一种冶金焦末球团粘合剂及球团制备方法

技术领域

本发明涉及型焦粘合剂技术领域，具体涉及一种冶金焦末球团粘合剂及球团制备方法。

背景技术

在冶金行业中，焦炭是传统高炉炼铁等冶金生产中不可缺少的燃料和碳来源，主要起还原、透气、碳源、热源四方面的作用，是保证高炉冶炼效率和提高铁产品质量的关键。

焦末是冶金、电石、化工等生产企业在焦炭生产、破碎、运输和使用过程中产生的焦炭粉末，因粒度小(≤10mm)，不符合生产工艺要求而被废弃。我国每年焦炭破碎过程产生的焦末在4000万吨以上，资源量巨大。

焦末是一种自身成型性能极差的物质，厂家在回收利用焦末时，一般选择利用粘合剂使焦末在常温下冷压成型，冷压成型后要使焦末球团在生产、运输过程中有足够的抗碎强度，且在投入高炉高温环境时必须具有足够的热强度，才能在高炉高温环境下不易破碎、粉化，作为骨料的通透性作用更加突出。因此，焦炭粉末制备的球团，要有足够的生球落下强度(湿强度)、干球冷强度(冷强度)、高炉投放的热态性能和抗碎强度(热强度)。

现有冶金焦末粘合剂成型率低，在球团生产、转运中没有足够的抗碎强度(湿强度、冷强度)，加入高炉冶炼时也没有良好的热态性能和抗碎强度(热强度)。

发明内容

本发明为解决现有技术的不足，提供了一种冶金焦末球团粘合剂及球团制备方法，该冶金焦末球团粘合剂具有较高的成型率，利用该粘合剂制备的冶金焦末球团也具有较高的湿强度、冷强度和热强度。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种冶金焦末球团粘合剂，所述的粘合剂中按照各组分所占的质量百分比，包括预糊化淀粉20～50％、羧甲基纤维素5～8％、聚乙烯醇1～3％、聚丙烯酰胺1～3％、可分散乳胶粉1～3％、磷酸二氢铝1～3％、塑性黏土30～40％、硅灰10～20％。

优选的，所述的粘合剂中按照各组分所占的质量百分比，包括预糊化淀粉20％、羧甲基纤维素8％、聚乙烯醇3％、聚丙烯酰胺3％、可分散乳胶粉3％、磷酸二氢铝3％、塑性黏土40％、硅灰20％。

优选的，所述的粘合剂中按照各组分所占的质量百分比，包括预糊化淀粉50％、羧甲基纤维素6％、聚乙烯醇1％、聚丙烯酰胺1％、可分散乳胶粉1％、磷酸二氢铝1％、塑性黏土30％、硅灰10％。

优选的，所述的粘合剂中按照各组分所占的质量百分比，包括预糊化淀粉35％、羧甲基纤维素5％、聚乙烯醇2％、聚丙烯酰胺2％、可分散乳胶粉2％、磷酸二氢铝2％、塑性黏土36％、硅灰16％。

一种利用上述的冶金焦末球团粘合剂制备焦末球团的方法，包括以下步骤：步骤一，将焦末、上述冶金焦末球团粘合剂按照一定比例混合搅拌均匀，制得混合物料备用；步骤二，向制得的混合物料中加入一定量的水并均匀搅拌，制得湿混合物料备用；步骤三，将湿混合物料放入成型机加压成型，制得球团；步骤四，将球团放入烘箱中烘干或者在自然条件下晾干。

进一步的，所述步骤一中冶金焦末球团粘合剂在混合物料中所占的比例为3～5％。

进一步的，所述步骤二中混合物料中加入的水的质量为混合物料质量的15％。

进一步的，所述步骤三中球团在30MPa条件下压制呈椭球形，球团的大小为30mm×50mm。

进一步的，所述步骤四中当球团在烘箱中进行烘干时，烘箱内的温度为150℃，烘干时间为2h，球团在烘箱内烘干之后取出并放凉。

与现有技术相比，本发明中预糊化淀粉、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、可分散乳胶粉遇水后通过浸润、渗透作用产生高粘结力使焦末颗粒粘结在一起，冷压后球团成型率高，并提供足够的强度来抵抗生产、转运、装卸过程中的破碎。磷酸二氢铝、塑性黏土、硅灰随球团加入高炉冶炼时，不仅增大物料粒子间的黏结作用，粒子间产生位移时仍能保持连续接触而不断裂，能形成Al

