请粘结剂的冶金污水厂污 泥的含量超过50%，这不但解决了企业污泥的处理问题，同时也实现了二次资源的合理开 发，提高了钢铁系统的固体废弃物效率，减少污染排放，同时该粘结剂的使用大大降低了钢 铁企业原材料量，减少了二次污染，提高了生球品味，降低生产成本，解决了现有技术中氧 化球团使用纯化膨润土作为粘结剂，污染较为严重、粘结效果差的技术问题。
【附图说明】
[0013] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例。
[0014] 图1为本申请较佳实施方式一种氧化球团用无机粘结剂的制造方法的流程图。
【具体实施方式】
[0015] 本申请实施例通过提供一种氧化球团用无机粘结剂及制造方法，解决了现有技术 中氧化球团使用纯化膨润土作为粘结剂，污染较为严重、粘结效果差的技术问题。
[0016] 本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
[0017] -种氧化球团用无机粘结剂，所述氧化球团用无机粘结剂的组分的质量百分比 为：冶金污水厂污泥50%~65%、活性石灰20 %~25%、石灰石5%~10%、白云石5%~ 10%，木质素磺酸钠1 %~2%、分子量为30000~50000聚丙烯酰胺0.1~1 %，其中，所述冶 金污水厂污泥含水量多80%、含硫量小于0.30% ;所述活性石灰的氧化钙多90%、含硫量小 于0.10 % ;所述石灰石的碳酸钙彡50 %、含硫量小于0.10 % ;所述白云石的碳酸镁彡60 %、 含硫量小于0.10%。
[0018] 本申请利用冶金污水厂污泥、活性石灰、石灰石、白云石、木质素磺酸钠、聚丙烯酰 胺配成复合粘结剂，可直接用于钢铁冶金生产系统，即该粘接结剂可单独使用，不用配合其 它外加剂使用，反应速度快，效率高，且粘结效果较好;另外，本申请粘结剂的冶金污水厂污 泥的含量超过50%，这不但解决了企业污泥的处理问题，同时也实现了二次资源的合理开 发，提高了钢铁系统的固体废弃物效率，减少污染排放，同时该粘结剂的使用大大降低了钢 铁企业原材料量，减少了二次污染，提高了生球品味，降低生产成本，解决了现有技术中氧 化球团使用纯化膨润土作为粘结剂，污染较为严重、粘结效果差的技术问题。
[0019] 为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上 述技术方案进行详细的说明。
[0020] 为了解决现有技术中氧化球团使用纯化膨润土作为粘结剂，污染较为严重、粘结 效果差的技术问题，本申请提供一种氧化球团用无机粘结剂。
[0021] 所述氧化球团用无机粘结剂的组分的质量百分比为：冶金污水厂污泥50%~ 65%、活性石灰20%~25%、石灰石5%~10%、白云石5%~10%，木质素磺酸钠1 %~2%、 分子量为30000~50000聚丙烯酰胺0.1~1 %，其中，所述冶金污水厂污泥含水量多80%、含 硫量小于〇. 30% ;所述活性石灰的氧化钙多90%、含硫量小于0.10% ;所述石灰石的碳酸钙 彡50%、含硫量小于0.10% ;所述白云石的碳酸镁彡60%、含硫量小于0.10%。
[0022]具体地，为了提升粘结剂的性能，所述白云石与所述石灰石的掺入质量比为1:1， 所述木质素磺酸钠与所述聚丙烯酰胺的掺入质量比为2:1。
[0023] 本申请还提供一种上述氧化球团用无机粘结剂的制造方法，用于制造上述粘结 剂，如图1所示，所述制造方法包括以下步骤：
[0024] 步骤110;将所述污水厂污泥、所述活性石灰、所述石灰石、所述白云石、所述木质 素磺酸钠、所述聚丙烯酰胺按比例计量称重；
[0025] 步骤120;将称重后的所述污水厂污泥、所述活性石灰、所述石灰石、所述白云石、 所述木质素磺酸钠、所述聚丙烯酰胺与水混合，形成含水量为20 %的浆，获得所述氧化球团 用无机粘结剂。
[0026] 通过将所述物料成分制浆是为了使用方便，提高生产效率，降低设备改造费用。
[0027] 发明人对转化处理的组分进行了深入研究，获得了氧化球团用无机粘结剂的组分 配方，各个组分的作用和机理分析如下：
[0028] 污水厂污泥:本粘结剂的主要原材料，其主要目的是提供粘结功能载体，同时也是 系统酸碱平衡的保障，其中的氧化铁的成分也是球团品质提升的一个重要手段，污水厂污 泥掺入量与粘结剂整体性能密切相关。
[0029]活性石灰:粘结剂粘接效果的主体，遇水反应，结合污泥载体成分生成C-S-H凝胶， 可以有效的将矿粉颗粒粘结在一起形成一定强度，同时实现造球功能，其掺入量与球团矿 本身的性质以及生产需求相关，过高则成本上升且影响球团后期质量，过低则影响粘结剂 的使用效果。
[0030] 石灰石:石灰石是系统脱硫剂和矿化剂，在热反应过程中可以有效改善粘结剂的 冶金性能和热反应性，在石灰石的掺量低于5%时，系统脱硫不彻底会引起二次污染，矿化 效果也会较差，在石灰石的掺量高于10%，粘结剂冶金性能会差，系统排放粉尘量会增加， 系统反应速度也下降明显。
[0031] 白云石：白云石也是系统脱硫剂和矿化剂，在热反应过程中可以有效改善粘结剂 的冶金性能和热反应性，对热工性能具有一定的改善和调节作用。白云石的掺量低于5%， 系统脱硫不彻底会引起二次污染，矿化效果也会较差，白云石的掺量高于10%，粘结剂冶金 性能会差，系统排放粉尘量会增加，系统反应速度也下降明显，白云石与石灰石组合使用， 按照1:1比例选取。
