团块制造技术

本发明专利技术涉及通常在团块中使用纤维，以及涉及例如由煤、金属或金属矿石生产团块。通常，团块由颗粒材料和纤维形成。块由颗粒材料和纤维形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】团块
[0001]本专利技术涉及通常在团块中使用纤维，以及涉及例如由煤、金属或金属矿石生产团块。通常，团块由颗粒材料和纤维形成。
[0002]世界范围内存在大量的粉末状矿物。这些通常作为来自诸如采矿、制造和发电的工业的废料出现；并且如果再加工，则代表着能量或金属制造的巨大潜在资源。然而，难以将这样的粉末加工成不仅可以运输到使用地点而且可以在其目的地的大型加工厂内运输的稳定形式。在颗粒通过湿法生产的情况下，或者在其在湿条件下储存的情况下，该问题被加剧，使得其具有高水分含量。
[0003]已知添加纤维以增强工业体系，例如，多年来已知向混凝土中添加聚丙烯纤维以增强混凝土基质，同时减少收缩和开裂。
[0004]提供造粒/压块方法是有利的，其中团块具有改善的稳定性，特别是在颗粒基质湿的情况下。这可以提供例如，由高水分含量的浓缩细粉使用挤出技术加工这些生产金属矿石团块，以及提供使用液体粘结剂的金属细粉的成团，其中细粉的密度限制了可以添加的液体的量。
[0005]本专利技术旨在克服或改善这些问题的至少一些方面。
[0006]因此，在本专利技术的第一方面，提供了团块，所述团块包含颗粒材料；和纤维，通常为团块的0.1重量％至0.5重量％范围内的纤维。已经发现，向颗粒材料中添加纤维改变了团块的流变学并使水分含量稳定。这允许颗粒被加工成可接受强度(生球强度和固化后强度)的团块，使得其即使在颗粒材料未经干燥的情况下也可以被运输和储存而不会过度降解。省略干燥步骤的能力节省了大量的时间、能量成本，并除去了在干燥过程期间化学地改变颗粒的风险。此外，已经发现纤维的存在给丸粒增加了空隙空间，从而增加了颗粒材料与空气接触的表面积。这在丸粒包含将经历化学反应的材料的情况下可以是有益的，因为空隙提供了改善的试剂向材料中的进入。这个的一个实例可以为，铁矿石在鼓风炉中被还原的情况。另一个实例可以为用润湿剂涂覆粘结剂表面，这在团块中存在大的孔体积的情况下可以更有效地发生。在颗粒材料为金属矿石的情况下，另一个优点在于纤维改变了材料的流变学，从而改善了颗粒对剪切的抗性并有助于通过辊压块技术压块。
[0007]如本文所使用的，术语“纤维”旨在是指任何组成的线(thread)或丝(filament)。其通常为以下情况：纤维具有15μm至5mm的范围或15μm至3mm的范围内(通常为50μm至2mm、或0.1mm至1mm)的长度，以及10μm至100μm的范围内(通常为15μm至50μm)的直径。任选地，纤维长度在约0.2mm至约5mm的范围内，通常在约0.3mm至4mm的范围内。纤维直径:长度的比例使得纤维比其宽度更长。已经发现，通常，纤维越长，纤维的稳定作用越大，因为纤维对颗粒材料的粘附性随着长度通过复杂化改变流变学而增加。
[0008]在实践中，纤维通常提供有“D90”值，这意指90％的纤维具有该范围内的长度。用于本专利技术的纤维的D90值通常为至少0.2mm，优选0.2mm至5mm。
[0009]纤维可以是天然的或人造的、未用过的或回收的，并且可以选自合成聚合物、天然聚合物及其组合。合成聚合物可以选自聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚丙烯腈、聚酰胺或其混合物。例如，如果合成聚合物源自回收的纺织品，则可以形成混合物。天然聚合物可以包括植
物(包括木材)纤维和动物纤维，通常天然聚合物将是吸水的，但这不是必需的。例如，可以使用羊毛，也可以使用纤维素纤维，例如棉花、黄麻、亚麻、大麻和剑麻。此外，可以使用直接来自木浆或来自纸行业的木材纤维。如本文所使用的，术语“纸”旨在为用于纸和卡片二者的涵盖性术语。纤维素纤维可以为与合成聚合物或其他天然聚合物的复合材料。通常，纤维将是纤维素纤维，出于环境原因通常为回收的。如本文所使用的，与复合材料相反，提及“纤维”将指包含80重量％至100重量％范围内(通常90重量％至100重量％)的主要纤维组分(例如纤维素)的纤维。
[0010]通常，纤维将以团块的0.1重量％至0.5重量％的范围存在，通常以0.1重量％至0.4重量％、或0.2重量％至0.3重量％的范围存在。在这些水平下，纤维改变团块材料的流变学，从而允许加工和增强，而无需引入过高水平的孔隙率使得强度相对于不存在纤维的颗粒开始降低。
