专利名称：球团粘合剂及其制备方法、以及用该粘合剂生产球团的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种炼铁球团粘合剂及其制备方法、以及用该粘合剂生产球团的工艺，特别是竖炉焙烧球团用粘合剂及其制备方法、以及用该粘合剂生产球团的工艺。
背景技术：
国内竖炉焙烧的球团粘结剂比较成熟的是使用膨润土(又名皂土)，一般使用钙基膨润土或钠基膨润土，后者粘度大，配比在1～2％，但价格高；前者在配比为3～4％，随各地磁铁精粉粒度粗细不同影响造球性能不同，要求配加不同比例的膨润土。一般要求磁铁精粉粘度(-200网目)以下65％以上，粒度太粗不适宜造球用。钠基膨润土的化学成分是SiO261.82％，Al2O320.85％，Fe2O31.58％，CaO 1.29％，MgO 3.48％，Na2O 3.06％，K2O 0.31％，烧损3.91％，PH＝9.5。可见SiO2占比例最大，为此配加膨润土比例大的会降低球团矿中含TFe品位，增加SiO2的含量。生产实践数据表明用铁精粉配膨润土造成球团后，TFe平均下降2.87％，Sio2增加1.2％，这对炼铁工作者来看是个大问题，因为TFe品位下降1％，炼铁焦比上升2％，生铁产量下降3％，2.87％×3％＝8.6％，高炉少产铁8.6％，焦比提高约6％。如何选用新的球团粘合剂，改变这种铁产量降低，焦比升高的现象，提高经济效益，是本领域技术人员长期渴望解决的问题。有人尝试采用羟甲基纤维素和聚乙稀醇等有机粘结剂生产球团，但有机粘合剂耐高温性能差，在球团的焙烧过程中容易失去粘性，造成球团破损。
发明内容
本发明目的是提供一种球团粘合剂及其制备方法、以及用该粘合剂生产球团的工艺，生产出合格球团产品，提高铁产量，降低焦比，满足炼铁烧结工艺要求，解决背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是球团粘合剂的组份如下(重量百分比)Al2O3(三氧化二铝)3.75～10％，P2O5(五氧化二磷)2.5～6％，SO3(亚硫酸根)2.5～6％，余量为H2O(水)。
球团粘合剂的制备方法是这样的它是以磷酸、硫酸铝、超细氢氧化铝为原料，水为分散介质，将原料融于水制成的；原料的选用范围是磷酸6.75～13％，超细氢氧化铝粉1.5～3％，硫酸铝6.25～12.5％，其余为水；具体工艺是将磷酸加热90℃以上，超细氢氧化铝粉加水成糊状，加入到热磷酸中化合，继续加热，加入硫酸铝，溶解后加水，搅拌均匀即可。
本发明生产的球团粘合剂，安全无毒，制作无污染，与磁铁精矿粉有良好的润湿性和胶合性能，完全满足球团生产需要。
本球团粘结剂是易溶于水的流动性的液体，使用本球团粘合剂生产球团的工艺流程是配料，烘干，润磨，造球，筛分，竖炉焙烧，在造球工序时加入本球团粘合剂，粘结剂的配加量占铁精粉重量的1～1.5％。
由于造成球团矿品位下降的主要因素是原来的粘合剂含SiO2太高，本发明不含SiO2，Al2O3高可耐高温，金属氧化物可提高粘度。
采用本发明，球团粘合剂性能超过膨润土，不含SiO2，配加量小浓度低，可以不降低球团矿的TFe品位。
本发明具有工艺合理、不含有害的SiO2、环保实用、不降低球团矿品位、粘合剂耐热性能好特点。
具体实施例方式以下通过实施例对本作进一步说明。
