一种高性能的球团矿粘结剂的制备方法
【专利说明】
[0001] 本发明专利申请是针对申请号为：2013106596235的分案申请，原申请的申请日 为：2013-12-09,发明创造名称为：一种高性能的球团矿粘结剂。
技术领域
[0002] 本发明涉及冶金球团粘结剂技术领域，更具体地说，涉及一种高性能的球团矿粘 结剂的制备方法。
【背景技术】
[0003] 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、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，其中，各种球团矿的成型均 离不开粘结剂。
[0004] 目前，球团矿已经成为钢铁行业的主要入炉原料之一，球团矿质量与球团矿成本 也是钢铁企业降低成本的主要瓶颈。冶金球团使用的粘结剂一般分为二大类：一是有机粘 合剂，二是无机粘合剂。有机粘结剂，粘结效果好，用量少，但其价格较高，应用不成熟，对精 矿粉和造球工艺要求苛刻，而且有机粘结剂在升温预热焙烧过程中，会发生氧化分解等反 应，产生应力，破坏预热球团结构，造成预热强度很低，因此我国应用较少。无机粘结剂主要 是膨润土，部分使用白灰或其他黏土类粘结剂，膨润土粘结剂应用成熟，且我国膨润土资源 丰富，开采加工成本低、适应性强、可控范围广；但是其烧残率高，使用膨润土作为粘结剂必 然导致入炉原料的铁品位降低，并增加了硅的含量，使高炉炼铁冶炼的渣量增加，高炉系数 下降，燃耗上升。因此，急需寻求既要满足球团生产要求，又能减少膨润土加入量的低残留 粘结剂，从而减少带入对炼铁、炼钢有害的成分，提高球团矿的冶金性能，并为后期冶炼提 供更好的冶炼基础。
[0005] 经专利检索，中国专利号：ZL201110021863. 3,授权公告日：2012年7月4日，发明 创造的名称为：一种粘结剂及制备方法、以及作为冶金球团粘结剂的应用，其由下列组分组 成：聚丙烯酰胺，腐殖酸钠，硝酸盐或氯酸盐或高氯酸盐混合物，玉米淀粉混合物、聚丙烯酰 胺铝酸钠混合物之一或二者组合，前述粘结剂加入到200目筛通过率不小于70 %的造球铁 精粉中混匀、造球；该申请案虽然有较高的烧损，但是其生产步骤复杂，用该粘结剂所生产 的生球的抗压性能较差，该粘结剂的性能有待提高，且没有将冶金废物资源化应用。
【发明内容】
[0006] 1.发明要解决的技术问题
[0007] 本发明的目的在于克服现有技术中，冶金废弃物难以综合利用，现有粘结剂的烧 残率高，严重影响入炉铁矿石的品位，且生产的球团矿的冶金性能较差的不足，提供了一种 高性能的球团矿粘结剂的制备方法，该制备方法不但资源化利用了冶金废弃物，且生产的 粘结剂的粘结性强，使得粘结剂的用量降低，入炉铁矿石的品位得到提高，减少带入对炼 铁、炼钢有害的成分，提尚球团矿的综合冶金性能。
[0008] 2?技术方案
[0009] 为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
[0010] 本发明的一种高性能的球团矿粘结剂，各组分按如下质量份组成：
[0011]
[0012] 更进一步地，所述的粉煤灰和烧结矿筛下料的平均粒径为42-74微米。
[0013] 更进一步地，各组分按如下质量份组成：
[0016] 更进一步地，所述的聚酯树脂为饱和聚酯树脂。
[0017] 本发明的一种尚性能的球团矿粘结剂的制备方法，其步骤为：
[0018] (1)按质量比称取膨润土 35-42份、活性石灰5-8份、聚乙二醇2-4份和聚酯树脂 2-3份，在搅拌机中混合搅拌25-30分钟，搅拌速度为250r/min，混合均匀得混合物A; [0019] (2)按质量比称取粉煤灰1-2份、烧结矿筛下料5-9份和氧化锆1份，并将粉煤 灰和烧结矿筛下料分别在研磨机中研磨成平均粒径为42-74微米的粉末，而后将粉煤灰粉 末、烧结矿筛下料粉末、氧化锆与步骤（1)得到的混合物A混合，在搅拌机中混合搅拌35-45 分钟，搅拌速度为180r/min，混勾得混合物B;