本发明通过浸润、渗透、高粘结和固化作用使球团达到很高的湿、冷强度来抵抗生产、转运、装卸过程中的破碎，且具有足够的热强度使球团在高炉高温环境下不易粉化。本发明可实现焦末的再利用，从而节约优质炼焦煤，其工艺成熟，生产成本低，制备得到的型焦质量和理化性能都较好，特别在回收利用焦粉方面发展前景巨大。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1

本实施例提供了一种冶金焦末球团粘合剂，所述的粘合剂中按照各组分所占的质量百分比，包括预糊化淀粉20％、羧甲基纤维素8％、聚乙烯醇3％、聚丙烯酰胺3％、可分散乳胶粉3％、磷酸二氢铝3％、塑性黏土40％、硅灰20％。。

实施例2

本实施例提供了一种冶金焦末球团粘合剂，所述的粘合剂中按照各组分所占的质量百分比，包括预糊化淀粉50％、羧甲基纤维素6％、聚乙烯醇1％、聚丙烯酰胺1％、可分散乳胶粉1％、磷酸二氢铝1％、塑性黏土30％、硅灰10％。

实施例3

本实施例提供了一种冶金焦末球团粘合剂，所述的粘合剂中按照各组分所占的质量百分比，包括预糊化淀粉35％、羧甲基纤维素5％、聚乙烯醇2％、聚丙烯酰胺2％、可分散乳胶粉2％、磷酸二氢铝2％、塑性黏土36％、硅灰16％。

本发明还提供了一种利用上述的冶金焦末球团粘合剂制备焦末球团的方法，包括以下步骤：

步骤一，将焦末、上述冶金焦末球团粘合剂按照一定比例混合搅拌均匀，制得混合物料备用，搅拌的时间可以设定为15min；冶金焦末球团粘合剂在混合物料中所占的比例为3～5％；

步骤二，向制得的混合物料中加入一定量的水并均匀搅拌15min，制得湿混合物料备用；混合物料中加入的水的质量为混合物料质量的15％；

步骤三，将湿混合物料放入成型机加压成型，制得球团；所述球团在30MPa条件下压制呈椭球形，球团的大小为30mm×50mm；

步骤四，将球团放入烘箱中烘干或者在自然条件下晾干。当球团在烘箱中进行烘干时，烘箱内的温度为150℃，烘干时间为2h，球团在烘箱内烘干之后取出并放凉。

本发明中预糊化淀粉、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、可分散乳胶粉遇水后通过浸润、渗透作用产生高粘结力使焦末颗粒粘结在一起，冷压后球团成型率高，并提供足够的强度来抵抗生产、转运、装卸过程中的破碎。磷酸二氢铝、塑性黏土、硅灰随球团加入高炉冶炼时，不仅增大物料粒子间的黏结作用，粒子间产生位移时仍能保持连续接触而不断裂，能形成Al

本发明提供的一种冶金焦末球团粘合剂及球团制备的方法，通过浸润、渗透、高粘结和固化作用使球团达到很高的湿、冷强度来抵抗生产、转运、装卸过程中的破碎，且具有足够的热强度使球团在高炉高温环境下不易粉化。本发明可实现焦末的再利用，从而节约优质炼焦煤，其工艺成熟，生产成本低，制备得到的型焦质量和理化性能都较好，特别在回收利用焦粉方面发展前景巨大。

通过本发明制备的冶金焦末球团，粘合剂加量少、成球率高、初始强度好，湿球的落下强度能达到5～9次/1.5米，烘干后的干球冷强度大于100kg/颗，投入高炉冶炼时热强度能增加60kg/颗以上的抗压强度。利用本发明中所提供的粘合剂制备的冶金焦末球团有足够的生球落下强度、干球冷强度、高炉投放的热强度。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。