[發明專利]一種鐵礦球團用復合粘結劑及其制備和使用方法

有效

• 申請號: 201610224364.7
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105755280B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 袁致濤;陸帥帥;李麗匣;盧冀偉;馬龍秋
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22B1/242
• 分類號: C22B1/242
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金工業中球團生產技術領域，具體涉及一種鐵礦球團用復合粘結劑及其制備和使用方法。

背景技術

隨著可直接入爐煉鐵的富礦資源日益枯竭，貧礦資源的開發得到迅速發展。貧礦資源經過破碎、磨礦和選別等工藝可得到高品位的鐵精礦粉，但鐵精礦粉難以直接入爐，必須經過造塊才能入爐冶煉。燒結和球團是兩種不同的細磨鐵精粉造塊技術。鐵礦球團因具有TFe品位高、物理性能和冶金性能良好等優點，被認為是優化高爐爐料結構的優質爐料。

球團粘結劑是制備鐵礦氧化球團不可缺少的原料。膨潤土具有成本低、改善物料成球性能等優點，添加膨潤土的鐵礦濕球抗壓和落下強度高、成品球物理冶金性能好，膨潤土因而是國內外廣泛使用的球團粘結劑。球團生產中，我國膨潤土粘結劑的實際用量為2.0％～3.0％，高者達5.0％以上。然而，膨潤土的主要成分為含硅鋁的礦物，這勢必會降低球團礦的鐵品位。球團生產實踐表明，膨潤土的配比每增加1％，球團礦鐵品位降低0.6％左右，入爐鐵品位每降低1.0％，高爐煉鐵焦比增加2.0％，產量降低3.0％。鐵品位降低和煉鐵能耗的增加是膨潤土作為粘結劑生產球團的最大弊端。由此可見，開發低成本、低硅鋁含量、高效的新型有機或復合粘結劑，對我國球團工業的發展是十分迫切的。

采用有機粘結劑替代膨潤土，在相同的爐料堿度下能減少熔劑消耗量及高爐渣量，提高球團鐵品位。在有機粘結劑開發與應用方面，領先的有美國和西歐等國家，應用較為成熟的有Peridur，Alcotac，SNF-FLoform等粘結劑。有機粘結劑在高溫時已基本燃盡且殘留少，不能為高溫固結提供渣鍵，存在爆裂溫度低，粉末量大，預熱和焙燒球團強度差等問題。相關研究表明，向有機粘結劑中添加低熔點的硼化物等添加劑能增大渣鍵量，促進磁鐵礦的氧化，從而提高氧化球團和焙燒球團強度。然而，硼化物對高爐煉鐵的影響機理尚未完全探明。

本發明以低燃燒殘留的高分子有機物為有機粘結組分，以分解溫度低、不含硅鋁的碳酸鈣為無機增強組分，合成一種新型復合粘結劑。該新型復合粘結劑粘結性好、用量少；高溫焙燒殘留少，球團中有效鐵品位幾乎不降低；生產的濕球、預熱球和焙燒球強度滿足工業指標要求；增加了球團中有益熔劑組分，冶金性能良好。

發明內容

本發明的目的是提供一種鐵礦球團用復合粘結劑及其制備和使用方法，制得的復合粘結劑粘結性能好、用量低、殘留少，并且將此復合粘結劑應用到鐵礦球團制備中，能顯著提高焙燒球強度，能提高球團礦鐵品位，提高煉鐵經濟效益。

本發明的鐵礦球團用復合粘結劑，組成包括淀粉醚類、纖維素醚類、瓜爾膠類和碳酸鈣，其中，各組分的質量百分比為：淀粉醚類為5～40％，纖維素醚類為5～20％，瓜爾膠類為5～20％，碳酸鈣為50～70％。

其中，所述的淀粉醚類為羥丙基淀粉、醋酸酯淀粉、羧甲基淀粉或玉米淀粉中的一種或幾種混合物，其粒徑均小于100目；

所述的纖維素醚類為羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素中的一種或兩種混合物，其粒徑均小于100目；

所述的瓜爾膠類為陽離子瓜爾膠、羥丙基瓜爾膠中的一種或兩種混合物，其粒徑均小于100目；

所述的碳酸鈣粒徑為0.02～1.0微米。

本發明的鐵礦球團用復合粘結劑的制備方法為：鐵礦球團用復合粘結劑原料，按配比稱量后，混合均勻，即得鐵礦球團用復合粘結劑。

本發明的鐵礦球團用復合粘結劑的使用方法，為下述的(1)或(2)：

(1)將鐵礦球團用復合粘結劑，加入鐵精礦中，混勻、造球、焙燒，得到鐵礦氧化球團；其中，按質量比，鐵礦球團用復合粘結劑：鐵精礦＝0.60～1.20％；

(2)將鐵礦球團用復合粘結劑均勻分散到水中，制得均勻性漿體；將均勻性漿體加入鐵精礦中，混勻、造球、焙燒，得到鐵礦氧化球團；其中，按質量比，鐵礦球團用復合粘結劑：鐵精礦＝0.60～1.20％；鐵礦球團用復合粘結劑：水＝(1:5)～(1:10)。

本發明以低燃燒殘留的高分子有機物為有機粘結組分，以分解溫度低、不含硅鋁的碳酸鈣為無機增強組分，合成一種新型復合粘結劑。本發明復合粘結劑中的高分子有機物粘度高、粘結性能好，能保證鐵礦球團的濕球和干球強度；本發明復合粘結劑中的碳酸鈣粒度小、比表面積大，遇水并與高分子有機物作用后能增大高分子有機物的粘度，可進一步提高鐵礦球團的濕球和干球強度；本發明復合粘結劑中的碳酸鈣熱分解溫度低(600℃左右)，能在較低的焙燒溫度下熔化成液相，促進鐵礦顆粒相互靠近接觸，促進鐵礦顆粒的氧化和微晶鍵的形成，最終提高了鐵礦球團的預熱球和焙燒球強度。