冶金矿粉及含铁尘泥球团粘结剂研究

冶金冷固球团因具有改善物料的冶金物理性能，可解决冶金、有色行业各种粉矿利用率低、入炉品位要求严格、耗能高、各种二次资源综合利用难等问题；为冶金企业含铁废料资源化利用与循环经济、保护环境提供了新途径。

随着我国冶金行业的快速发展，环境保护和节能降耗的压力与日俱增，如何“提高资源利用率、提高球团矿冶金性能，解决矿粉难成型及含铁粉料再利用等问题、实现企业节能减排、循环发展”成为冶金行业科究的***。 国内外球团粘结剂开发现状 国外早在20世纪50～60年代，冷固球团在高炉冶炼上就得到工业应用。 我国于八十年***始冷压球团的研究和应用。

近年来，我国许多冶金科技工作者致力于研制球团粘合剂的制作和实际应用，在认真总结经验的前提下，为了解决球团粘合剂在实际应用中出现的具体质量问题，提出了多方面提高球团的粘结强度、干燥速度和减低成本的配制方法。

如发明专利：94103910.2、98113838.1、200473892.4；矿产综合利用中***：冷固成型技术及其应用、碳含铁粉尘球团粘结剂的研究、炉污泥制作冷固球团的应用研究、直接炼钢和炼铁用冷固结球团、球团矿复合粘结剂及其工艺方法等文献，大部分采用硅酸钠、水泥、焦油、淀粉、聚乙烯醇等作球团粘结剂，但因耐高温性能差，在焙烧过程中易失去粘性，造成粉化率提高，影响球矿质量。

 目前，由于我国块矿紧缺，国内部分铁合金企业采用矿粉入炉冶炼的传统工艺；部分钢铁企业将含铁污泥、铁鳞等作烧结厂的原料进行再烧结，这虽然实现了资源再利用，但资源利用率较低，对环境污染严重。

针对上述情况，开封市洁净煤化工研究所通过十余年的努力，开发出GY型系列冶金球团粘结剂，广泛适于 冶金矿粉及含铁尘泥球团粘结剂研究 冶金行业铁、锰、铬、钒钛等各种矿粉、各种二次粉料资源生产冷固球团应用，为冶金行业高炉、转炉、化铁炉等提供全新的优质炉料开辟了广阔应用领域。

球团粘结剂应用研究 冶金球团的物理性能及冶金性能是球团质量的重要组成因素，球团矿质量的好坏，关键是配料和粘结剂，粘结剂是加工球团矿的关键，它的性能优劣直接关系着球团的质量好坏，所以粘结剂的选择与研制特别重要，尤其含铁尘泥球团再利用问题。 首先，选择了膨润土、硅酸钠、水泥、焦油、淀粉、PVC、CMC、腐殖酸等有机、无机原料作球团粘结剂;根据球团矿工业生产要求，我们采用冶金矿粉及含铁尘泥等按比例配伍，然后测试各种粘结剂成球性能、落下强度、抗压强度及耐高温性能。 通过大量试验得出如下结果： 

（1）膨润土是传统球团矿添加剂中常用的粘结剂，可以提高生球的落下强度和抗压强度，还以提高生球干燥时的爆裂温度，但SiO2 和Al2O3含量高达71.14％，K2O、Na2O等***杂质含量高达2.6％，降低成品球团矿的品位严重，影响高炉冶炼顺行； 

（2）水泥作粘结剂,该法采用硅酸盐水泥、矿渣水泥等水硬性材料作粘结剂，加水后使之发生结晶硬化和胶体化反应，经过一段养护,生成具有一定强度的冷粘结球团矿，但杂质大； 

（3）煤焦油在100～120℃流动性好,易润湿固体表面并产生强烈粘附 ,高温焙烧后热稳定性良好，但生产工艺复杂、设备***大、操作麻烦，污染严重； 

（4）采用有机粘结剂：如淀粉、PVC、CMC、腐殖酸作球团粘结剂，造粒性能好，成球率高，但高温易粉化，严重影响炉料透气性，易产生粉尘； 

（5）以硅酸钠作粘结剂，矿粉需预先干燥到很低水份，水玻璃中杂质及碱金属含量太高，添加量大，会对高炉带来不利影响。 

冶金矿粉及含铁尘泥球团成型 

冶金矿粉及含铁尘泥球团成型可分：造粒成型和对辊成型两种工艺。 

4.1 造粒成型生产条件 （1）矿粉粒度：矿粉的粒度与粒度分布对球团强度有一定的影响,合适的颗粒可与粘合剂充分接触与粘合, 造粒成型要求矿粉的粒度控制在-200目粒级控制在85%～95%为宜；但对辊成型工艺对粒度要求相对低些，一般粒度3mm以下控制在70～80%即可。 （2）混合料的搅拌：矿粉与粘合剂的均匀混合，对球团的强度影响往往被忽视。应用表明矿粉与粘结剂通过搅拌捏合后，料面均匀滑腻，使其可塑性增大，强度明显提高。 （3）成型外力：球团的强度除与粘结剂性能有关外，主要取决于成型外力。适当提高成型外力有助于增加球团的强度。 （4）球团粘结剂用量：选择适宜的粘结剂添加量，不仅使球团具有较高的质量，也可使球团的加工成本降低。在确保球团质量的前提下，尽量减少粘合剂用量，可使球团的杂质及生产成本降低。采用GY型液体球团粘结剂的用量一般在4%～8，GY型干粉球团粘结剂用量一般在2～3%。 （5）球团成型的含水量：矿粉成型水分的大小直接关系的球团的成型率、固化时间、初期强度、后期强度等质量。实践证明，两种工艺的成型水分应控制在8～15%之间为宜。

 4.2 造粒成型工艺 

球团原料按比例通过元盘配料机，皮带输送给造粒机，按比例加入球团料、粘结剂、水，成球后过滚筒振动筛入仓，储存24h出厂运至烧结厂焙烧。

 4.3 对辊成型工艺 矿粉或含铁尘泥原料通过定量给料机，皮带输送到搅拌机，按比例加入粘结剂、固化剂水后进行混合搅拌，将上述搅拌好的物料通过输送机输送到对辊成型，然后将球团通过输送机输送到用烘干机或成品场地自然干燥即可（产量大必须配有烘干系统）。

5 冶金球团及粘结剂实验 本次试验在开封市洁净煤化工研究所研发中心进行，实验采用圆盘造粒成型和对辊压球两种成型方式。实验设备有圆盘造粒机、400型压球机、碾轮搅拌机、干燥箱、烧结杯、强度测定仪等。两种GY型冶金球团粘结剂由开封市洁净煤化工研究所提供；试验原料有铁矿粉、高炉灰、烧结返料、炼钢污泥、氧化铁皮等。