【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固体废弃物领域，更具体地，涉及一种用于冶金尘泥的萃取物粘结剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、冶金尘泥是冶金过程中产生的细粒状固体废弃物，是炼钢、炼铁等工艺中燃烧和氧化过程中生成的副产物。其主要成分包括金属氧化物、非金属氧化物、矿石渣等。冶金尘泥的产量受到我国钢铁产量变化的直接影响，随着近年我国粗钢产量总体上升，冶金尘泥年产量也在逐步增加，2022年已达到约1亿吨。冶金尘泥富含多种有价元素如铁、锌等，某钢铁厂高炉除尘灰的全铁含量(tfe)达到47.57％，炼钢污泥tfe达到52.73％，环境灰tfe达到44.57％，沉降室灰的锌含量达到38.8％，具有资源富集和二次利用的潜力。同时，我国铁矿石资源量虽然丰富，但是资源品位较低，平均品位为34.50％，可采储量较少。目前我国铁矿石自给率较低，对外依存度较高，近年来始终维持在80％以上水平。面对日益严峻的资源环境形势和提升我国铁矿自给率的需求，冶金尘泥资源化回收利用的重要性逐渐凸显。
2、转底炉处理冶金尘泥技术是一种目前得到广泛应用的技术。冶金尘泥首先与还原剂、粘结剂、水分混合造球，然后经过干燥，送入转底炉进行高温反应，球团经焙烧后，铁元素得到还原，锌元素受热蒸发进入烟气，通过烟气冷凝回收，成品球的金属铁品位可达60％，从而实现冶金尘泥的资源化利用。这种技术原料适应性广，可处理多种混合的冶金尘泥；还原时间短，还原温度高；脱锌率较高，成品球内锌含量约1.2％。但该技术的球团粉化率高约25％，部分可达30％；返料率可高达32％。较高的粉化率和返料率导致工艺能量
3、目前关于转底炉处理冶金尘泥的球团粘结剂可分为无机粘结剂如膨润土、有机粘结剂如cmc、淀粉等，主要包括：(1)cn113372845b公开了一种转底炉专用的水性粘结剂及其生产方法，属于粘结剂
其主要成分包括淀粉残渣、聚乙烯醇、过硫酸铵、聚丙烯酰胺、氢氧化钠和水，但是该技术的粘结剂制备工艺较复杂，粘结剂制备成本较高，淀粉残余物容易变质从而降低粘结性能，且水性粘结剂不利于在转底炉中连续添加生产。(2)cn114774683a公布了一种含铁锌尘泥资源化利用的系统及方法，属于冶金与能源领域。其所调配的粘结剂主要成分包括钠基膨润土10～50％、预糊化淀粉10～50％，以及腐殖酸钠、固体硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠等基料5～30％。该粘结剂所用配方较为复杂，加工制造成本较高，生产线应用性较小。(3)cn116179848a公布了一种高质量金属化球团的制备方法，涉及转底炉技术处理领域。其所述粘结剂原料包括淀粉、聚氨酯、甲基纤维素等水溶性粘结剂的10％溶液；膨润土、水玻璃1％；酚醛树脂、环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚丁二烯树脂、呋喃树脂中一种或任意混合的2％含量。该方案物料与粘结剂需要分批次、分种类多次加入，造球工艺较为繁琐，需要增加物料投放和混合工序，难以在目前设施上进行应用。经研究发现，目前现有的转底炉球团所用粘结剂中，主要存在以下问题：(1)部分粘结剂有效成分的成本高昂，如聚丙烯酰胺、呋喃树脂等，不利于大规模添加使用；(2)复合粘结剂的成分较为复杂，多种物质进行预混调制，需要增加工序流程，不利于在现有基础上直接使用；(3)部分粘结剂热稳定性较好，杂质元素如硅、铝易保留在球团内部，降低球团铁品位，另如淀粉等粘结剂常温下易变质失活，降低粘结性能。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用于冶金尘泥的萃取物粘结剂及其制备方法，旨在解决现有的球团粘结剂成本高昂、成分复杂、热稳定性较好的问题。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一方面，提供了一种用于冶金尘泥的萃取物粘结剂的制备方法，该制备方法具体为：在惰性气氛下，将有机溶剂与煤共热预设时间，以促进煤中的小分子有机物断键并溶解在有机溶剂中，然后对其进行固液分离以获得萃取液，最后将所述萃取液降至室温并再次进行固液分离，将获得的液体进行蒸发干燥以制得萃取物粘结剂。
3、作为进一步优选地，所述有机溶剂为1-甲基萘、二甲基萘、吡啶、喹啉、n-甲基吡咯烷酮、煤油中的一种或多种；所述煤为低阶煤。
4、作为进一步优选地，有机溶剂与煤的共热温度为300℃～400℃，共热时间为60min～120min。
5、按照本专利技术的另一方面，提供了利用上述制备方法获得的萃取物粘结剂。
6、按照本专利技术的又一方面，提供了利用上述萃取物粘结剂处理冶金尘泥的方法，该方法具体为：将冶金尘泥原料与还原碳粉、萃取物粘结剂和水混合后进行造球处理，然后对其烘干以制得成品球。
7、作为进一步优选地，所述冶金尘泥原料中全铁含量为40％～70％，锌含量为2％～10％。
8、作为进一步优选地，所述还原碳粉的固定碳含量为80％～90％，颗粒粒径为100目以上。