[0011]纤维可以呈纤维形式、粒状形式或粉末形式，通常呈粒状形式。粒料可以具有这样的颗粒尺寸分布：其使得60％至90％的粒料将穿过5.6mm筛(US 3.5目)，通常使得60％至90％的粒料将穿过4.75mm筛(US 4目)，或者使得60％至90％的粒料将穿过4.5mm筛。
[0012]纤维的堆积密度可以在10g/l至1500g/l的范围内，通常在20g/l至500g/l的范围内，或者在200g/l至300g/l的范围内。在这些密度下，纤维可以被添加到颗粒材料中，而没有团块密度的显著损失，并且也没有团块强度的潜在合成损失。
[0013]其通常为以下情况：纤维是不溶于水的，并且通常是低水分含量的。使用不溶性纤维防止纤维在团块储存条件下的溶解，确保强度不损失。保持低水分含量确保了向颗粒材料(其通常是湿的使得在没有纤维的情况下对颗粒进行加工是困难的)中添加纤维不会进一步增加团块混合物的水分含量，从而潜在地加剧上述围绕湿颗粒的加工的问题。
[0014]可以的是，纤维素纤维包括CFF Topcel
TM
。CFF Topcel为粒状回收纸产品，其包含大于80％的纤维素，堆积密度在200g/l至280g/l的范围内，水分含量≤7重量％，以及具有使得60％至90％的颗粒将穿过4.5mm筛的颗粒尺寸分布。纤维素纤维也可以由CreaFill
TM USA提供。
[0015]颗粒材料可以选自金属矿石、含金属矿石的废料、铁渣、铁锉屑、矿物废料、含碳材料、电弧炉废料或其组合。
[0016]通常金属矿石包括铁矿石。铁矿石可以为任何天然或非天然存在的矿石，例如赤铁矿、磁铁矿或方铁矿，并且可以包含天然存在的污染物。
[0017]在颗粒材料为含碳材料的情况下，其可以为焦炭、石墨、炭黑、泥煤或煤。通常颗粒材料将包含焦炭和/或煤。如本文所使用的，术语“煤”旨在包括褐煤、次烟煤、烟煤、蒸汽煤和无烟煤。已经发现焦炭在形成团块时特别成问题，因此本专利技术在提供更坚固的焦炭团块方面提供了特别的益处。
[0018]矿物废料包括来自矿石或含金属的废料的轧钢皮、轧钢泥和细粉。
[0019]金属可以为，或者金属矿石矿物废料可以包含：铁、锌、镍、铜、铬、锰、金、铂、银、钛、锡、铅、钒、镉、铍、钼、铀或其混合物，或者单质金属，或者呈例如氧化物或硅酸盐的形式。
[0020]颗粒铁渣通常来自尾矿池或洗涤系统，并且通常是超细的。即，其至少90％的颗粒小于200μm，并且通常至少50％小于20μm。铁渣通常为铁氧化物。呈高度圆形的形式且具有
窄颗粒分布的回收铁和铁合金副产物可能显示出难以成团。这是由于几个因素，例如低水平的机械互锁、抛光的基质、高密度和低表面积。然而，当用于如本文所公开的团块时，回收铁和铁合金副产物更容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种团块，包含：(i)颗粒材料；和(ii)0.1重量％至0.5重量％范围内的纤维。2.根据权利要求1所述的团块，其中所述纤维为含纤维素的纤维。3.根据权利要求1或权利要求2所述的团块，其中所述纤维为来源于纺织品或纸的纤维。4.根据任一前述权利要求所述的团块，其中所述纤维的堆积密度在20g/l至500g/l的范围内。5.根据任一前述权利要求所述的团块，其中至少90％的所述纤维的长度为约0.2mm至约5mm。6.根据任一前述权利要求所述的团块，还包含选自以下的粘结剂：至少部分皂化的聚乙烯醇、聚乙烯醇和氢氧化钠的组合、碱金属烷基硅酸盐或聚烷基硅酸、酚醛树脂、瓜尔胶、瓜尔胶和氧化钙的组合、阴离子聚丙烯酰胺、苯乙烯丙烯酸酯乳剂、多糖粘结剂及其组合。7.根据任一前述权利要求所述的团块，包含0.01重量％至1.5重量％的粘结剂。8.根据任一前述权利要求所述的团块，其中所述颗粒材料选自：金属矿石、含金属矿石的废料、铁渣、铁锉屑、矿物废料、含碳材料、电弧炉废料、MDF锯屑或其组合。9.根据权利要求7所述的团块，其中所述金属矿石包括铁矿石。10.根据权利要求7所述的团块，其中所述含碳材料包括焦炭和/或煤。11.根据任一前述权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：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：