[0020] (3)按质量比称取淀粉4-7份、食盐1-3份、聚氨基甲酸酯1-3份和酚醛树脂2-4 份，在搅拌机中混合搅拌20-25分钟，搅拌速度为150r/min，混勾得混合物C;
[0021] (4)将步骤⑵得到的混合物B与步骤（3)得到的混合物C混合，混合均匀后即得 粘结剂。
[0022] 3?有益效果
[0023] 采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
[0024] (1)本发明的一种高性能的球团矿粘结剂的制备方法，该制备方法生产的粘结剂 具有较强的粘结性，使得粘结剂的用量减少，减少了膨润土的使用，同时，烧残率低，使得入 炉铁矿石的品位得到提高，减少了高炉炼铁冶炼的渣量，燃耗降低；
[0025] (2)本发明的一种高性能的球团矿粘结剂的制备方法，该制备方法生产的粘结 剂可直接应用于现有的圆盘造球机，不需要对现有的造球设备进行工艺上的改进，节约成 本；
[0026] (3)本发明的一种高性能的球团矿粘结剂的制备方法，该粘结剂通过特定组分配 比，不但克服了无机粘结剂使球团矿的品位降低的缺点，且减少了带入的有害杂质，使球团 矿的冶金性能得到改善；
[0027] (4)本发明的一种高性能的球团矿粘结剂的制备方法，该制备方法简单方便，并将 冶金废弃的粉煤灰和烧结矿筛下料作为粘结剂的组分使用，资源化利用了冶金废弃物。
【具体实施方式】
[0028] 为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0029] 实施例1
[0030] 本实施例的一种高性能的球团矿粘结剂，其组分和含量如下：膨润土 38kg，活性 石灰7kg，聚乙二醇3kg，聚酯树脂3kg，粉煤灰lkg，烧结矿筛下料8kg，氧化锆lkg，淀粉 5kg，食盐2kg，聚氨基甲酸酯2kg，酚醛树脂3kg。
[0031] 值得说明的是，上述的活性石灰又称为软烧石灰，是在煅烧温度IKKTC左右而 获得的晶粒小、孔隙率高、体积密度小的石灰，且本实施例所采用的活性石灰的活性度在 330ml/4N-HCl以上。
[0032] 本实施例的一种高性能的球团矿粘结剂所采用的聚乙二醇为PEG-3000,分子量在 2700至3300之间，熔点为51-53°C，常温下为乳白色固体粉末。上述的聚酯树脂可根据合 成原料中是否含有除苯环外的不饱和键，分为不饱和聚酯和饱和聚酯，本实施例的聚酯树 脂为312C无油醇酸树脂，该312C无油醇酸树脂为高分子量线型饱和聚酯树脂。
[0033] 上述的粉煤灰是引风机将燃煤烟气排入大气之前，急冷呈玻璃体状态的细粒，经 过除尘器，被分离、收集得到的细粒，该粉煤灰成分的质量百分含量为：Si02:45 . 5%，Al203: 29. 6%，Fe203:9. 2%，CaO:6. 5%，MgO:3. 6%，Na2OK2O:2. 5%，其余杂质：3. 1%;此外，高 炉生产过程中，如果入炉料物粒度太细，则阻力大，料柱透气性差，影响高炉顺行，因此必须 通过筛分来控制入炉物料的粒度，本发明所采用的烧结矿筛下料，即为烧结矿入炉之前的 筛下细料。
[0034] 上述的淀粉为马铃薯淀粉、酯化淀粉和小麦淀粉的混合物，其中各组分的质量百 分含量为：马铃薯淀粉：38. 5%，酯化淀粉：24%，小麦淀粉：37. 5%，且马铃薯淀粉、酯化淀 粉和小麦淀粉加入到200目筛的通过率为75%。
[0035] 上述的酚醛树脂为线型酚醛树脂，其是在酸性催化剂存在下，由过量苯酚与甲醛 缩聚制得的一种热塑性酚醛树脂。
[0036] 本实施例的一种尚性能的球团矿粘结剂