[發(fā)明專利]復(fù)合粘結(jié)劑及其制備方法和用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410212434.8
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN103952544A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯靜;吳恩輝;李軍
• 申請（專利權(quán)）人: 攀枝花學(xué)院
• 主分類號: C22B1/242
• 分類號: C22B1/242
• 代理公司: 成都希盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51226
• 代理人: 柯海軍;武森濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合粘結(jié)劑及其制備方法和用途，屬于冶金領(lǐng)域。

背景技術(shù)

金屬礦經(jīng)破碎磨選后的礦粉不能直接進(jìn)行冶金處理，所以將礦粉制球用于生產(chǎn)已成為目前的主要生產(chǎn)形勢，制備得到的冷固球團(tuán)具有品位高、強(qiáng)度好、粒度均勻的特點，是高爐、轉(zhuǎn)底爐、回轉(zhuǎn)窯、豎爐、車底爐等設(shè)備的良好爐料。

粘結(jié)劑是礦粉制成冷固球團(tuán)的關(guān)鍵成分，是提高球團(tuán)抗壓、落下強(qiáng)度、抗爆裂性能的重要成分，要求粘結(jié)劑具有良好的粘結(jié)性能、親水性、分散性和較大的比表面積，遇水后能高度分散，且對球團(tuán)礦的品位影響越小越好，迄今為止，用于工業(yè)造球的粘結(jié)劑有膨潤土、粘土、水玻璃、水泥、消石灰、羧甲基纖維素鈉、佩利多、糖蜜、腐植酸、木質(zhì)酸、淀粉等以及一些復(fù)合型粘結(jié)劑。雖然種類繁多，但是綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素后發(fā)現(xiàn)很難有適合多種礦物粉料的通用型粘結(jié)劑，通常情況下，都是根據(jù)特定的原料，選擇相應(yīng)適合的粘結(jié)劑。復(fù)合粘結(jié)劑的選擇需要綜合考慮的指標(biāo)有：(1)常溫粘度；(2)不顯著降低球團(tuán)金屬品位；(3)生產(chǎn)的球團(tuán)其機(jī)械性能指標(biāo)的好壞；(4)有害雜質(zhì)含量多少；(5)使用時無害。

目前國內(nèi)球團(tuán)生產(chǎn)企業(yè)多數(shù)采用圓盤造球工藝，采用的粘結(jié)劑主要為膨潤土，添加量在1.5％～4.0％，但膨潤土的主要成分為(Al₂，Mg₃)Si₄O₁₀(OH)₂·nH₂O，是一種含Al、Mg、Si較高的粘結(jié)劑，這些成分降低了球團(tuán)礦的品位，對后續(xù)冶煉不利。為了使球團(tuán)品位不降低，冶金研究工作者又采用了木質(zhì)酸、羧甲基纖維素鈉、佩利多等有機(jī)粘結(jié)劑，這類粘結(jié)劑具有良好的粘結(jié)性，在高溫時能燃燒掉，對球團(tuán)品位影響小，但卻因價格高，球團(tuán)的高溫抗爆性能及冶金性能不能完全滿足高爐、轉(zhuǎn)底爐、回轉(zhuǎn)窯等工藝要求，因而未能在工業(yè)上推廣應(yīng)用。為解決上述問題，近幾年又開發(fā)了多種有機(jī)/無機(jī)復(fù)合型粘結(jié)劑，但都因在使用過程中存在抗爆性差、強(qiáng)度低等一些問題，未能在工業(yè)上推廣。

申請?zhí)枮?2104094.6的中國專利公開了一種高強(qiáng)力聚乙烯醇粘合劑及其制備方法，并具體公開了硼砂與PVA發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，使PVA變性，生成高強(qiáng)力聚乙烯醇粘合劑，其中，PVA含量為12-14％，硼砂為2-3％(5％水溶液)，水為84-85％，但由于其得到的粘結(jié)劑在常溫下流動性極差，為膠體，顯然不適用于礦粉冷固結(jié)成型中。

因此，尋找一種成本低廉、且適合多種礦粉的冷固結(jié)成型中的粘結(jié)劑，是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種復(fù)合粘結(jié)劑及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明復(fù)合粘結(jié)劑，由以下重量份組分制備而成：聚乙烯醇3～10份，硅酸鈉0.0025～0.02份，硼砂0.0025～0.02份，水89.96～96.995份。

進(jìn)一步的，作為優(yōu)選方案，本發(fā)明復(fù)合粘結(jié)劑，由以下重量份組分制備而成：聚乙烯醇5～10份，硅酸鈉0.005～0.015份，硼砂0.005～0.015份，水89.97～94.99份。

進(jìn)一步的，為了提高復(fù)合粘結(jié)劑的粘性，其pH值優(yōu)選為9～11；更優(yōu)選采用氫氧化鈉調(diào)節(jié)其pH值。

本發(fā)明復(fù)合粘結(jié)劑在聚乙烯醇中加入硅酸鈉、硼砂和氫氧化鈉，一方面可以增加聚乙烯醇的粘性，提高其粘度；另外一方面還可以減少粘結(jié)劑用量，降低成本；同時，也可以提高冷固球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度、落下強(qiáng)度和抗爆裂性。

本發(fā)明復(fù)合粘結(jié)劑需密封保存。

進(jìn)一步的，本發(fā)明還公開了上述復(fù)合粘結(jié)劑的制備方法，包括如下步驟：

a、向3～10wt％的聚乙烯醇溶液中加入硅酸鈉和硼砂，攪拌，得混合溶液；

b、向混合溶液中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH至9～11，即得。

其中，a步驟中3～10wt％的聚乙烯醇溶液制備方法優(yōu)選為：將聚乙烯醇粉末加入到75℃～85℃的水中，于20～40n/min速率下攪拌，溶解；b步驟優(yōu)選加入氫氧化鈉的同時進(jìn)行攪拌，攪拌時間優(yōu)選5～10min。

進(jìn)一步的，本發(fā)明還公開了上述復(fù)合粘結(jié)劑在礦粉冷固結(jié)成型中的用途。

其中，所述礦粉可以是常見的礦粉，如鐵精礦、鈦精礦、轉(zhuǎn)爐污泥、瓦斯灰、或提釩尾渣。

進(jìn)一步的，為了避免浪費，同時兼顧冷固球團(tuán)的性質(zhì)，本發(fā)明復(fù)合粘結(jié)劑的用量以聚乙烯醇固體含量為冷固球團(tuán)總重量的0.2～0.35wt％為準(zhǔn)。

本發(fā)明復(fù)合粘結(jié)劑在礦粉冷固結(jié)成型中的用途，具體使用方法包括如下步驟：

a、將礦粉和還原劑混合均勻，得一次混合物料；