[发明专利]球团矿低温固结粘结剂

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种球团矿低温固结粘结剂的生产及应用方法，属钢铁冶金人造富矿球团法中使用的粘结剂。

二、背景技术

球团矿是球团法得到的产品，是将细磨精矿制成能满足钢铁冶炼要求的块状物料，其过程为用细磨的铁精矿或含铁粉料、添加剂或粘结剂按一定的比例配料、混匀，经造球机滚动造球或压团机压块成生球，然后采用干燥和焙烧或其它方法使之硬化固结。球团矿根据不同方法可得氧化球团矿、冷固球团矿、金属化球团矿等，各种球团矿的成型均离不开粘结剂。

目前国内外开发的球团矿粘结剂有无机粘结剂和有机粘结剂。无机粘结剂有硅酸盐水泥、高铝水泥、镁氧水泥、石灰、硅酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、氯化钙、氯化镁、硅藻土、膨润土等。有机粘结剂有沥青、高粘重油、各种改性的水溶性高分子、改性淀粉，纤维素醚等。

这些粘结剂已用于冷固球团的有硅酸盐水泥、高铝水泥、镁氧水泥、石灰、硅酸钠、碳酸钠、氯化镁、氯化钙等，这些粘结剂的缺点普遍存在固结时间长，短则5至6天，长则15天以上才能达到冶炼所需的机械强度，由于固结时间长，需要较大的固结场地，单球抗压强度偏低，一般在1500N以下。只能在中小高炉上使用，不能满足钢铁工业大规模生产的需求。二是添加量大，带入的有害杂质多，使球团矿全铁下降。

用于氧化球团矿、金属化球团矿的粘结剂有石灰、膨润土等。国外有使用Peridur佩利多有机高分子的，国内也开发了SHN高聚物粘结剂等。这些粘结剂经造球后必须经过高温一定时间焙烧固结才能满足冶炼所需的机械强度，因此需要较大的高温焙烧设备，增加了投资，增加了能耗，同时焙烧过程中产生大量的废气及粉尘，污染环境；对造球原料的粒度有严格的要求，-200目必须大于70％以上，增加了铁精矿的成本。

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种球团矿低温固结粘结剂的生产及应用方法，能在600℃以下、1～2小时短时间内就能固结成2500N以上较高的抗压强度，因此可用于大高炉；具有良好的冶金性能：还原性高，低温还原粉化少，高温还原膨胀小。

本发明应用无定形硅酸铝凝胶溶液具有粘结力和耐高温性的原理。无定形硅酸铝与有机酸反应生成氢氧化铝和硅铝凝胶溶液，脱水后将铁矿颗粒拉紧形成胶凝连接桥而硬化固结，这种固结在600℃以下即可完成。天然的硅酸铝系结晶化合物，有高岑土、皂土等，不溶于水，遇水后可形成暂时性粘性，这种粘性脱水后即失去。但结晶硅酸铝溶于高温下的氢氧化钠溶液，在有机酸作用下生成无定形硅酸铝凝胶溶液，这种溶液由铝酸钠、硅铝酸钠胶体组成。有机酸可以是胡敏酸(风化煤)、柠檬酸、丙稀酸等。将粉状的高岑土或皂土、氢氧化钠溶液、风化煤粉按比例在配料罐中加水搅拌调制成悬浮液，泵入加压反应釜内，开动搅拌，直接送蒸汽入釜内，在0.8MPa以上的饱和蒸汽压力下维持4小时，然后降压排料，即为球团矿低温固结粘结剂溶液，简称BP-07。粘结剂溶液的固含量在35％左右。造球时的用量视团块的压力要求不同，一般为5～8％，用量大抗压强度高；抗压强度小于2500N个球，一般为5％。

本发明与现有球团矿生产技术相比：

1、与现有的冷固球团技术相比：①低温固结工艺的固结时间短，从现有工艺的5天以上缩短到2小时以内，占用场地小，固结工艺投资少，生产周期短，可以大规模生产；②抗压强度高，单球2500N以上，可以在大高炉上使用；③带入的有害杂质低，小于2％，远低于使用硅酸盐水泥等做粘结剂带来的全铁下降。

2、与现有的氧化球团、金属化球团技术相比：①因固结温度在600℃以下，比氧化球团降低能耗50％以上；②可省去高温焙烧设备，大大减少投资；③添加量少，带入的有害杂质低，小于2％，远低于生产氧化球团时配加皂土带入的有害杂质；④冶炼性能好，还原性高，低温还原粉化少，高温还原膨胀小；⑤对原料的粒度要求不高，适应性能好；⑥无废气及粉尘产生，对环境友好。

四、附图说明

图1为球团矿低温固结粘结剂生产工艺流程：1-配料罐，2-反应釜，3-

缓冲罐，4-成品罐

五、实施方案

1、粘结剂配料比：高岑土或皂土    ≥280Kg

                 氢氧化钠30％    ≥溶液430Kg

                 风化煤粉        ≥50Kg

                 水              250Kg

2、按配比在配料罐中配制成均匀的悬浮液，泵入加压反应釜，开动搅拌机。