專利名稱：用于金屬粉礦冷固成型替代燒結(jié)礦的粘結(jié)劑及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于粉礦冷固成型的粘結(jié)劑及其應(yīng)用方法，具體地說是涉及一種用于
硅、錳、鎳、鉻等金屬粉礦冷固成型以替代燒結(jié)礦的粘結(jié)劑及其應(yīng)用方法，屬于冶金領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
中國是鐵合金生產(chǎn)大國，隨著礦產(chǎn)資源開發(fā)，塊礦與粉礦和經(jīng)富選的精礦比例大 幅度增加，如鉻礦世界年產(chǎn)量1200萬噸中塊礦約占25%，粉礦(<8mm)約占75%，此外， 塊礦與粉礦的價差也越來越大。鉻粉礦價格比塊礦低30 40美元/噸。
無庸諱言，粉礦將成為合金生產(chǎn)企業(yè)未來的主要礦源。但是在合金冶煉工藝中，粉 礦配加不得超過5%，過多會使?fàn)t料透氣性變差，惡化爐況，因此粉礦在應(yīng)用之前必須進(jìn)行 預(yù)處理。粉礦預(yù)處理主要途徑是造塊，目前造塊的方法有球團法、燒結(jié)法以及冷固壓球法， 國內(nèi)合金廠家主要采用燒結(jié)法。但由于燒結(jié)法特別是土法燒結(jié)存在規(guī)模小、能耗高、污染嚴(yán) 重等短時間內(nèi)難以解決的問題，環(huán)保部門嚴(yán)格限制生產(chǎn)。另外由于有些礦熔點很高(如鉻 尖晶石)，燒結(jié)時難以形成低熔點的液相，而且有些礦屬于酸性燒結(jié)礦(如鉻燒結(jié)礦)，成品 率偏低，燒結(jié)礦的強度比較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種金屬粉礦冷固成型 替代燒結(jié)礦的粘結(jié)劑及其應(yīng)用方法，使用該粘結(jié)劑能夠制備各種粉礦球(塊)以及根據(jù)冶 煉配礦比例制成含粉礦、助熔劑、還原劑的復(fù)合球，成品作為各系合金冶煉爐料，完全替代 燒結(jié)礦。 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)途徑來實現(xiàn)的
—種用于粉礦冷固成型的粘結(jié)劑，由A、 B兩種組分組成 A組分由以下重量份的原料組成膠粘劑10 22份，固化劑1 7份，改性除塵 灰60 85份； B組分引發(fā)劑，以重量計，B組分為A組分的10% 25%。 其中，所述的膠粘劑為植物蛋白膠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇三者中的任一種或它們 一種以上以任意比例所組成的混合物；所述的固化劑為氟硅酸鈉或三聚磷酸鈉；所述的改 性除塵灰為合金除塵灰經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑改性而成；所述的引發(fā)劑為水溶性中強無機堿，例如 碳酸鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉等。 所述的改性除塵灰是采用如下方法改性得到的 步驟1 :將硅烷偶聯(lián)劑用水或水與乙醇任意比例的混合溶劑配制成重量百分比為
1% 5%的溶液，硅烷偶聯(lián)劑的用量為除塵灰重量的0. 1 0. 5% ; 步驟2 :將步驟1所得溶液均勻噴灑在除塵灰上，攪拌10 20分鐘； 步驟3 :將除塵灰在100 120。C烘干即得。 所述合金除塵灰為硅系、錳系、鎳系、鉻系等合金生產(chǎn)廠家袋式除塵器所得物中
3的一種或兩種以任意比例組成的混合物；所述硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)選氨基類硅烷偶聯(lián)劑，例如
Y-氨基丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、苯氨基甲基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、3-氨基丙基三甲氧
基硅烷偶聯(lián)劑等。 本發(fā)明所用到的原料可從國內(nèi)外化工市場及冶金礦產(chǎn)資源市場獲得，其規(guī)格符合 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)即可。 本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種上述粘結(jié)劑在金屬粉礦冷固成型 中的應(yīng)用。 本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是通過以下技術(shù)途徑來實現(xiàn)的
將所述粘結(jié)劑用于金屬粉礦冷固成型，具體步驟如下 步驟一 按重量份稱取下列各物質(zhì)粉礦(粒徑0-12mm) 100份，粘結(jié)劑A組份 5 15份、B組份1 2份，水6 10份； 步驟二 將步聚一中稱取的粉礦、A組分在強力攪拌機內(nèi)充分混勻，得混合料1 ;
步驟三將步聚一中稱取的B組分溶解于水中，得到水溶液； 步驟四將步驟三中所得的水溶液均勻地噴灑在處于攪拌狀態(tài)的混合料1上，持 續(xù)攪拌，得混合料2; 步驟五將所得混合料2用成型機成型，成型后自然堆積，即為成品。
其中，步驟四中所述的攪拌時間優(yōu)選為10 20分鐘；步驟五中所述的自然堆積優(yōu) 選為堆積24 72小時，所述的成型是用成型機將所述的混合料2造成球型或塊型。
本發(fā)明所述粘結(jié)劑的粘結(jié)機理如下 膠粘劑能改善混合料的塑性，提高成型產(chǎn)品的初始強度；改性除塵灰中的活性硅 與引發(fā)劑反應(yīng)放熱，激活固化劑使反應(yīng)加劇，放出的熱量促進(jìn)反應(yīng)生成物膠凝，成品快速干 燥固結(jié)，常溫下24 72小時內(nèi)成品抗壓強度即可達(dá)到2000N以上。 使用本發(fā)明粘結(jié)劑能夠制備各種粉礦球(塊)以及根據(jù)冶煉配礦比例制成含粉 礦、助熔劑、還原劑的復(fù)合球，成品作為鐵合金(如硅系合金、錳系合金、鎳系合金、鉻系合 金等)冶煉爐料，完全替代燒結(jié)礦。該粘結(jié)劑用于粉礦的冷固成型工藝簡單，其獨特的粘結(jié) 機理可充分利用二次資源，合金生產(chǎn)所有附屬產(chǎn)品被充分利用，真正做到環(huán)保無三廢生產(chǎn)， 同時有利于降低生產(chǎn)成本。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和特點將會隨著描述而 更為清楚。但這些實施例僅是范例性的，并不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對本發(fā)明技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式 進(jìn)行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
1.改性除塵灰的改性實施例
實施例1 : 硅系合金除塵灰100份，Y-氨基丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑0. 5份；
步驟l :將Y-氨基丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑用水配制成5X的溶液，；
步驟2 :將所得溶液均勻噴灑在除塵灰上，攪拌10分鐘；
步驟3 :將除塵灰在IO(TC烘干。
實施例2 : 硅系合金除塵灰70份，鉻系合金除塵灰30份，苯氨基甲基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑 0. 1份； 步驟1 :將苯氨基甲基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑用水與乙醇(按重量比水25%，乙醇 75% )的混合溶劑配制成1%的溶液； 步驟2 :將所得溶液均勻噴灑在除塵灰上，攪拌20分鐘； 步驟3 :將除塵灰在12(TC烘干。 