9、作为进一步优选地，所述冶金尘泥球团以重量份数计，包括冶金尘泥原料75份～90份，还原碳粉5份～15份，萃取物粘结剂1份～3份、水分2份～10份。
10、作为进一步优选地，造球处理过程中造球压力为10mpa～30mpa，持续时间为30s～90s。
11、作为进一步优选地，烘干温度为100℃～300℃，烘干时间为10min～40min。
12、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
13、1.本专利技术通过将有机溶剂与煤共热，能够促进煤中的小分子有机物断键并溶解在有机溶剂中，从而将有效成分萃取富集到萃取液中，最后通过在高温和常温下进行两次固液分离以剔除杂质并保留有效成分，有效提高萃取物粘结剂的纯度，该萃取物粘结剂具有无水、无灰、碳氢含量高、硫氯含量低、粘结性好、疏水性强、常温稳定性强、热流动性强的优势，受热条件下转变为液态，粘结性大幅增强，可以提高球团强度性能，降低球团粉化率；同时，经高温焙烧后该萃取物粘结剂不会残留在球团内部，不会引入其他杂质元素，有利于提高成品球的金属铁品位；另外该萃取物粘结剂成分为碳氢化合物，是一种潜在的还原剂，能够在降低球团粉化率的同时提高球团内金属的还原度，增强球团还原性能；
14、2.尤其是，本专利技术通过对共热温度进行优化，能够在促进小分子有机物从煤大分子交联结构中脱离的同时减少缩聚反应的发生，保证较高的萃取收率，同时该共热温度还综合考虑了实际应用对萃取物粘结剂理化特性的需求，能够保证萃取物粘结剂呈现有效的粘结效果；
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【技术保护点】
1.一种用于冶金尘泥的萃取物粘结剂的制备方法，其特征在于，该制备方法具体为：在惰性气氛下，将有机溶剂与煤共热预设时间，以促进煤中的小分子有机物断键并溶解在有机溶剂中，然后对其进行固液分离以获得萃取液，最后将所述萃取液降至室温并再次进行固液分离，将获得的液体进行蒸发干燥以制得萃取物粘结剂。
2.如权利要求1所述的用于冶金尘泥的萃取物粘结剂的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为1-甲基萘、二甲基萘、吡啶、喹啉、N-甲基吡咯烷酮、煤油中的一种或多种；所述煤为低阶煤。
3.如权利要求1或2所述的用于冶金尘泥的萃取物粘结剂的制备方法，其特征在于，有机溶剂与煤的共热温度为300℃～400℃，共热时间为60min～120min。
4.利用如权利要求1～3任一项所述制备方法获得的萃取物粘结剂。
5.利用如权利要求4所述的萃取物粘结剂处理冶金尘泥的方法，其特征在于，该方法具体为：将冶金尘泥原料与还原碳粉、萃取物粘结剂和水混合后进行造球处理，然后对其烘干以制得成品球。
6.如权利要求5所述的利用萃取物粘结剂处理冶金尘泥的方法，其特征在于，所
7.如权利要求5所述的利用萃取物粘结剂处理冶金尘泥的方法，其特征在于，所述还原碳粉的固定碳含量为80％～90％，颗粒粒径为100目以上。
8.如权利要求5所述的利用萃取物粘结剂处理冶金尘泥的方法，其特征在于，所述冶金尘泥球团以重量份数计，包括冶金尘泥原料75份～90份，还原碳粉5份～15份，萃取物粘结剂1份～3份、水分2份～10份。
9.如权利要求5所述的利用萃取物粘结剂处理冶金尘泥的方法，其特征在于，造球处理过程中造球压力为10MPa～30MPa，持续时间为30s～90s。
10.如权利要求5～9任一项所述的利用萃取物粘结剂处理冶金尘泥的方法，其特征在于，烘干温度为100℃～300℃，烘干时间为10min～40min。
...【技术特征摘要】
1.一种用于冶金尘泥的萃取物粘结剂的制备方法，其特征在于，该制备方法具体为：在惰性气氛下，将有机溶剂与煤共热预设时间，以促进煤中的小分子有机物断键并溶解在有机溶剂中，然后对其进行固液分离以获得萃取液，最后将所述萃取液降至室温并再次进行固液分离，将获得的液体进行蒸发干燥以制得萃取物粘结剂。
2.如权利要求1所述的用于冶金尘泥的萃取物粘结剂的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为1-甲基萘、二甲基萘、吡啶、喹啉、n-甲基吡咯烷酮、煤油中的一种或多种；所述煤为低阶煤。
3.如权利要求1或2所述的用于冶金尘泥的萃取物粘结剂的制备方法，其特征在于，有机溶剂与煤的共热温度为300℃～400℃，共热时间为60min～120min。
4.利用如权利要求1～3任一项所述制备方法获得的萃取物粘结剂。
5.利用如权利要求4所述的萃取物粘结剂处理冶金尘泥的方法，其特征在于，该方法具体为：将冶金尘泥原料与还原碳粉、萃取物粘结剂和水混合后...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗光前，赵天宇，邹仁杰，方灿，孙瑞泽，肖逸，张浩宇，邱文聪，王莉，余鸣宇，李显，姚洪，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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