[发明专利]一种木质素铁粉球团复合粘结剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种木质素铁粉球团复合粘结剂及其制备方法。所述铁粉球团粘结剂包括如下组分：无硫大分子量木质素，氧化淀粉和无机助熔剂。粘结剂按照一定的比例加入到铁粉原料中，充分搅拌均匀并淋洒适量水形成具有粘性的混合物，置于压球机内制成铁粉球团。将铁粉球团送入烘干炉，依次经过低温、中温及高温区干燥焙烧，固结成为具有一定强度的铁粉球团。由于铁粉粘结剂用量较大，本发明利用不含硫和碱金属的大分子量木质素作为铁粉球团粘结剂的主要组分，为大宗木质素原料的应用提供了有效途径。

技术领域

本发明属于钢铁炼铸领域，特别涉及一种木质素铁粉球团复合粘合剂及其制备方法。

背景技术

在现阶段的钢铁生产过程中，为了保证供给高炉的铁矿石中铁含量均匀，改善铁矿石的冶金性能，适应高炉冶炼对铁矿石的质量要求，并保证高炉的透气性，需要把选矿工艺产出的铁精矿制成10-25mm的块状原料。基于此，需要将各种铁精矿或磨细的天然矿配以球团粘结剂和适量水做成生球，再经高温或低温焙烧制成球团。

球团化的关键是制备一种粘结性能高、不含对炼铁工艺有害的碱金属、且能显著提高成型球团冷热强度的粘结剂。一般用于球团的粘结剂，分为无机粘结剂、有机粘结剂和复合粘结剂三大类。无机粘结剂大多采用粘土、石灰、膨润土，专利CN 101392322A公布了一种硅铁粉球的生产方法，其粘结剂采用石英沙、元明粉及微硅粉等无机材料。鞍山钢铁公司和本溪钢铁公司最先在铁精矿中配入2％～3％的消石灰作为粘结剂，此无机粘结剂即使在高温的条件下仍然具有良好的粘结性能，保持较高的球团机械强度。但该粘结剂冷强度低，球团的杂质含量提高，能耗、造渣量等随之增加。专利CN1733947A公开了一种炼钢用铁粉球的制备方法，其主要使用腐殖酸和淀粉等有机粘结剂。专利CN105483370A也公开了一种铁粉冷压球团免烘干粘结剂的组分，其中高含量的淀粉和黄原胶均属于有机粘结剂的组分。有机粘结剂在常温下有较好的粘结冷强度，能够提高铁品位，降低能耗，提高产量。但温度超过400℃，球团机械强度随着粘结剂的逐渐分解而下降，致使球团在炉内压力作用下破损粉化。

鉴于单一粘结剂存在的以上问题，需要寻找一种粘结性能高，价格低廉同时对炼铸钢铁过程不产生有害影响的粘结剂，将其应用于钢铁生产的铁粉球团过程中。木质素作为一种广泛存在于植物体中的聚合物，是仅次于纤维素的第二大可再生植物资源，尤其大分子量的木质素具有良好的粘结性，有利于提高粘结冷强度。专利CN 103113840A公布了一种利用造纸黑液制备木材胶黏剂的方法，将富含木质素的造纸黑液有效的进行利用。而本发明将不含硫和碱金属的木质素原料作为铁粉球团粘结剂的主要组分，将铁矿粉与该粘结剂混合制成矿粉球，改善铁粉球团的物化性能，使粉状含铁原料得到有效利用，提高冶炼回收率以节省成本，减轻对环境的污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种木质素铁粉球团复合粘结剂，应用于钢铁制造业。该粘结剂主要采用不含硫和碱金属的大分子量木质素并混合淀粉作为有机组分，提高球团冷强度。而无机助熔剂作为粘结剂的无机组分，提高球团热强度并降低熔点。

本发明中木质素铁粉球团复合粘结剂制备方法，包括如下步骤：

(1)木质素的制备：取一定质量的无硫木质素，按固液比1∶40-1∶50(m/v)的比例溶解于1-2％的NaOH溶液。将木质素溶液的pH值调到9-10，过滤除去不溶杂质后，以截留分子量为6000-10000Da的超滤膜浓缩得到大分子量木质素溶液。用HCl溶液调节木质素溶液的pH至2-3，离心并水洗木质素沉淀以除去氯化钠，得到不含硫和碱金属的大分子量木质素原料。

(2)粘结剂的制备：将木质素、氧化淀粉、助熔剂和水按照下面的质量份充分混匀，制得具有一定湿度的铁粉球团粘结剂。