一种组合型萤石粉球团粘合剂及其应用的制作方法
【专利摘要】一种组合型萤石粉球团粘合剂及其应用，组合型萤石粉球团粘合剂，由有机粘合剂和无机粘合剂的过饱和溶液两部分组成，其质量分数为：所述有机粘合剂15%-20%，所述无机粘合剂的过饱和溶液80%-85%；所述有机粘合剂是羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠、羟丙基甲基纤维素、羟丙基淀粉醚、羟丙基瓜尔胶、预糊化淀粉、可再分散胶粉、聚乙烯醇中的一种或两种以上的混合物；所述无机粘合剂的过饱和溶液中无机粘合剂为偏硅酸钠和硅酸钠中的一种，其质量分数为50%-60%。利用本发明方案生产的萤石粉球团湿球含水量5%-10%，成球率在96%以上，破碎率1%-1.5%，成品球抗压强度好。
【专利说明】—种组合型萤石粉球团粘合剂及其应用
【技术领域】
[0001]本发明属于炼钢生产领域，具体涉及一种用于冷压萤石粉成球的粘合剂及其在萤石粉冷压成型工艺中的应用。
【背景技术】
[0002]天然萤石是钢铁冶炼中重要的助熔剂，它可降低炉渣熔点，改善炉渣流动性，增强钢水和炉渣间的界面反应能力，提高脱磷、脱硫效率，是冶炼工艺中不可或缺的炉料之一。据统计每熔炼一吨铁，需萤石6~9公斤，每生产一吨钢，需萤石2~9公斤。近年来，高品位萤石原矿被大量开采，储量不断降低，不能满足冶金企业需求，且价格居高不下，造成炼钢成本上升，行业纷纷改用萤石粉，但冶金行业受工艺技术条件限制，萤石粉不能被钢厂直接入炉应用，粉矿压球技术营运而生，萤石冷固化球团已被冶金企业成功运用，基本取代块矿。
[0003]萤石粉球团粘合剂是萤石粉固化成球工艺中的重要原料，目前市场上常使用偏硅酸钠溶液、市售水玻璃、水溶性酚醛胶作为萤石粉球团粘合剂，一般来说，使用有机类粘合剂，产品机械强度高但是热稳定性差、防水性差；使用无机粘合剂，当胶体固含量满足要求时往往会造成湿球水分大，影响最终产品的机械强度、破碎率，且无机粘合剂的加入增加了产品的灰分，加入过多会影响萤石粉球团的品位。萤石粉球团的生产还与其生产工艺有关，目前生产的萤石粉球团普遍存在湿球初始强度差，成球率低，成品球破碎率高的问题。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技 术中的不足，提供一种包含有机粘合剂和无机粘合剂的组合型萤石粉球团粘合剂，并提供所述萤石粉球团粘合剂的应用。
[0005]本发明的技术方案:一种组合型萤石粉球团粘合剂，由有机粘合剂和无机粘合剂的过饱和溶液两部分组成，其质量分数为:所述有机粘合剂15%-20%，所述无机粘合剂的过饱和溶液80%-85%;所述有机粘合剂是羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠、羟丙基甲基纤维素、羟丙基淀粉醚、羟丙基瓜尔胶、预糊化淀粉、可再分散胶粉、聚乙烯醇中的一种或两种以上的混合物；所述无机粘合剂的过饱和溶液的是由所述无机粘合剂、固化剂、引发剂和交联剂在35V -60°C温度下分散于水中形成的水溶液，所述无机粘合剂为偏硅酸钠和硅酸钠中的一种，所述无机粘合剂的质量分数为50%-60%。
[0006]进一步地，所述无机粘合剂的过饱和溶液中所述固化剂为氟硅酸钠，所述引发剂为过硫酸铵和衣康酸中的一种，所述交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺和聚丙烯酰胺中的一种；在所述无机粘合剂过饱和溶液中的质量分数为:所述固化剂1.5%-2.5%，所述引发剂0.3%-0.4%，所述交联剂 0.5%-0.6%ο
[0007]所述有机粘合剂组分和质量分数的一种选择为:所述羟丙基甲基纤维素30%-70%，所述羟丙基淀粉醚30%-70%。
