粘结剂制剂制造技术

用于铁矿石球团的粘结剂制剂，所述制剂包含一种或更多种硅酸盐和加工助剂；球团，所述球团包含所述粘结剂制剂；以及用于生产铁矿石球团的方法，所述方法包括将所述粘结剂制剂与颗粒状铁矿石混合以及形成球团。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粘结剂制剂本专利技术涉及用于铁矿石球团的粘结剂制剂。特别地涉及包含硅酸盐的粘结剂制剂、包含粘结剂制剂的铁矿石球团及其制备方法。由颗粒状铁矿石和其他金属矿石生产团块是本领域中所公知的。团聚的团块的破碎是常见的，并且通常使用粘结剂(例如水泥或粘土)将颗粒结合在一起，希望改善强度。这样的团块用于高炉或直接铁还原(DirectIronReduction，DRI)。团块被设计成足够强的而允许团块被成功地输送并在高炉内使用。团块必须能够保持其完整性以通过高炉进入熔化炉，否则高炉或DRI设备的性能可能受到不利影响。与使用水泥或粘土相关的问题是，这会增加工艺结束时产生的铁和炉渣中的二氧化硅的量。这样的团块所需的高强度限制了使用更昂贵的粘结剂，例如淀粉或聚乙烯醇(PVA)，因此期望提供现有粘结剂制剂的成本有效的替代品，其可以提供优异的团聚、快速固化和优异的生坯强度。本专利技术旨在克服或改善这些问题的至少一些方面。因此，在本专利技术的第一方面中，提供了用于铁矿石球团的粘结剂制剂，所述制剂包含一种或更多种硅酸盐和加工助剂。已经显示硅酸盐的存在有助于团聚和固化，认为这是由于促进了硅酸盐抗衡离子(例如钠)与铁矿石中的铁之间的离子交换。这导致快速硬化和优异的生坯强度，减少了在输送团块之前所需的固化时间，并减少了运输和在高炉中使用时的损失。包含硅酸盐消除了进行不期望的加热球团以使其硬化的步骤或包含化学固化剂的步骤的需要。加热步骤是不期望的，因为其增加了球团形成过程的复杂性，并且所需的能量增加了成本；化学固化剂通常也是昂贵的或者需要进一步的加工步骤(如使用二氧化碳固化的情况)，因此避免其使用是有利的。通常，硅酸盐包括第I族硅酸盐或第II族硅酸盐，通常是硅酸钠或硅酸钙。已经发现硅酸钠可能由于离子不稳定性而特别有益。硅酸钠也是容易获得的并且便宜。在使用的情况下，硅酸钠的Na:Si比例可以大于2.5、或2.8，因为在这些比例下，获得了分散体的粘度与快速固化之间的最佳平衡。通常情况下，硅酸盐以制剂的60重量％至98重量％、通常75重量％至95重量％的范围存在。在这些水平下，观察到快速固化，导致在从球团形成起经过最短的时间之后的优异的生坯强度。应注意，术语“球团”包括通常被称为球团、棒材、铅笔条(pencilsslugs)的物体。球团通常具有20mm、更通常16mm或15mm的最大平均直径，2mm特别地5mm的最小平均直径，或者10mm至12mm的平均直径。这些物体的共同特征是呈材料的压实形式，并且主要区别在于它们的尺寸和形状。加工助剂可以包含选自以下的添加剂：多糖、纤维素增稠剂及其组合。通常，多糖和/或纤维素增稠剂选自瓜尔胶、阿拉伯胶、黄原胶、淀粉、羟乙基纤维素、甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素及其组合。已经发现这些加工助剂既使球团增稠又使球团稳定，减少化学劣化并改善保存期限。此外，选择基于非水泥的加工助剂消除了铁加工期间产生的增加的炉渣的普遍问题，并且本专利技术的一个特征在于不需要添加基于水泥或基于粘土的加工助剂。通常使用瓜尔胶和甲基羟乙基纤维素，因为已经发现这些加工助剂不仅有助于将铁矿石加工成球团，而且还可以相对于仅含有硅酸盐的球团进一步改善生坯强度。可以在铁矿石球团的环境认证是重要的情况下使用瓜尔胶，因为其是天然产物。加工助剂可可以制剂的5重量％至25重量％或10重量％至20重量％的范围存在于制剂中，已经发现，在挤出加工的情况下，这些水平的加工助剂防止了挤出机由于堵塞或者其他颗粒状物质进入挤出机器的结构中而故障。还可以存在固结剂(settingagent)，其可以促进硅酸盐的聚合，从而导致胶凝化和增强的团聚。固结剂可以选自甘油三乙酸酯、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、热解法二氧化硅、甲基硅醇钾(potassiummethylsiliconate)及其组合。通常，固结剂包含环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，因为其提供优异的粘合性。固结剂可以以粘结剂制剂的0.5重量％至1.0重量％的范围存在。