一种煤粉粘结剂及其应用制造技术

本申请涉及煤粉粘结剂的技术领域，具体公开了一种煤粉粘结剂及其应用。本申请公开的煤粉粘结剂包括以下重量份的组分：60

【技术实现步骤摘要】
一种煤粉粘结剂及其应用


[0001]本申请涉及煤粉粘结剂的
，具体涉及一种煤粉粘结剂及其应用。

技术介绍

[0002]氧化球团矿作为实现优化高炉炉料结构所必须的优质原料，在钢铁行业的高炉炉料中的占比越来越高。随着环保意识越来越深，人们对氧化球团矿的结构优化提出了更高的要求。
[0003]目前，无机膨润土作球团粘结剂的应用最为广泛，一般膨润土的添加量为1.2
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3.0wt％，高者达3.0
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4.0wt％；但高温焙烧后90％左右的膨润土仍残留在球团矿中，显著降低了球团矿的全铁品位，而当入炉料含铁品位下降1％，焦比升高1.5％，高炉产量下降2.5％。因此，寻找新型球团粘结剂以替代膨润土成为研究热点。
[0004]制备铁球团矿时，也可以采用有机粘结剂添加到铁球团矿中，由于其中含有的有机物能在球团预热焙烧过程中完全分解、燃烧，不残留无机物，使得球团的全铁品位提高。但是，大量研究表明该方法在球团的预热段时，有机粘结剂已经分解、燃烧完全，而矿物颗粒之间的初结晶所形成的强度还不足以满足生产需求，使得预热球容易破碎、粉化，并在回转窑中产生大量粉尘，对操作和环境都产生危害。因此，有机粘结剂并没有得到广泛的应用。
[0005]有科研工作者研发了一种由有机无机复合而成的腐植酸钠粘结剂，其所制备的球团各项强度均能满足生产要求，并且所得的成品球全铁品位相比同等添加量的膨润土球团要高。但是，腐植酸钠粘结剂是采用碱液提取低阶褐煤中的腐植酸而得，仍然需要消耗大量的碱以及设备耗损。相比膨润土粘结剂，市售腐植酸钠粘结剂要高出500元/吨。因此，仍然需要进一步降低粘结剂成本。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术存在的不足，本申请提供一种煤粉粘结剂及其应用。
[0007]第一方面，本申请提供了一种煤粉粘结剂，包括以下重量份的组分：60
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80份煤粉、8
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12份氢氧化钠、0.4
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0.8份环糊精、0.06
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0.12份聚乙烯亚胺；所述煤粉为腐植酸含量大于40％的煤粉。
[0008]本申请利用煤粉、氢氧化钠、环糊精、聚乙烯亚胺作为原料，并控制各原料的重量份为上述范围，提供了一种煤粉粘结剂作为制备球团矿的粘结剂，可以获得高抗压强度、高全铁品位的成品球团矿。
[0009]本申请使用的环糊精具有内疏水，外亲水的分子结构，其所含有的疏水性孔洞，可嵌入各种有机化合物，且具有良好的热稳定性。环糊精分子上可以交联许多官能团，促进包接复合物的形成。本申请使用的聚乙烯亚胺具有高附着性和吸附性的氨基和羟基，能与煤中的羧基反应生成氢键或者离子键，而其中的疏水基团乙烯基则可以嵌入至环糊精的孔洞中。而本申请中加入的NaOH可促进润湿的矿物颗粒表面羟基化。因此，利用本申请提供的配
方原料，环糊精可以与聚乙烯亚胺、煤粉中的腐植酸发生复杂的聚合及交联等反应生成网状结构聚合物，而网状结构聚合物可在羟基化的矿物颗粒表面发生吸附，并进一步通过架桥、包裹缠绕等形式将矿物微颗粒连接、团聚起来，从而大幅度提升生球强度。
[0010]另外，本申请提供的煤粉粘结剂用于制备球团矿时，在预热段，一方面由于环糊精较好的热稳定性，其在300℃以上才开始逐步分解，而低阶褐煤热解温度也在500
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800℃左右，因此，即使随着煅烧过程的进行，本专利技术中的粘结剂在预热段开始逐步热解，但未分解或者未分解完全的部分仍然起到粘结作用。而另一方面，粘结剂中部分热解挥发后在球团结构中留下少量孔洞，有利于外部氧气的进入，促进煅烧过程中的界面反应，进而有利于球团矿中金属氧化矿颗粒在预热过程中的初结晶，强化预热球强度。此外，本专利技术中所采用的粘结剂含有部分无机成分，这些无机成分可以促进FeO、SiO2、MgO的反应，进一步提高预热球和最终焙烧球团的抗压强度。
[0011]本申请的技术方案中，煤粉与氢氧化钠、环糊精以及聚乙烯亚胺只有按照适当的比例进行反应，才能形成稳定的网络结构聚合物，且能保证聚合物网络结构中含有较多的交联基团结构，并在铁矿表面产生吸附，进而在矿物颗粒之间形成架桥或团聚，形成有效的有机
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无机复合粘结剂。
[0012]优选地，所述环糊精选自α
‑
环糊精、β
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环糊精、γ