[0008]所述有机粘合剂组分和质量分数的又一种选择为:羧甲基纤维素钠10%_40%，羧甲基淀粉钠20%-60%，羟丙基瓜尔胶20%-60%。[0009]所述有机粘合剂组分和质量分数的又一种选择为:羟丙基甲基纤维素10%_40%，羧甲基淀粉钠20%-60%，聚乙烯醇20%-60%。
[0010]所述有机粘合剂组分和质量分数的另一种选择为:所述有机粘合剂组分和质量分数为:羟丙基甲基纤维素5%-25%，预糊化淀粉30%-60%，聚乙烯醇15%-45%。
[0011 ] 一种组合型萤石粉球团粘合剂在萤石粉冷压成型工艺中的应用，包括如下步骤:
(1)将萤石粉加入搅拌机，所述萤石粉中水分质量分数0.6%-2.2%,添加有机粘合剂，搅拌混合2-10分钟，所述有机粘合剂是羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠、羟丙基甲基纤维素、羟丙基淀粉醚、羟丙基瓜尔胶、预糊化淀粉、可再分散胶粉、聚乙烯醇中的一种或两种以上的混合物；
(2)加入无机粘合剂过饱和溶液，控制有机粘合剂和无机粘合剂过饱和溶液总加入量占总原料量的质量分数< 5，搅拌均匀，送入冷压成型机压制成球，所述无机粘合剂的过饱和溶液的是由所述无机粘合剂、固化剂、引发剂和交联剂在35°C -60°C温度下分散于水中形成的水溶液，所述无机粘合剂为偏硅酸钠和硅酸钠中的一种，所述无机粘合剂的质量分数为 50%-60% ；
(3)送入干燥箱，1500C-200°C，干燥30-60分钟。
[0012]进一步地，所述无机粘合剂的过饱和溶液中所述固化剂选用氟硅酸钠，所述引发剂选用过硫酸铵和衣康酸中的一种，所述交联剂选用N，N-亚甲基双丙烯酰胺和聚丙烯酰胺中的一种；制备所述无机粘合剂过饱和溶液时，控制质量分数为:所述固化剂
1.5%-2.5%，所述引发剂0.3%-0.4%，所述交联剂0.5%-0.6%。
[0013]优选地，所述有机粘合剂颗粒大小研磨加工至600-1200目。
[0014]本发明的方案，选用有机粘合剂和无机粘合剂过饱和溶液配合使用，使用前有机粘合剂和无机粘合剂过饱和溶液是分开的两部分。通常使用的偏硅酸钠溶液和硅酸钠溶液，包括市售的水玻璃，其溶质质量分数小于50%，达不到本发明中无机粘合剂过饱和溶液的要求。无机粘合剂的过饱和溶液的制备方法为:将无机粘合剂和固化剂氟硅酸钠加入到水中，加热温度到达60°C，搅拌使其全部溶解，然后加入所述引发剂和所述交联剂，搅拌形成单一溶液后，保温待用。溶液使用保持温度35°C -40°C，否则会产生再结晶，出现再结晶时加温至50°C，结晶消失。
[0015]有益效果:1、选用的有机粘合剂，有粘合、增稠和疏导水分的作用，可以增加萤石粉粒子间的胶桥，增强萤石粉球团湿球的机械强度，工艺操作更为简单，有利于大规模生产，同时提高成球率和终产品的机械强度。
[0016]2、利用无机粘合剂的过饱和溶液-无机粘合剂的质量分数50%_60%，粘合作用好又不带入过多水分，湿球的含水量被控制在5%-10%。
[0017]3、粘合剂加入过多严重影响萤石粉球团的品位，使用有机粘合剂和无机粘合剂配合使用，在保证粘合质量的前提下，总添加入量< 5%，产品灰分少，品位较高。
[0018]4、成球率在96%以上，湿球单球抗压强度150-200N，抗跌落强度≥2米，成品球含水量2%，破碎率1%-1.5%，成品球单球抗压强度1500N±100，抗跌落强度≥10米。
【具体实施方式】[0019]以下是利用本发明的一种组合型萤石粉球团及其应用在萤石粉球团生产中的举例说明。
[0020]实施例一
萤石粉矿:500kg含水量1% ;有机粘合剂(重量比):羟丙基甲基纤维素和羟丙基淀粉醚各50%均混，超细磨加工至600-1200目。