实施例一本实施例中选用的原料重量百分比为磷酸12％，超细氢氧化铝粉2.8％，硫酸铝11.8％，其余为水；具体工艺是将磷酸加热95℃，超细氢氧化铝粉加水成糊状，加入到热磷酸中化合，继续加热，加入硫酸铝，溶解后加水，搅拌均匀即可。本发明产品球团粘合剂的各组份重量百分比是Al2O3(三氧化二铝)9％，P2O5(五氧化二磷)5.5％，SO3(亚硫酸根)5.5％，余量为H2O(水)。
使用本球团粘合剂生产球团的工艺流程是配料，烘干，润磨，造球，筛分，竖炉焙烧，在造球工序时加入本球团粘合剂，粘结剂的配加量占铁精粉重量的1.1％。
实施例二本实施例中选用的原料重量百分比为磷酸9％，超细氢氧化铝粉2.1％，硫酸铝8.5％，其余为水；具体工艺是将磷酸加热98℃，超细氢氧化铝粉加水成糊状，加入到热磷酸中化合，继续加热，加入硫酸铝，溶解后加水，搅拌均匀即可。本发明产品球团粘合剂的各组份重量百分比是Al2O3(三氧化二铝)6％，P2O5(五氧化二磷)4％，SO3(亚硫酸根)4％，余量为H2O(水)。
使用本球团粘合剂生产球团的工艺流程是配料，烘干，润磨，造球，筛分，竖炉焙烧，在造球工序时加入本球团粘合剂，粘结剂的配加量占铁精粉重量的1.2％。
实施例三本实施例中选用的原料重量百分比为磷酸7％，超细氢氧化铝粉1.8％，硫酸铝7％，其余为水；具体工艺是将磷酸加热93℃，超细氢氧化铝粉加水成糊状，加入到热磷酸中化合，继续加热，加入硫酸铝，溶解后加水，搅拌均匀即可。本发明产品球团粘合剂的各组份重量百分比是Al2O3(三氧化二铝)4.5％，P2O5(五氧化二磷)2.8％，SO3(亚硫酸根)2.8％，余量为H2O(水)。
使用本球团粘合剂生产球团的工艺流程是配料，烘干，润磨，造球，筛分，竖炉焙烧，在造球工序时加入本球团粘合剂，粘结剂的配加量占铁精粉重量的1.3％。
上述三个实施例生产的球团与背景技术生产的球团性能指标对比试验过程和结果如下
首先声明，本发明粘结剂的效果是处于实验室的手工摇球和电阻丝电炉子及马沸炉急加温到1000℃的条件下，结果是生球压实力不够，强度差，加热温度达不到竖炉内焙烧到1200℃以上，不能控制氧化气氛和充分进行竖炉内的氧化反应。在各种条件完全相同的情况下，用本发明粘结剂的造球与用钙基膨润土造的球进行比较，其成球性和强度高于膨润土球。
本发明粘结剂抗压强度在各温度阶段都比膨润土强度大磁铁精矿粉造球前预热到45℃，造球试验结果
精粉造球前预热，是仿照现在使用膨润土生产球团工艺过程中的烘干予热。将精粉升温到45℃以上，水份由9～9.5％下降到7～7.5％左右的生产条件。在相同摇球强度和相同烘烤条件和时间的情况下，用本发明粘结剂的实施例1和实施例2造球与配3％钙基膨润土造球后的抗压试验结果。由上表可见，实施例1球是膨润土球强度的6倍，实施例2球是膨润土球强度的2倍，说明本法明粘结剂在现在生产条件下，也像膨润土一样有固结能力，而且固结强度大于膨润土，可以保障生球团的强度要求。
湿球团加热到150℃试样分析
此球是摇好后，未经烘干的湿球，直接装进化验室的烤箱150℃，烤20分钟后的抗压强度试验。膨润土配3％是某厂生产实践中的使用量。此温度实验目的是检验本发明粘结剂在刚入竖炉受炉顶废气温度下的强度。生球在入竖炉前先预热干燥，温度可达150～170℃的球强度试验。由上表可见实施例1是膨润土球强度的24倍，实施例2是膨润土强度的9倍，实施例3是膨润土的3倍，可见本发明粘结剂随温度升高粘结强度比膨润土球增加的快，说明在竖炉顶部本发明造的球也能适用。由上表可见，Fe2O3微晶键在氧化温度200℃，球团表面才氧化为Fe2O3150℃时，说明球团本身什么固结键都没形成，全靠粘结剂的连接。此时的各个实施例粘结剂的粘结强度都大于膨润土的粘结强度。说明本发明在150℃也是可行的。
