專利名稱：一種復聚物型鐵礦球團有機粘結(jié)劑及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復聚物型鐵礦球團有機粘結(jié)劑及其使用方法。該粘結(jié)劑原料來源廣，生產(chǎn)成本低廉；使用量少，殘留量低；可改善生球熱穩(wěn)定性，提高預熱、成品球團礦強度。
背景技術(shù)：
鐵礦氧化球團具有良好的冶金性能及改善高爐料柱透氣性等優(yōu)點，被認為是實現(xiàn)高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化所必需的優(yōu)質(zhì)爐料。近年來，國內(nèi)各大鋼鐵企業(yè)都在大力發(fā)展以鏈箅機_回轉(zhuǎn)窯為主的氧化球團生產(chǎn)工藝。 粘結(jié)劑是制備鐵精礦球團不可缺少的原料。選擇球團粘結(jié)劑的基本原則(l)要具有良好的粘結(jié)性和成球性；(2)制備的生球應有良好的抗熱爆裂性能，同時具有較高的抗壓及落下強度；(3)粘結(jié)劑盡可能不影響成品球團礦的鐵品位。目前，國內(nèi)外絕大多數(shù)球團廠都采用膨潤土作粘結(jié)劑，其用量一般為2% 3%，高者達5%。生產(chǎn)實踐證明，焙燒完成后絕大部分的膨潤土仍殘留在成品球團礦中，降低了成品球團礦TFe品位(每添加1%的膨潤土，球團礦鐵品位降低O. 6% 0. 7% )。近年來，國內(nèi)萊鋼、濟鋼、鞍鋼等企業(yè)開始使用由膨潤土和有機成份混合構(gòu)成的復合膨潤土，其用量可降低為1% 2%。同時已有多位研究者針對球團復合膨潤土的研究申請了相關(guān)發(fā)明專利，如"一種鐵礦球團用粘結(jié)劑及其制備方法"(ZL200710304318. 9)、"球團礦復合粘結(jié)劑及其工藝方法"(CN 1229144)、"一種鐵礦粉制備鐵粉球的粘結(jié)劑及其制備的鐵粉"(ZL 200510134759. X)等。然而，該類復合粘結(jié)劑主要組分仍以無機膨潤土或鈣鎂硅酸鹽為主，其在產(chǎn)品球團礦中的殘留量仍然較高。
有機粘結(jié)劑用于制備氧化球團礦在國外的應用較多，比如文獻"ALCOTACFE系
列球團粘結(jié)劑造球試驗"、"有機粘結(jié)劑在鐵礦球團和煉鋼中的應用"中提到的瑞士汽巴(Ciba)生產(chǎn)的阿可泰(Alcotac)FE系列以及荷蘭阿克蘇諾貝爾(Akzo Nobel)公司生產(chǎn)的佩利多(Peridur)已用于球團生產(chǎn)。然而，國外氧化球團生產(chǎn)主要采取帶式焙燒工藝，其對預熱過程中球團礦的耐磨強度沒有特殊要求，而我國氧化球團生產(chǎn)工藝則以鏈箅機_回轉(zhuǎn)窯工藝為主，對預熱球團強度要求較高， 一般要求抗壓強度大于400N/個，AC轉(zhuǎn)鼓小于5%，否則在回轉(zhuǎn)窯中易產(chǎn)生粉末，導致"結(jié)圈"。大量的實驗室和工業(yè)實驗結(jié)果表明，阿可泰(Alcotac)FE、佩利多(Peridur)等純有機粘結(jié)劑的預熱球團和焙燒球團強度難以滿足鏈箅機_回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝要求，因而始終未能在我國獲得應用。 國內(nèi)氧化球團制備用的有機粘結(jié)劑也有不少，比如文獻"羧甲基淀粉鈉提高球團強度的機理"提及的羧甲基淀粉鈉、文獻"有機粘結(jié)劑替代膨潤土制備氧化球團"中的改性纖維素、文獻"磁鐵精礦粉造塊中合成有機高分子粘結(jié)劑的研究"中的聚丙烯酰胺、"HA系列球團粘結(jié)劑制備過程中抽提工藝參數(shù)的研究"以及專利"一種團球礦的廉價高效粘結(jié)劑及其制備方法"(CN 101230416A)涉及的腐植酸、海藻酸鈉等。但是由于鐵精礦性質(zhì)的復雜性和粘結(jié)劑的生產(chǎn)成本較高，以及這些有機粘結(jié)劑在采用鏈箅機_回轉(zhuǎn)窯工藝生產(chǎn)球團時存在的生球熱穩(wěn)定性差，預熱球團及焙燒球團強度差等問題，這些純有機粘結(jié)劑在球團生產(chǎn)中也未得到實際應用。 隨著我國高爐"精料"方針的提出和以鏈箅機-回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝為主的球團生產(chǎn) 的大力發(fā)展，開發(fā)新型優(yōu)質(zhì)、廉價、高效、熱穩(wěn)定性好的有機粘結(jié)劑是大勢所趨。胡敏酸鈉、 黃腐酸鈉可以從劣質(zhì)煤(包括草炭、風化煤、褐煤)以及農(nóng)作物廢棄物(麥草、稻草、玉米 秸稈、豆秸)等原料中提取。