可以添加例如痕量的表面活性剂例如SLS(十二烷基硫酸钠，SodiumLaurylSulphate)以改善由添加剂驱动的铁的润湿。可以使用防水剂来增强球团的材料的耐候性。防水剂可以(例如通过喷洒)与颗粒状材料结合或作为球团的外表面上的层。防水剂包括例如苯乙烯-丙烯酸酯共聚物和沥青乳液。可以预先混合粘结剂制剂，使得然后在球团生产期间将整个制剂添加到颗粒状铁矿石中，从而提供“预混”粘结剂产品。或者可以原位制备粘结剂制剂，使得各个组分被直接添加到颗粒状铁矿石中，它们在颗粒状铁矿石中相互混合，同时与铁矿石混合。例如，可以在硅酸盐之前将加工助剂添加到铁矿石中，或者在加工助剂之前添加硅酸盐。在加工助剂之前添加硅酸盐的情况下，在硅酸盐与铁之间形成了强结合，从而提高固化速率。在本专利技术的第二方面中，提供了铁矿石球团，所述铁矿石球团包含根据本专利技术的第一方面的粘结剂制剂。球团可以包含1重量％至10重量％、通常2重量％至6重量％的范围的硅酸盐，以及独立地0.1重量％至2重量％或0.5重量％至1.5重量％的范围的加工助剂。在这些水平下，已经发现球团良好地团聚，易于加工(特别是通过挤出法)，并且表现出快速固化和生坯强度。球团还将包含颗粒状铁矿石，其直径通常为4mm或更小、更通常小于1mm、或小于500μm、或小于100μm。这可以由能够通过筛来确定。通常，颗粒状材料的至少10重量％在形成为球团之前能够通过100μm筛。更通常，使用30μm或20μm的筛尺寸来筛分材料。材料的至少50％、80％、或100％可以通过筛。通常，铁矿石是来自例如电弧炉的尾矿或粉尘。矿石可以是磁铁矿(Fe3O4)和/或赤铁矿(Fe2O3)。铁矿石可以包含天然存在的污染物。颗粒状铁矿石可以具有小于50％的水分含量、更通常小于30％或小于25％的水分含量。通常，水分含量为至少2重量％或至少5重量％或10重量％。在本专利技术的第三方面中，提供了用于生产铁矿石球团的方法，所述方法包括：将根据本专利技术的第一方面的粘结剂制剂与颗粒状铁矿石混合；以及形成球团。通常，使用选自以下的方法形成球团：挤出、锅造粒和压块，所有这些在本领域中是已知的。通常，使用双轴配料混合物来使混合物团聚。总体上，通常使用压机或挤出机来形成球团。最通常的情况是，使用挤出技术，特别是低水分含量挤出(也称为硬泥挤坯(stiffextrusion))技术。已经发现，在挤出中，特别是在硬泥挤坯技术中使用所述粘结剂制剂，显著地减少了挤出机的阻塞或堵塞，使得加工停机时间被最小化。此外，由混合物的挤出加工产生的热使混合物干燥，并且硅酸盐与铁矿石中的铁之间的离子交换促进团聚并因此固结。这种组合允许生产强的球团，由于它们需要最短的固化时间，因此可以在生产之后很快就准备好用于输送。球团通常是冷成形的，例如在放入炉中之前不进行烧结、或者加热至高于60℃或高于40℃或30℃。根据所需的压实量，球团的压实量可以例如通过将颗粒状铁矿石和粘结剂制剂的混合物置于较大或较小的真空度下来改变。较大的真空度将增加球团的压实。或者，这可以通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于铁矿石球团的粘结剂制剂，所述制剂包含一种或更多种硅酸盐和加工助剂。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180816 GB 1813370.21.一种用于铁矿石球团的粘结剂制剂，所述制剂包含一种或更多种硅酸盐和加工助剂。


2.根据权利要求1所述的制剂，其中所述硅酸盐包括第I族硅酸盐或第II族硅酸盐。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的制剂，其中所述硅酸盐包括硅酸钠。


4.根据任一前述权利要求所述的制剂，其中所述硅酸盐以所述制剂的75重量％至95重量％的范围存在。


5.根据任一前述权利要求所述的制剂，其中所述加工助剂包含选自以下的添加剂：多糖、纤维素增稠剂及其组合。


6.根据权利要求5所述的制剂，其中所述多糖和/或纤维素增稠剂选自瓜尔胶、阿拉伯胶、黄原胶、淀粉、羟乙基纤维素、甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素及其组合。


7.根据任一前述权利要求所述的制剂，其中所述加工助剂以所...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔伊斯·理查德，
申请(专利权)人：宾汀解决有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB