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技术领域本发明涉及一种冷压高强度萤石球团粘结剂及其使用方法，粘结剂能将高纯萤石粉粘结冷压成高强度萤石球团，是实现萤石粉替代高品位萤石块的关键材料。

背景技术冶金炼钢铁离不开萤石，目前尚无其它材料能替代萤石。在钢铁工业中，萤石大量用于化铁、炼铁、炼钢的熔剂，萤石的作用:一是降低冶炼温度，节省燃料消耗；二是降低炉渣粘度，增加炉渣流动性，以便于从金属中顺利排渣。每熔炼一吨铁，需萤石6 9公斤，每生产一吨钢，需萤石2 9公斤。萤石除具有降低难熔物质的熔点，促进流动，使渣很好分离外，还能在冶炼过程中脱磷，增强金属的可煅性等特点，因此它被广泛应用于化铁工艺和冶炼。冶炼用萤石矿石一般要求含量大于65%，并对主要杂质也有一定的要求，硫和磷的含量分别不得高于0.3%和0. 08%。其产品质量按照中华人民共和国国家标准GB8216-87《萤石块矿》执行(如表1.1)。近年来，高品位萤石原矿被大量开采，储量不断降低，市场上高品位萤石块矿价格不断攀升且难于购买，玻璃、陶瓷、化工行业纷纷改用高纯浮选萤石粉，但冶金行业受工艺技术条件限制，萤石粉由于是粉料不能直接入炉，将萤石粉添加粘结剂通过搅拌、高压成型工艺，加工成球团再应用于冶炼是解决萤石粉替代块矿的途径。而萤石球团粘结剂能否将闻纯浮选萤石粉粘结成球，是实现萤石粉替代闻品位萤石块的关键。萤石球的优势:

1.具有品位稳定、粒度均匀、含杂低、水分低、碎料少；2.二氧化硅低于萤石块矿；3.萤石球稀渣速度快、加入量少、收得率高，在现代高节奏炼钢生产中，缩短炼钢时间，降低氟化钙消耗，大幅减少炉衬侵蚀，减轻氟离子污染等各项理化指标萤石球均优于萤石原矿，更能适应大熔炼炉对落下强度和抗压强度要求。如有些厂家要求落下强度为10米左右落水泥地不出现粉化现象，抗压强度达10N/Mm2左右，而现在大部分萤石原矿难达到此要求。萤石球粘结剂是萤石粉压球成型工艺中的关键技术之一，它占据了萤石球加工成本的主要份额，同时粘结剂的质量又是萤石球质量的重要保证。一般来讲有机类粘结性能好，机械强度高，但热态强度和热稳定性较差，有些防水性较差；无机粘结剂来源广、成本低，热态强度和热稳定性好，但增加灰分。目前，萤石球生产中的粘结剂成本高约60元/T，而且萤石球质量不理想抗压强度或机械强度不够

球团粘结剂为新型球团矿生产用高粘结剂，主要作用是降低球团矿生产中溶剂的添加量，从而保证了球团矿焙烧过程和有效抑制球团矿品位的下降。

成分结构

球团粘结剂主要组成为无机物硅酸盐类和有机物纤维素类产品，同时需要根据球团矿粒度、组成，添加必要的强化成分。有机物和无机物，通过强化混合设备，保证一定的温度和湿度，达到有机物和无机物的有效交联态，保证了其使用效果。

发展概述

常规球团矿生产用主要是膨润土，人工钠化和改性后，其添加量依然不能太多降低，一般粒度矿粉使用量依然达到了2%以上，从而降低球团矿成品品位1.5%左右。随后，专业人员开发出复合膨润土，主要是在人工钠化后的膨润土添加一部分低粘度纤维素，其添加量可以比原来膨润土降低1/2，但是其成球性能、球团矿终强度，都受到很大的限制，主要是因为固相反应组分减少，在球团矿焙烧过程中，固相反应不充分造成。随着专业人员的相关研究，依然有人开发出可以1/3代替膨润土的产品，但是由于溶剂的相对量降低，不管是从成球性能、湿球落下、干球强度、成矿强度等方面，都存在问题，矿粉粘合剂，从而使得市场产品多样化，但是却没有产业推广化。

国内早实现球团粘结剂大工业推广的公司为廊坊江宇化工建材有限公司，在邢台龙海钢铁10m3竖炉应用效果十分理想。球团厂原来的原料条件极不稳定，球团生产膨润土一度接近8%，极大影响了球团矿生产产量和质量，在使用该产品后，溶剂总量降低到2%水平，产量由原来每天不足800吨，提高至1600吨，各项指标均超越以前。