國內(nèi)研究者對其提取與利用進行了研究，如"一種褐煤的綜 合利用方法"(ZL 00132064. 5)、"黑色緩蝕阻垢劑"(ZL 02109352. 0)、"汽爆秸稈生產(chǎn)腐植 酸的方法"(ZL 99119641. 4)、"一種高純度醫(yī)用黃腐酸的制備方法"(CN 101033231A)、"泥 炭黃腐植酸植物生長素的制備方法"(ZL 98117372. 1)、"再生黃腐酸及其生產(chǎn)方法"(ZL 95101570. 2)、"一種農(nóng)用黃腐酸的制備方法"(CN 1456539)、"生化黃腐酸保水劑及其制備 方法"(CN 101215207)、"生化黃腐酸的高效制取方法"(CN 1706880)以及文獻"胡敏酸的 結(jié)構(gòu)特征及其吸附行為"等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種用量低，價格低廉，殘留量小的復 聚物型鐵礦球團有機粘結(jié)劑。 本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種該復聚物型鐵礦球團有機粘結(jié)劑 的使用方法。 為了解決第一個技術(shù)問題，本發(fā)明的提供的復聚物型鐵礦球團有機粘結(jié)劑，由胡 敏酸鈉、黃腐酸鈉及硼砂組成，其中胡敏酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為60% 80%，黃腐酸鈉的質(zhì) 量百分數(shù)為10% 35%，硼砂的質(zhì)量百分數(shù)為5% 10%。
所述胡敏酸鈉的pH為9 IO，其粒度為不大于0. 074mm。
所述黃腐酸鈉的pH為9 IO，其粒度為不大于0. 074mm。 為了解決第二個技術(shù)問題，本發(fā)明提供的使用復聚物型鐵礦球團有機粘結(jié)劑的方 法，粘結(jié)劑由胡敏酸鈉、黃腐酸鈉及硼砂組成，其中胡敏酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為60% 80%， 黃腐酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為35% _10%，硼砂的質(zhì)量百分數(shù)的5% 10%，使用時，將按上述 質(zhì)量分數(shù)配制而成的有機粘結(jié)劑加入-0.074mm粒級不低于70X (質(zhì)量百分數(shù))的鐵精礦 中，混勻、造球，有機粘結(jié)劑的用量占鐵精礦質(zhì)量分數(shù)的0. 5% 1. 2%。
采用上述技術(shù)方案的復聚物型鐵礦球團有機粘結(jié)劑及其使用方法，以球團粘結(jié)劑 分子結(jié)構(gòu)理論為基礎(chǔ)，采用占鐵精礦質(zhì)量分數(shù)為0. 5% 1. 2%的本發(fā)明產(chǎn)品為粘結(jié)劑制 備球團，與分別配加3%的天然膨潤土、2%的復合膨潤土的球團相比，三者的生球熱爆裂溫 度以及預熱球抗壓、耐磨強度基本相當；與配加0. 3%佩利多球團相比，生球的熱爆裂溫度 提高，預熱球抗壓和耐磨強度明顯改善。采用本發(fā)明制備的生球團、預熱球以及焙燒球質(zhì)量 均滿足氧化球團生產(chǎn)中廣泛采用的鏈箅機-回轉(zhuǎn)窯、豎爐、帶式焙燒機生產(chǎn)工藝的要求，成 品球團礦鐵品位比采用膨潤土制備的球團礦提高1%以上。該有機粘結(jié)劑用量低，價格低 廉，殘留量小。與無機粘結(jié)劑膨潤土相比，可明顯提高成品球團礦的TFe品位，并解決使用 有機粘結(jié)劑制備的生球熱穩(wěn)定性差、預熱球強度低等問題。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[對照例] 對照例1 :將-O. 074mm粒級不低于70% (質(zhì)量百分數(shù))的鐵精礦和占鐵精礦質(zhì)量 百分數(shù)3. 0%的天然膨潤土進行配料，混合，造球。制備的生球落下強度為7. 0次/0. 5m，抗 壓強度為10. 1N/個，生球爆裂溫度為580°C。在預熱溫度95(TC、預熱時間10min、焙燒溫 度128(TC、焙燒時間10min條件下，獲得的預熱球抗壓強度為577N/個，AC轉(zhuǎn)鼓為3.43% ; 焙燒球團抗壓強度為3577N/個，轉(zhuǎn)鼓強度為97. 1%，耐磨指數(shù)為2. lX，焙燒球團的TFe為
