[發(fā)明專利]一種轉(zhuǎn)底爐專用的水性粘結(jié)劑及其生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110757761.1
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113372845B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳書強(qiáng);李偉;曾世林;任曉健;陳文學(xué)
• 申請（專利權(quán)）人: 上海寶葉冶金技術(shù)有限公司;江蘇綠普資源利用開發(fā)有限公司;廣西星冶科技有限公司
• 主分類號: C09J103/02
• 分類號: C09J103/02;C09J133/26;C09J129/04;C09J11/04
• 代理公司: 北京鑫瑞森知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11961
• 代理人: 韓鳳穎

本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)底爐專用的水性粘結(jié)劑及其生產(chǎn)方法，屬于粘結(jié)劑技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用淀粉殘渣、聚乙烯醇、過硫酸銨、聚丙烯酰胺、氫氧化鈉和水制備成適用于轉(zhuǎn)底爐的水性粘結(jié)劑。本發(fā)明的水性粘結(jié)劑具有成本低廉、節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，能夠有效提高轉(zhuǎn)底爐預(yù)還原球的成球率和鐵元素的還原率，大大降低粉塵造塊成本和預(yù)還原成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水性粘結(jié)劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種轉(zhuǎn)底爐專用的水性粘結(jié)劑及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

鋼鐵冶煉要經(jīng)過燒結(jié)、煉鐵、煉鋼三大工序，除塵灰產(chǎn)生的總量為鋼產(chǎn)量的8％～15％，每年環(huán)保除塵回收的粉塵總量大約在10000萬噸-16000萬噸左右。其種類繁多、性質(zhì)各異，成分復(fù)雜，利用難度大。對于很多沒有環(huán)保意識的鋼廠，都會選擇填埋露天堆放的形式進(jìn)行處理，而這些除塵灰中含有很多有害元素，對土壤、水質(zhì)、大氣環(huán)境等危害巨大。也有企業(yè)采取將所產(chǎn)生的除塵灰直接全部返回?zé)Y(jié)工序回用，這種方式雖然可回收利用鐵、鈣、鎂、碳等有益元素，但鋅、鉀、鈉、鉛等對煉鐵工藝有害的元素循環(huán)富集，致使鐵水成本上升、高爐壽命縮短，生產(chǎn)順行受到極大影響，不利于鋼鐵企業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

隨著國家環(huán)保執(zhí)法力度不斷加強(qiáng)，鋼企在除塵灰回收利用方面的投入也逐漸加大。國內(nèi)主流鋼企主要采用“造塊-燒結(jié)機(jī)”、“造塊-回轉(zhuǎn)窯”、“造塊-轉(zhuǎn)底爐”、“造塊-轉(zhuǎn)爐”等方法回收。這些回收利用工藝各有千秋，其中“造塊-轉(zhuǎn)底爐”工藝優(yōu)勢最大。轉(zhuǎn)底爐工藝是非高爐煉鐵工藝的一種，目前，在全世界的鋼鐵企業(yè)中至少建有50座轉(zhuǎn)底爐，它們主要被用于處理鋼鐵廠的含鐵粉塵等固體廢棄物，其產(chǎn)品DRI(直接還原鐵)能夠直接用于高爐、電爐和氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐等工藝。因其具有原料適應(yīng)范圍廣，投資少，能耗低，對環(huán)境危害小等優(yōu)點(diǎn)受到了冶金界的普遍關(guān)注，目前已在美國和日本得到了廣泛的工業(yè)化應(yīng)用。在國內(nèi)自2018年寶鋼湛江鋼鐵成功建成并順利運(yùn)行年處理20萬噸粉塵的轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)線以來，僅僅2年時間，全國就有10座轉(zhuǎn)底爐投入運(yùn)行。由于轉(zhuǎn)底爐不僅可以除去塵中含有的對后冶煉工藝有害的鉛鋅金屬，回收的鉛鋅濃度高，而且粉塵中的鐵元素還原率高、質(zhì)量穩(wěn)定，工藝技術(shù)與裝備已經(jīng)成熟，可以預(yù)見，利用轉(zhuǎn)底爐法回收粉塵必將成為每一個鋼企的標(biāo)配。

現(xiàn)在在粉塵回收工藝流程中，都有粉塵造塊這一工序，在粉塵造塊工序中，需要使用大量粘結(jié)劑，這些粘結(jié)劑中糧食淀粉占80％以上，配用比例3-5％(質(zhì)量百分比)。以每年處理10000萬噸粉塵計算，一年將消耗糧食至少300萬噸。我國是糧食進(jìn)口大國，節(jié)約糧食是當(dāng)今國策。工業(yè)領(lǐng)域大量消耗糧食無疑會給國家糧食安全帶來重大風(fēng)險。在鋼鐵除塵粉塵造塊領(lǐng)域，使用糧食淀粉做粘結(jié)劑除了消耗大量糧食外，還存在價格高、成塊率低、二次粉化率大等突出問題。本發(fā)明旨在克服上述問題，對于降低造塊成本、提高轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)量和節(jié)能減排具有重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)底爐專用的水性粘結(jié)劑，本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)底爐專用粘結(jié)劑能滿足轉(zhuǎn)底爐造塊的粘結(jié)劑需要，可以起到替代傳統(tǒng)糧食粘結(jié)劑的作用，并能達(dá)到降低造塊成本，提高成塊率和節(jié)能減排的效果。

本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)底爐專用的水性粘結(jié)劑，包括以下重量份數(shù)的原料：淀粉殘渣10-60份、聚乙烯醇1-20份、過硫酸銨0.5-10份、聚丙烯酰胺1-20份、氫氧化鈉0.5-10份，水400份。

在本發(fā)明中淀粉殘渣起到粘結(jié)和還原劑的作用，聚乙烯醇起低溫粘結(jié)的作用，過硫酸銨起殺菌和防腐的作用，聚丙烯酰胺起溫粘結(jié)、懸浮分散作用，氫氧化鈉加速糊化、提高低溫粘性的作用。

優(yōu)選的，所述淀粉殘渣為紅薯淀粉殘渣、木薯淀粉殘渣、玉米淀粉殘渣中的任意一種或幾種的混合物。

優(yōu)選的，所述淀粉殘渣的含水量為5-10％。

本發(fā)明還提供了所述轉(zhuǎn)底爐專用的水性粘結(jié)劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備淀粉膨化殘渣細(xì)粉

將淀粉殘渣進(jìn)行擠壓膨化和粉碎處理，得到淀粉膨化殘渣細(xì)粉；

(2)制備混合溶液一