生产工艺

硅酸盐粉碎、研磨，进行人工培育，再烘干、研磨、筛分，与有机物强化中温混合，自然培育，烘干、研磨、筛分，铁矿粉粘合剂金属矿粉粘合剂，然后包装。

现有种类

1、生压球团用，主要是硅酸盐水泥为基，添加相应增稠增效的酰胺、凝胶等混合而成，主要是用来处理污泥等钢铁废料。

2、单方面焙烧球团增强用，主要是通过分析精粉原料组成，调整固相反应物组成，从而达到提高强度的目的。

3、完全代替现有膨润土，有效提高球团矿品位。此类产品目前国内虽然宣传很多，铁粉压球粘结剂金属矿粉粘合剂，但是应用成功几乎没有。

应用领域

主要应用于钢铁冶金行业，球团矿生产领域，可以充分利用现有低品位、低价值矿产资源，从而有效提高有限资源的利用率。也可以调整后，应用于相关造球造粒行业。

一、产品简介

　　冶金球团粘结剂是生产钢铁行业加工球团矿的关键性辅助原料，它的性能优劣直接关系着焙烧球团的质量好坏。采用该粘结剂生产冷固球团原有设备不用改造，可解决现有铁矿粉原料及含铁尘泥粉料再利用方法耗能高、工序复杂或不能大批量转化利用等技术问题。

　　该粘结剂不仅适用于炼铁矿粉原料、二氧化钛、二氧化锰等金属的成型造粒，同时适用于钢铁企业废弃物的成型造粒（如高炉炉尘、轧钢皮、铁屑、沉泥、返矿、除尘布袋料、钢渣、硫酸渣、钢渣、炼钢除尘灰及其它含铁粉料），均可达到烧结或高炉应用要求。改变了铁矿球团的生产长期采用膨润土作粘结剂，降低品位，球团强度低，粉化率高等问题。具有粘结力强、球团强度、高降低球团矿焙烧温度、缩短焙烧时间，焙烧性能好、提高球团矿品位；降低生产成本等特点。

　　二、烧结球团粘结剂性能及作用

　　1、提高物料的成核率，降低生球的长大速度，使生球粒度小而均匀，提高造球率。 提高生球强度，特别是生球的落下强度；

　　2、提高生球的热稳定性，既可提高生球干燥时的爆裂温度，又可提高干球强度和成品球团矿的强度。

　　3、提高球团矿的还原软化温度，抑制球团矿还原时的异常膨胀还原迟滞现象。

　　4、提高球团矿品位、抗压强度、球团微孔隙度，改善球团矿的还原性能。

　　5、缩短球团矿的高温焙烧时间，从而提高球团矿产量，降低工艺风机电能消耗和降低总热量消耗趁本中的燃料费用。

　　三、烧结球团粘结剂的工作机理

　　烧结球团粘结剂具有极强的水化作用，遇水后迅速高度分散成单体，填充在矿粉颗粒的空隙中，由于单体有很强的胶体性质，可增强矿粉的粘结作用。同时在粘结剂的吸附水层，能使生球在受到冲击作用时，使球团球粒之间相互滑动，从而产生塑性变形不至于破碎，提高了生球的落下强度。

　　烧结球团粘结剂对矿粉有很强的亲合粘结功能，改善混合料的亲水性，促使母球迅速生成，缩短造球时间，提高生球产量，同时粘结剂在生球干燥到600 ℃ 左右时易分解挥发可燃，从而能在确保生球强度和暴烈温度提高的同时，还可提高生球的干燥速度，缩短干燥时间，提高生球产量，利于成品球固结强度的提高。

　　烧结球团粘结剂的高温可燃性，可增加球的内外透气性，使成品球的微气孔度增加，还原性改善，抑制还原迟滞现象，消除夹生球现象。使球团入炉比例增加，焦比降低，铁含量增加。

　　烧结球团粘结剂中所含的强氧化剂在球团焙烧温度条件下分解释放氧气，可增强固结氧化性气氛，使Fe3O4完全氧化成Fe2O3放热，矿粉球团粘结剂金属矿粉粘合剂，促使Fe2O3结晶和再结晶长大迅速；TDQ球团粘结增效剂中的稳定剂可抑制Fe2O3的高温分解和Fe3O4的结晶。从而缩短焙烧时间、提高产量、节省燃耗和工艺风机电耗。

　　四、生产设备

　　反应釜（搅拌机）、输送泵、成品罐，计量用具。

　　五、烧结球团粘结剂的生产

　　本技术生产工艺简单，工业化生产冷水制作、30分钟出产品，无能源消耗、无污水、无有害气体排放，成本低。

　　生产工艺流程如下：

　　原料→ 水 → 助剂 → 常温反应 → 成品