57. 61%。 對照例2 :將-0. 074mm粒級不低于70% (質(zhì)量百分數(shù))的鐵精礦和占鐵精礦質(zhì) 量百分數(shù)2. 0%的復合膨潤土進行配料，混合，造球。制備的生球落下強度為6. 7次/0. 5m， 抗壓強度為9. 8N/個，生球爆裂溫度為530°C 。在預熱溫度950°C 、預熱時間10min、焙燒溫 度128(TC、焙燒時間10min條件下，獲得的預熱球抗壓強度為544N/個，AC轉(zhuǎn)鼓為4. 28% ; 焙燒球團抗壓強度為3541N/個，轉(zhuǎn)鼓強度為96. 8%，耐磨指數(shù)為2. 3%，焙燒球團的TFe為
58. 23%。 對照例3 :將-0. 074mm粒級不低于70%的鐵精礦(質(zhì)量百分數(shù))和占鐵精礦質(zhì) 量百分數(shù)0.3%的佩利多進行配料，混合，造球。制備的生球落下強度為13.2次/0.5m，抗 壓強度為8. 1N/個，生球爆裂溫度為390°C 。在預熱溫度950°C 、預熱時間10min、焙燒溫度 128(TC、焙燒時間10min條件下，獲得的預熱球抗壓強度為348N/個，AC轉(zhuǎn)鼓為7. 71% ;焙 燒球團抗壓強度為3223N/個，轉(zhuǎn)鼓強度為95. 6%，耐磨指數(shù)為3. 9%，焙燒球團的TFe為
59. 32%。[具體實施例]
實施例1 : 胡敏酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為60%，黃腐酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為35%，硼砂的質(zhì)量百分 數(shù)為5% ，胡敏酸鈉的pH為9，其粒度為不大于0. 074mm，黃腐酸鈉的pH為9，其粒度為不大 于0.074mm。 將-0.074mm粒級不低于70X (質(zhì)量百分數(shù))的鐵精礦和占鐵精礦質(zhì)量百分數(shù)
0. 5%的本發(fā)明產(chǎn)品進行配料，混合，造球。制備的生球落下強度為9. 0次/0. 5m，抗壓強 度為ll.ON/個，生球爆裂溫度為570°C。在預熱溫度95(TC、預熱時間10min、焙燒溫度 128(TC、焙燒時間10min條件下，獲得的預熱球抗壓強度為538N/個，AC轉(zhuǎn)鼓為4. 31% ;焙 燒球團抗壓強度為3483N/個，轉(zhuǎn)鼓強度為96. 3%，耐磨指數(shù)為2. 4%，焙燒球團的TFe為 59. 31%。 實施例2 : 胡敏酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為80%，黃腐酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為10%，硼砂的質(zhì)量百分 數(shù)為10%，胡敏酸鈉的pH為9，其粒度為不大于0. 074mm，黃腐酸鈉的pH為9，其粒度為不 大于0. 074mm。 將-0.074mm粒級不低于70X (質(zhì)量百分數(shù))的鐵精礦和占鐵精礦質(zhì)量百分數(shù)
1. 0%本發(fā)明產(chǎn)品進行配料，混合，造球。制備的生球落下強度為14. 2次/0. 5m，抗壓強度為 11. 5N/個，生球爆裂溫度為561°C。在預熱溫度95(TC、預熱時間10min、焙燒溫度1280°C、 焙燒時間10min條件下，獲得的預熱球抗壓強度為525N/個，AC轉(zhuǎn)鼓為4. 37%;焙燒球團抗 壓強度為3353N/個，轉(zhuǎn)鼓強度為96. 2%，耐磨指數(shù)為2. 6%，焙燒球團的TFe為59. 27%。
實施例3 : 胡敏酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為70%，黃腐酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為20%，硼砂的質(zhì)量百分 數(shù)為10X，胡敏酸鈉的pH為IO，其粒度為不大于O. 074mm，黃腐酸鈉的pH為IO，其粒度為 不大于0. 074mm。 將-0.074mm粒級不低于70X (質(zhì)量百分數(shù))的鐵精礦和占鐵精礦質(zhì)量百分數(shù)
I. 2%本發(fā)明產(chǎn)品進行配料，混合，造球。制備的生球落下強度為16. 2次/0. 5m，抗壓強度為
II. 9N/個，生球爆裂溫度為545°C。在預熱溫度95(TC、預熱時間10min、焙燒溫度1280°C、 焙燒時間10min條件下，獲得的預熱球抗壓強度為520N/個，AC轉(zhuǎn)鼓為4. 41%;焙燒球團抗 壓強度為3305N/個，轉(zhuǎn)鼓強度為96. 2%，耐磨指數(shù)為2. 7%，焙燒球團的TFe為59. 24%。