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环糊精中的一种或多种。
[0013]优选地，所述环糊精为α
‑
环糊精和γ
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环糊精。
[0014]优选地，所述环糊精为重量比为5：(0.2
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1)的α
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环糊精和γ
‑
环糊精。
[0015]在一个具体的实施方案中，所述α
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环糊精和γ
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环糊精的重量比可以为5：0.2、5：0.6、5：1。
[0016]在一些具体的实施方案中，所述α
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环糊精和γ
‑
环糊精的重量比还可以为5：(0.2
‑
0.6)、5：(0.6
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1)。
[0017]优选地，所述聚乙烯亚胺的数均分子量为2000
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10000。
[0018]优选地，所述聚乙烯亚胺的数均分子量为4000
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6000。
[0019]优选地，所述煤粉为腐植酸含量大于45％的煤粉。
[0020]进一步地，所述煤粉为腐植酸含量大于60％的煤粉。
[0021]进一步地，所述煤粉为褐煤或风化煤。
[0022]经过试验分析可知，本申请通过选择上述重量比的α
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环糊精和γ
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环糊精作为环糊精，并筛选上述数均分子量的聚乙烯亚胺和上述腐植酸含量的煤粉原料来制备煤粉粘结剂，进一步提高了球团矿的抗压强度。
[0023]第二方面，本申请提供了上述煤粉粘结剂在制备球团矿中的应用。
[0024]第四方面，本申请提供了上述铁球团矿的制备方法，具体包括以下步骤：将所述煤粉粘结剂添加到金属氧化矿粉原料中，加水进行润磨预处理、然后经过造球、干燥、预热、焙烧后，即得所述球团矿。
[0025]优选地，所述煤粉粘结剂与所述金属氧化矿粉原料的重量比为(0.5
‑
1.0)：100。
[0026]综上所述，本申请的技术方案具有以下效果：本申请利用煤粉、氢氧化钠、环糊精、聚乙烯亚胺为原料，并控制各原料的配比，提供了一种煤粉粘结剂作为制备球团矿的粘结剂，可以获得高抗压强度、高全铁品位的成品球团矿。
[0027]利用本申请提供的环糊精可以与聚乙烯亚胺、煤粉发生复杂的聚合及交联等反应生成网状结构聚合物，并通过氢氧化钠促进矿物颗粒表面的羟基化，从而使得网状聚合物在矿物颗粒表面产生吸附，并进一步通过架桥、包裹缠绕等形式将矿物颗粒连接、团聚起来以提高生球强度。进一步地，本专利技术提供的粘结剂其优良的热稳定性以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤粉粘结剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：60
‑
80份煤粉、8
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12份氢氧化钠、0.4
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0.8份环糊精、0.06
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0.12份聚乙烯亚胺；所述煤粉为腐植酸含量大于40%的煤粉。2.根据权利要求1所述的煤粉粘结剂，其特征在于，所述环糊精选自α
‑
环糊精、β
‑
环糊精、γ
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环糊精中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的煤粉粘结剂，其特征在于，所述环糊精为α
‑
环糊精和γ
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环糊精。4.根据权利要求3所述的煤粉粘结剂，其特征在于，所述环糊精为重量比为5：（0.2
‑
1）的α
‑
环糊精和γ
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：周友连，
申请(专利权)人：中化地质矿山总局地质研究院，
类型：发明
国别省市：