[发明专利]纤维素醚铁矿球团复合添加剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

 本发明涉及一种冶金用的球团粘结剂，尤其涉及一种用于生产铁矿球团的纤维素醚铁矿球团复合添加剂及其制备方法，本发明属于铁矿球团的粘结剂领域。

背景技术

粘结剂是将铁精矿粉制成球团不可缺少的重要成分，性能良好的粘结剂对于提高球团矿的质量和炼铁经济技术指标、促进节能降耗和实现环境友好等将起到非常重要的作用。为了实现上述技术效果，要求粘结剂具有良好的粘结性和成球性，制作的生球应有良好的抗爆性能，较高的干、湿球抗压及落下强度；焙烧后成品球不仅其抗压强度、转鼓指数、筛粉指数等物理性能及还原膨胀系数、还原度、还原粉化率、软熔温度等冶金性能能满足高炉炼铁的要求，而且应具有较高的含铁品位。

按照来源，现有的用于铁矿球团的粘结剂可分为无机粘结剂、有机粘结剂、无机/有机复合型粘结剂等几种类型。迄今为止，国内外已经用于铁矿球团的粘结剂主要有水玻璃、消石灰、水泥、粘土、膨润土、硅藻土碱金属化合物和盐类等无机粘结剂；纤维素醚、淀粉醚、腐植酸、木质酸、、KLP、Aleotac、peridur等有机粘结剂；以膨润土为主要成分的有机/无机复合型粘结剂。

 纤维素醚、淀粉醚、 腐植酸、木质酸、KLP、Aleotac、peridur等有机粘结剂具有良好的粘结性和成球性，在高温时能燃烧除去，因此带入球团的杂质少，球团品位较高，而且成品球具有较好的还原性能。但这类有机粘结剂（尤其是纤维素醚）的价格非常高，导致生产成本过高。

  纤维素是一种既不溶解也不熔融的多羟基高分子化合物。纤维素经醚化后则能溶于水、稀碱溶液和有机溶剂，并具有热塑性纤维素醚是由纤维素制成的具有醚结构的高分子化合物。纤维素大分子中每个葡萄糖基环含有三个羟基，第六碳原子上的伯羟基、第二、三个碳原子上的仲羟基，羟基中的氢被烃基取代而生成纤维素醚类衍生物。经醚化后的纤维素溶解性能发生显著变化，可溶解于水、稀酸、稀碱或有机溶剂。

  纤维素醚的粘结性能取决于其水溶解度，其愈能充分的与水相溶，其粘结性就愈高。作为粘结剂使用时，需要将纤维素醚粉碎至微粒(60目以上)才能发挥出其粘结性能。当纤维素醚为600目以下的粒径时，其中心体积（约占其总体积的70%）部分仍为固体，该固体部分具有较强的内聚力，其溶解性能非常差，不能与水相溶膨胀进而不具有黏结性能。仅其颗粒周边的外围部分（约占其总体积的30%）呈蓬松状态具有非常高的水溶性，可以与水充分相溶膨胀得以发挥出黏结性能。在铁矿球团的造球过程中,所加入的水的用量有其严格的规定,所加入水的总量仅占总质量的25-30%（分两个阶段加入：将添加剂和铁矿精粉相混合时，所加入水占总混合总质量的8.5-10%；在滚盘机中的造球阶段，所加入水占总混合总质量的16.5-20%）,而且整个造球过程仅有短短的12分钟时间（将添加剂和铁矿精粉相混合的时间约为3-4分钟，随后在滚盘机中的造球时间约为8-9分钟）。在纤维素醚的粒径在600目以下的情况下,约占其总体积70%的中心部分呈固相,具有极强的内聚力,在如此短短的时间内根本不可能与水相溶,从而不能发挥出应有的粘结性能，不仅极大的浪费了原料，也大大降低球团的粘性，进而降低成品球强度和成品球全铁品位。如果能将纤维素醚粉碎至600-2000目（尤其是1000目-2000目），其中心部分也呈蓬松流动的液相状态，具有非常强的水亲和力，遇水后相溶膨胀从而具有非常强的粘性和包裹性能。

    将纤维素醚采用粉碎机或微粉磨等设备进行粉碎时，由于纤维素醚彼此之间剧烈的摩擦会产生大量的热量，一旦温度达到80℃，纤维素醚之间就会大量聚集成团导致所得到的纤维素醚颗粒的粒径多在90目以下，很少能达到600目以上的粒径，更难达到1000目以上，这不仅极大的浪费了原料、提高了生产成本，也显著降低了球团矿成品球的物理性能及冶金性能，不能满足高炉工艺要求，因而难以在工业上规模化推广应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服采用纤维素醚作为球团矿粘结剂的主要成分时，所存在的生产成本过高、球团矿成品球的物理性能及冶金性能较差等缺陷，提供一种新的铁矿球团铁粉粘结剂，该粘结剂以超微纤维素醚作为其主要的粘结剂成分，具有生产成本低、粘结性能强，可有效提高生球强度和爆裂温度，进而显著提高成品球全铁品位和质量。

   本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

   一种纤维素醚铁矿球团复合添加剂，包括以下各原料制成：

   纤维素醚，铁粉，淀粉醚，石灰石粉和镁石粉；