球团加热550℃试样分析
用膨润土造成的球团矿固结键从600～1000℃在球团预热氧化阶段才开始出现液相键的低熔点化合物。在550℃比较高的温度时球团在竖炉内，焙烧过程中正处在较高温的预热带，还没大量出现固结键，本发明各个实施例粘结剂的抗压强度分别是膨润土的16倍、9倍、2倍，说明本发明粘结剂在550℃期间粘结强度急增，而且不破裂适应竖炉内的高压高温条件。
球团加热1000℃试样分析
试验条件说明a、是在滚摇时间很少成球后马上就不摇的情况下，即没经长时间滚动压实的球。b、湿球先用电炉子约500～600℃烘烤10分钟后，第二天晚上拿到化验室用马沸炉，直接加温到1000℃，30分钟后的第二天到物理实验室作的抗压强度实验，未经竖炉生产考验。c、羟甲基纤维素、聚乙稀醇分别是用这两种有机粘结剂作为主料配制成的粘结剂。
由上表看a、羟甲基纤维素、聚乙稀醇造的球抗压强度为膨润土的0.5倍和1倍，说明虽然选用了比较能耐高温的有机粘结剂还不能耐1000℃高温，不可取。b、本发明各个实施例抗压强度分别为膨润土的15倍、8倍和2.5倍，本发明粘结剂在1000℃情况下有效。
本发明粘结剂基本不降低球团TFe品位，不升高SiO2含量，膨润土作粘结剂的球团矿比精矿粉降低TFe品位3％左右，升高SiO21％左右，列表如下
注膨润土又名皂土。
权利要求
1.一种球团粘合剂，其特征在于球团粘合剂的各组份重量百分比如下三氧化二铝Al2O33.75～10％，五氧化二磷P2O52.5～6％，亚硫酸根SO32.5～6％，余量为水H2O。
2.一种球团粘合剂的制备方法，其特征是具体工艺流程如下它是以磷酸、硫酸铝、超细氢氧化铝为原料，水为分散介质，将原料融于水制成的；原料的选用范围是磷酸6.75～13％，超细氢氧化铝粉1.5～3％，硫酸铝6.25～12.5％，其余为水；具体工艺是将磷酸加热90℃以上，超细氢氧化铝粉加水成糊状，加入到热磷酸中化合，继续加热，加入硫酸铝，溶解后加水，搅拌均匀即可。
3.一种用权利要求1限定的球团粘合剂生产球团的工艺，生产球团的工艺流程是配料，烘干，润磨，造球，筛分，竖炉焙烧，其特征在于造球工序时加入权利要求1限定的球团粘合剂，粘结剂的配加量占铁精粉重量的1～1.5％。
4.根据权利要求1所述之球团粘合剂，其特征是球团粘合剂的各组份重量百分比如下三氧化二铝Al2O34.5-9％，五氧化二磷P2O55.5-2.8％，亚硫酸根SO35.5-2.8％，余量为水H2O。。
5.根据权利要求2所述之球团粘合剂的制备方法，其特征是原料的选用范围是磷酸7-12％，超细氢氧化铝粉1.8-2.8％，硫酸铝7-11.8％，其余为水。
6.根据权利要求3所述之生产球团的工艺，其特征在于粘结剂的配加量占铁精粉重量的1.1-1.3％。
全文摘要
本发明涉及一种炼铁球团粘合剂及其制备方法、以及用该粘合剂生产球团的工艺，特别是竖炉焙烧球团用粘合剂及其制备方法、以及用该粘合剂生产球团的工艺。本发明的技术方案是球团粘合剂的组份如下(重量百分比)Al
文档编号C22B1/14GK1546692SQ200310120989
公开日2004年11月17日 申请日期2003年12月12日 优先权日2003年12月12日
发明者田洪生 申请人:田洪生