實施例4 : 胡敏酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為75%，黃腐酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為17%，硼砂的質(zhì)量百分 數(shù)為8% ，胡敏酸鈉的pH為10，其粒度為不大于0. 074mm，黃腐酸鈉的pH為10，其粒度為不 大于0. 074mm。 將-0.074mm粒級不低于70X (質(zhì)量百分數(shù))的鐵精礦和占鐵精礦質(zhì)量百分數(shù) 0. 75%本發(fā)明產(chǎn)品以及0. 25%天然膨潤土進行配料，混合，造球。制備的生球落下強度為 15次/0. 5m，抗壓強度為10. 8N/個，生球爆裂溫度為581°C。在預熱溫度95(TC、預熱時間 10min、焙燒溫度128(TC、焙燒時間10min條件下，獲得的預熱球抗壓強度為535N/個，AC轉(zhuǎn) 鼓為4. 05% ;焙燒球團抗壓強度為3461N/個，轉(zhuǎn)鼓強度為96. 5%，耐磨指數(shù)為2. 6%，焙燒 球團的TFe為59. 20%。
權(quán)利要求
一種復聚物型鐵礦球團有機粘結(jié)劑，其特征在于由胡敏酸鈉、黃腐酸鈉及硼砂組成，其中胡敏酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為60％～80％，黃腐酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為10％～35％，硼砂的質(zhì)量百分數(shù)為5％～10％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復聚物型鐵礦球團有機粘結(jié)劑，其特征在于所述胡敏酸鈉 的pH為9 10，其粒度為不大于0. 074mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復聚物型鐵礦球團有機粘結(jié)劑，其特征在于所述黃腐酸鈉 的pH為9 10，其粒度為不大于0. 074mm。
4. 使用權(quán)利要求1所述的復聚物型鐵礦球團有機粘結(jié)劑的方法，其特征在于粘結(jié)劑 由胡敏酸鈉、黃腐酸鈉及硼砂組成，其中胡敏酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為60% 80%，黃腐酸鈉 的質(zhì)量百分數(shù)為35% 10%，硼砂的質(zhì)量百分數(shù)的5% 10% ;使用時，將按上述質(zhì)量分 數(shù)配制而成的有機粘結(jié)劑加入-0. 074mm粒級不低于質(zhì)量百分數(shù)70%的鐵精礦中，混勻、造 球，有機粘結(jié)劑的用量占鐵精礦質(zhì)量分數(shù)的0. 5% 1. 2%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復聚物型鐵礦球團有機粘結(jié)劑及其使用方法。粘結(jié)劑由胡敏酸鈉、黃腐酸鈉及硼砂組成，其中胡敏酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為60％～80％，黃腐酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為10％-35％，硼砂的質(zhì)量百分數(shù)為5％～10％，使用時，將按上述質(zhì)量分數(shù)配制而成的有機粘結(jié)劑加入-0.074mm粒級不低于質(zhì)量百分數(shù)70％的鐵精礦中，混勻、造球，有機粘結(jié)劑的用量占鐵精礦質(zhì)量分數(shù)的0.5％～1.2％。本發(fā)明以球團粘結(jié)劑分子結(jié)構(gòu)理論為基礎(chǔ)，開發(fā)出的適合于氧化球團礦制備的復聚物型有機粘結(jié)劑。該有機粘結(jié)劑用量低，價格低廉，殘留量小。與無機粘結(jié)劑膨潤土相比，可明顯提高成品球團礦的TFe品位，并解決使用有機粘結(jié)劑制備的生球熱穩(wěn)定性差、預熱球強度低等問題。
文檔編號C22B1/14GK101693950SQ20091030938
公開日2010年4月14日 申請日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者唐兆坤, 姜濤, 張元波, 李光輝, 李騫, 楊永斌, 范曉慧, 邱冠周, 郭宇峰, 陳許玲, 韓桂洪, 黃艷芳 申請人:中南大學;