[0032] 木质素磺酸钠:主要起分散作用，能降低表面张力，促进各种有效成分在体系中的 分散效果。木质素磺酸钠含量低于1%，降低表面张力不明显，含量高于2%，导致系统中粘 度增加，影响反应物料粘接的均匀性，且成本增加。
[0033]分子量为30000~50000聚丙烯酰胺:主要表面活性剂，与木质素磺酸钠配合使用， 两者重量比1:2进行控制。
[0034]本申请利用冶金污水厂污泥、活性石灰、石灰石、白云石、木质素磺酸钠、聚丙烯酰 胺配成复合粘结剂，可直接用于钢铁冶金生产系统，即该粘接结剂可单独使用，不用配合其 它外加剂使用，反应速度快，效率高，且粘结效果较好;另外，本申请粘结剂的冶金污水厂污 泥的含量超过50%，这不但解决了企业污泥的处理问题，同时也实现了二次资源的合理开 发，提高了钢铁系统的固体废弃物效率，减少污染排放，同时该粘结剂的使用大大降低了钢 铁企业原材料量，减少了二次污染，提高了生球品味，降低生产成本，解决了现有技术中氧 化球团使用纯化膨润土作为粘结剂，污染较为严重、粘结效果差的技术问题。
[0035] 另外，该粘结剂使用过程中污染物排放几乎为零，不会对钢铁企业冶金生产产生 二次污染，并有效降低企业污染物排放量。
[0036] 本申请所使用的原材料大部分来自污水厂污泥，其他各种药剂易得、成本低，适用 于在钢铁冶金企业大量推广，做到资源的二次循环和清洁生产。本申请涉及的还原剂环境 安全、无毒副影响、主要原材料取自工业废渣，成本低廉，做到了以废治废。
[0037] 又，聚丙烯酰胺与木质素磺酸钠则需购买工业成品，控制其分子量主要是为了保 证处理效果的同时控制生产成本。
[0038] 发明人对粘结剂的组分进行了深入研究，研究出了三个组份，解决市场需求以及 工业废物资源化利用的问题，提供一种使用效果好、生产成本低、设备条件要求低、不造成 二次污染的氧化球团用无机粘结剂。
[0039]粘结剂的制备：
[0040]由以下成分组成，按重量计：冶金污水厂污泥50~65%、活性石灰20~30%、石灰 石5~10%、白云石5~10%，木质素磺酸钠1~2%、分子量为30000~50000聚丙烯酰胺0~ 1%，其中，冶金污水厂污泥含水量多80%、含硫量小于0.30% ;活性石灰的氧化钙多90%、 含硫量小于0.10% ;石灰石的碳酸钙彡50%、含硫量小于0.10% ;白云石的碳酸镁彡60%、 含硫量小于0.10%。所述粘结1-3中组分及配比参见表1:
[0041] 表1
[0042]
[0043] 将粘结剂用于某厂生产氧化球团，记录生产时的关键参数及产品质量结果如下表 2所示：
[0044] 表 2
[0045]
[0046] 而现有技术中的粘结剂的参数如表3所示：
[0047] 表 3
[0048]
[0049] 由表2和表3的参数可以看出：本申请的粘结剂的掺入可以在不降低球团品味的前 提下有效提升球团产品质量，同时可以降低成本。
[0050] 尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造 性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优 选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0051] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1. 一种氧化球团用无机粘结剂，其特征在于，所述氧化球团用无机粘结剂的组分的质 量百分比为：冶金污水厂污泥50%~65%、活性石灰20%~25%、石灰石5 %~10 %、白云石 5%~10%，木质素磺酸钠1 %~2%、分子量为30000~50000聚丙烯酰胺0.1~1 %，其中，所 述冶金污水厂污泥含水量多80%、含硫量小于0.30% ;所述活性石灰的氧化钙多90%、含硫 量小于0.10% ;所述石灰石的碳酸钙彡50%、含硫量小于0.10% ;所述白云石的碳酸镁彡 60%、含硫量小于0.10%。2. 如权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述白云石与所述石灰石的掺入质量比为 1:1〇3. 如权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述木质素磺酸钠与所述聚丙烯酰胺的掺 入质量比为2:1。4. 一种上述氧化球团用无机粘结剂的制造方法，用于制造如权利要求1-3中任一权项 所述的粘结剂，其特征在于，所述制造方法包括： 将所述污水厂污泥、所述活性石灰、所述石灰石、所述白云石、所述木质素磺酸钠、所述 聚丙烯酰胺按比例计量称重； 将称重后的所述污水厂污泥、所述活性石灰、所述石灰石、所述白云石、所述木质素磺 酸钠、所述聚丙烯酰胺与水混合，形成含水量为20%的浆，获得所述氧化球团用无机粘结 剂。
【文档编号】C22B1/243GK105907955SQ201610440485
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】朱书景, 吴高明, 邹龙, 玉晖, 黄桂香
【申请人】武汉钢铁股份有限公司