[0021]无机粘合剂饱和溶液:将120kg偏硅酸钠、5kg氟硅酸钠加入到1OOkg水中，在高速分散机中加热搅拌，制成过饱和溶液，加热温度60°C，待全部溶解后加入衣康酸0.8kg、聚丙烯酰胺1.2kg，停止加热保温待用。
[0022]将萤石粉加入搅拌机，添加有机粘合剂5kg，搅拌混合3分钟，然后加入配制的无机粘合剂过饱和溶液20kg，搅拌均匀，送入冷压成型机压制成球；湿球送入干燥箱，200°C，干燥40分钟。
[0023]效果:湿球含水量10%，湿球单球抗压强度150N-200N ;抗跌落强度> 2米；成球率97% ;成品球含水量2% ;成品球抗压强度1500N土 100N ;抗跌落强度≥10米。
[0024]实施例二
萤石粉矿:500kg含水量1% ;有机粘合剂(重量比):羧甲基纤维素钠20%，羧甲基淀粉钠40%，羟丙基瓜尔胶40%三原料均混，超细磨加工至600-1200目。
[0025]无机粘合剂饱和溶液:将120kg偏硅酸钠、5kg氟硅酸钠加入到IOOkg水中，在高速分散机中加热搅拌，制成过饱和溶液，加热温度60°C，待全部溶解后加入衣康酸0.8kg、聚丙烯酰胺1.2kg，停止加热保温待用。
[0026]将萤石粉加入搅拌机，添加有机粘合剂4kg，搅拌混合3分钟，然后加入配制的无机粘合剂过饱和溶液19kg，搅拌均匀，送入冷压成型机压制成球；湿球送入干燥箱，200°C，干燥40分钟。
[0027]效果:湿球含水量9%，湿球单球抗压强度150N-200N ;抗跌落强度> 2米；成球率97% ;成品球含水量2% ;单球抗压强度1500N±100N ;抗跌落强度≥10米。
[0028]实施例三
萤石粉矿:500kg含水量1% ;有机粘合剂(重量比):羟丙基甲基纤维素20%，羧甲基淀粉钠40%，聚乙烯醇40%三原料均混，超细磨加工至600-1200目。
[0029]无机粘合剂饱和溶液:将120kg硅酸钠、5kg氟硅酸钠加入到1OOkg水中，在高速分散机中加热搅拌,制成过饱和溶液,加热温度60°C，待全部溶解后加入过硫酸铵0.8kg、N，N-亚甲基双丙烯酰胺1.2kg，停止加热保温待用。
[0030]将萤石粉加入搅拌机，添加有机粘合剂4kg，搅拌混合3分钟，然后加入所述配制的无机粘合剂过饱和溶液19kg，搅拌均匀，送入冷压成型机压制成球；湿球送入干燥箱，200°C，干燥40分钟。
[0031]效果:湿球含水量9%，湿球单球抗压强度150N-200N ;抗跌落强度> 2米；成球率97% ;成品球含水量2% ;破碎率1%_1.5% ;单球抗压强度1500N土 100N ;抗跌落强度≥10米。 [0032]实施例四
萤石粉矿:500kg含水量1% ;有机粘合剂(重量比):羟丙基甲基纤维素5-15%，预糊化淀粉30-60%，聚乙烯醇10-35%三原料均混，超细磨加工至600-1200目。
[0033]无机粘合剂饱和溶液:将120kg硅酸钠、5kg氟硅酸钠加入到IOOkg水中，在高速分散机中加热搅拌,制成过饱和溶液,加热温度60°C，待全部溶解后加入过硫酸铵0.8kg、N，N-亚甲基双丙烯酰胺1.2kg，停止加热保温待用。
[0034]将萤石粉 加入搅拌机，添加有机粘合剂4kg，搅拌混合3分钟，然后加入所述配制的无机粘合剂过饱和溶液19kg，搅拌均匀，送入冷压成型机压制成球；湿球送入干燥箱，200°C，干燥40分钟。
[0035]效果:湿球含水量9%，湿球单球抗压强度150N-200N ;抗跌落强度> 2米；成球率97% ;成品球含水量2% ;破碎率1%_1.5% ;单球抗压强度1500N土 100N ;抗跌落强度≥10米。
【权利要求】
