一种废塑料和煤基金属化球团的制备方法及金属化球团

本发明涉及炼铁原料，具体涉及一种废塑料和煤基金属化球团的制备方法及金属化球团。

背景技术：

1、塑料作为一种重量轻、化学性质稳定、成本低、应用广泛的高分子c、h聚合物材料，在人们的日常生活中占据了不可替代的地位。然而，塑料的不易降解性，导致其废弃物长期存在下去。大部分塑料一次性消费使用后即被丢弃，故塑料废弃物成为一个世界性的环境问题，形成了所谓的“白色污染”，对人类生存环境造成很大压力。焚烧和填埋是目前处置废塑料普遍使用的方法，而这也将会带来不良的环境与健康后果。

2、金属化炉料的应用是现代冶金工业发展的重要趋势，而金属化球团是金属化炉料的主要原料。金属化球团不同于氧化球团，现有技术中，制备金属化球团需要进行高温处理，同时添加还原剂实现，但高温制备金属化球团能耗过大，且球团质量较差。

3、因此，有必要提及一种废塑料和煤基金属化球团的制备方法，以期至少部分的解决上述问题。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种废塑料和煤基金属化球团的制备方法及金属化球团，其中，上述废塑料煤基金属化球团的制备方法解决了现有技术中，制备金属化球团的过程中，所需温度过高，能耗过大，且球团质量较差的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

5、第一方面，本发明实施例提供一种废塑料和煤基金属化球团的制备方法，所述方法具体步骤如下：

6、将原料矿、废塑料以及煤粉分别进行干燥和筛分；

7、按照预设质量比，将经过干燥和筛分后的所述原料矿、所述废塑料、所述煤粉以及添加剂进行混匀，得到混合物料；

8、称取所述混合物料装入成型模具中，并将所述混合物料加热到预设温度；

9、将加热后的所述混合物料施加压力至预设值，并在预设时间内保压，待保压结束后冷却得到热压球团；

10、将所述热压球团放入还原炉中保温，待还原结束后取出所述热压球团，使用煤粉对其密封冷却，得到金属化球团。

11、进一步地，所述制备方法还包括：

12、对加热后的所述成型模具施加1.0～3.0wn的压力，保持1～3min；

13、取出所述成型模具内的所述混合物料，将其放入水中冷却，使其温度降至20～50℃时取出所述热压球团。

14、进一步地，所述煤粉与所述废塑料的所述预设质量比为(0：10)～(5：5)，未磨的所述原料矿与球磨后的所述原料矿的质量比为(0：10)～(8：2)，所述废塑料和所述煤粉中碳的摩尔数之和与所述原料矿中与铁结合的氧的摩尔数之比为1.0～1.6，配加所述添加剂的质量分数为总物料质量的1～12％。

15、进一步地，所述添加剂为碱性氧化物、酸性氧化物以及盐类化合物中的至少一种。

16、进一步地，在称取所述混合物料装入所述成型模具中的情况下，将下压头放入所述成型模具后再装入所述混合物料，再将上压头放入所述成型模具，以30～60℃/min的升温速率将所述混合物料加热升温至120～200℃，并保温1～3min。

17、进一步地，控制所述原料矿、所述废塑料、所述煤粉以及所述添加剂的混匀时间为2h～5h。

18、进一步地，向所述还原炉内通入惰性气体，控制还原温度为1050～1300℃，并控制还原过程的保温时间为10～80min。

19、进一步地，控制还原温度为1050～1300℃，并控制还原过程的保温时间为10～80min。

20、进一步地，在将所述混合物料装入成型模具前，使用机油将所述成型模具的所述上压头和所述下压头的内表面分别擦拭一遍备用。

21、第二方面，本发明实施例提供一种废塑料和煤基金属化球团，其采用本申请第一方面所述的制备方法制得。

22、(三)有益效果

23、本发明的有益效果是：本发明的提及了废塑料和煤基金属化球团的制备方法，其中，使用该制备方法，由于在原料中添加了废塑料，废塑料中的氢和碳可作为还原剂，同时利用一定温度下废塑料的可塑性以及粘黏性，配加一定粒度的煤粉，使其混合物作为球团制备过程中的粘结剂。在较低能耗下且减少还原剂的使用量，实现了金属化球团的制备，进一步实现了废塑料高值化回收利用的目标。

24、另外，球团制备过程温度低，流程短，操作简单，易于批量化生产，生产的球团性能指标符合生产要求。

技术特征：

1.一种废塑料和煤基金属化球团的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煤粉与所述废塑料的所述预设质量比为(0：10)～(5：5)，未磨的所述原料矿与球磨后的所述原料矿的所述预设质量比为(0：10)～(8：2)，所述废塑料和所述煤粉中碳的摩尔数之和与所述原料矿中与铁结合的氧的摩尔数之比为1.0～1.6，配加所述添加剂的质量分数为总物料质量的1～12％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，

10.一种废塑料和煤基金属化球团，其采用权利要求1～9任一项权利要求所述的制备方法制得。

技术总结
本发明提及了一种废塑料和煤基金属化球团的制备方法，其中，由于在原料中添加了废塑料，废塑料中的氢和碳可以作为还原剂，在较低能耗下且减少还原剂的使用量，实现了金属化球团的制备，进一步实现了废塑料高值化回收利用的目标。同时利用一定温度下废塑料的可塑性以及粘黏性，配加一定粒度的煤粉，使其混合物作为球团制备过程中的粘结剂。通过掺杂一定量的添加剂，增强热压球团抗压强度的同时，降低了球团的还原温度和金属化球团的碳含量。另外，球团制备过程温度低，流程短，操作简单，易于批量化生产，生产的球团性能指标符合生产要求。

技术研发人员：薛向欣,邢振兴,程功金,黄壮,刘金生,杨合
受保护的技术使用者：东北大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15