1.一种组合型萤石粉球团粘合剂，由有机粘合剂和无机粘合剂的过饱和溶液两部分组成，其质量分数为:所述有机粘合剂15%-20%，所述无机粘合剂的过饱和溶液80%-85% ； 所述有机粘合剂是羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠、羟丙基甲基纤维素、羟丙基淀粉醚、羟丙基瓜尔胶、预糊化淀粉、可再分散胶粉、聚乙烯醇中的一种或两种以上的混合物； 所述无机粘合剂的过饱和溶液的是由所述无机粘合剂、固化剂、引发剂和交联剂在35V -60°C温度下分散于水中形成的水溶液，所述无机粘合剂为偏硅酸钠和硅酸钠中的一种，所述无机粘合剂的质量分数为50%-60%。
2.如权利要求1所述的一种组合型萤石粉球团粘合剂，其特征在于:所述无机粘合剂的过饱和溶液中所述固化剂为氟硅酸钠，所述引发剂为过硫酸铵和衣康酸中的一种，所述交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺和聚丙烯酰胺中的一种；在所述无机粘合剂过饱和溶液中的质量分数为:所述固化剂1.5%-2.5%，所述引发剂0.3%-0.4%，所述交联剂0.5%-0.6%。
3.如权利要求1或2所述的一种组合型萤石粉球团粘合剂，所述有机粘合剂组分和质量分数为:所述羟丙基甲基纤维素30%-70%，所述羟丙基淀粉醚30%-70%。
4.如权利要求1或2所述的一种组合型萤石粉球团粘合剂，所述有机粘合剂组分和质量分数为:所述羧甲基纤维素钠10%-40%，所述羧甲基淀粉钠20%-60%，所述羟丙基瓜尔胶20%-60%。
5.如权利要求1或2所述的一种组合型萤石粉球团粘合剂，所述有机粘合剂组分和质量分数为:所述羟丙基甲基纤维素10%-40%，所述羧甲基淀粉钠20%-60%，所述聚乙烯醇20%-60%。
6.如权利要求1或2所述的一种组合型萤石粉球团粘合剂，所述有机粘合剂组分和质量分数为:所述羟丙基`甲基纤维素5%-25%，所述预糊化淀粉30%-60%，所述聚乙烯醇15%-45%。
7.一种组合型萤石粉球团粘合剂在萤石粉冷压成型工艺中的应用，包括如下步骤: (1)将萤石粉加入搅拌机，所述萤石粉中水分质量分数0.6%-2.2%,添加有机粘合剂，搅拌混合2-10分钟，所述有机粘合剂是羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠、羟丙基甲基纤维素、羟丙基淀粉醚、羟丙基瓜尔胶、预糊化淀粉、可再分散胶粉、聚乙烯醇中的一种或两种以上的混合物； (2)加入无机粘合剂过饱和溶液，控制有机粘合剂和无机粘合剂过饱和溶液总加入量占总原料量的质量分数< 5，搅拌均匀，送入冷压成型机压制成球，所述无机粘合剂的过饱和溶液的是由所述无机粘合剂、固化剂、引发剂和交联剂在35V -60°C温度下分散于水中形成的水溶液，所述无机粘合剂为偏硅酸钠和硅酸钠中的一种，所述无机粘合剂的质量分数为 50%-60%; (3)送入干燥箱，1500C-200°C，干燥30-60分钟。
8.如权利要求7所述的一种组合型萤石粉球团粘合剂在萤石粉冷压成型工艺中的应用，其特征在于:所述无机粘合剂的过饱和溶液中所述固化剂为氟硅酸钠，所述引发剂为过硫酸铵和衣康酸中的一种，所述交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺和聚丙烯酰胺中的一种；在所述无机粘合剂过饱和溶液中的质量分数为:所述固化剂1.5%-2.5%，所述引发剂0.3%-0.4%，所述交联剂 0.5%-0.6%ο
9.如权利要求7或8所述的一种组合型萤石粉球团粘合剂在萤石粉冷压成型工艺中的应用，所述有机粘合剂颗粒大小研磨加工`至600-1200目。
【文档编号】C22B1/242GK103667692SQ201410000621
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2014年1月2日
【发明者】张凤林 申请人:嘉峪关市园通新型保温材料有限责任公司