實施例3 : 錳系合金除塵灰50份，硅系合金除塵灰50份，3-氨基丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑 0. 3份； 步驟1 :將3-氨基丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑用水配制成3%的溶液； 步驟2 :將所得溶液均勻噴灑在除塵灰上，攪拌15分鐘； 步驟3 :將除塵灰在ll(TC烘干。 2.本發(fā)明粘結(jié)劑應(yīng)用實施例 實施例4 : 按重量份稱取下列各物質(zhì)(單位kg): A組份10. 6份，其中植物蛋白膠2份、改性除塵灰(改性實施例3) 8份、氟硅酸鈉
0. 6份； B組份碳酸鈉1. 5份； 粉礦青海錳礦粉50份、焦炭粉15份、錳除塵灰35份； 水10份； 先將青海錳礦粉、焦炭粉、錳除塵灰、植物蛋白膠、改性除塵灰和氟硅酸鈉在強力 攪拌機內(nèi)(普通立式砂漿攪拌機或臥式螺旋強力攪拌輸送機)充分混勻，得混合料l ;將碳
酸鈉溶解于水中后將所得水溶液均勻噴灑在混合料1上，攪拌10分鐘，得混合料2 ;將混合
料2用成型機成型，成型后自然堆積42小時得到成品。成品抗壓強度平均2010N。
實施例5 : 按重量份稱取下列各物質(zhì)(單位kg): A組份12. 2份，其中植物蛋白膠l份、聚丙烯酰胺0. 5份、改性除塵灰(改性實施
例1)10份、三聚磷酸鈉0.7份； B組份氫氧化鉀1份； 粉礦鎳渣(主要成份硅酸亞鐵)84份、蘭炭粉16份；
水10份； 先將鎳渣、蘭炭粉、植物蛋白膠、聚丙烯酰胺、改性除塵灰和三聚磷酸鈉在強力攪 拌機內(nèi)(普通立式砂漿攪拌機或臥式螺旋強力攪拌輸送機)充分混勻，得混合料l，備用； 將氫氧化鉀溶解于水中后將所得水溶液均勻噴灑在混合料1上，攪拌20分鐘，得混合料2 ; 將混合料2用成型機成型，成型后自然堆積24小時得到成品。成品抗壓強度平均2150N。
實施例6 : 按重量份稱取下列各物質(zhì)(單位kg): A組份6. 4份，其中植物蛋白膠0. 6份、聚乙烯醇0. 4份、改性除塵灰(改性實施例2)5份、氟硅酸鈉0.4份；
B組份氫氧化鈉1份； 粉礦土耳其鉻礦粉70份、鉻除塵灰15份、焦炭粉15份；
水10份； 先將土耳其鉻礦粉、焦炭粉、鉻除塵灰、植物蛋白膠、聚乙烯醇、改性除塵灰、氟硅 酸鈉和氫氧化鈉在強力攪拌機內(nèi)(普通立式砂漿攪拌機或臥式螺旋強力攪拌輸送機)充分 混勻，得混合料l，備用；將氫氧化鈉溶解于水中后將所得水溶液均勻噴灑在混合料1上，攪 拌10分鐘，得混合料2 ;將混合料2用成型機成型，成型后自然堆積72小時得到成品。成 品抗壓強度平均2000N。
權(quán)利要求
一種用于金屬粉礦冷固成型替代燒結(jié)礦的粘結(jié)劑，其特征在于由以下A、B兩種組分組成A組分由以下重量份的原料組成膠粘劑10～22份、固化劑1～7份、改性除塵灰60～85份；B組分引發(fā)劑，以重量計，B組分為A組分的10％～25％。
2. 按照權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑，其特征在于所述的膠粘劑為植物蛋白膠、聚丙烯酰 胺、聚乙烯醇三者中的任一種或它們一種以上以任意比例所組成的混合物。
3. 按照權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑，其特征在于所述的固化劑為氟硅酸鈉或三聚磷酸鈉。
4. 按照權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑，其特征在于所述的改性除塵灰為合金除塵灰經(jīng)硅烷 偶聯(lián)劑改性而成。
5. 按照權(quán)利要求4所述的粘結(jié)劑，其特征在于所述的改性除塵灰是由如下改性方法得 到的步驟1 :將硅烷偶聯(lián)劑用水或水與乙醇任意比例的混合溶劑配制成重量百分比為1% 5%的溶液，硅烷偶聯(lián)劑的用量為除塵灰重量的0. 1 0. 5% ;步驟2 :將步驟1所得溶液均勻噴灑在除塵灰上，攪拌10 20分鐘；步驟3 :將除塵灰在100 12(TC烘干即得。
6. 按照權(quán)利要求4或5所述的粘結(jié)劑，其特征在于所述合金除塵灰為硅系、錳系、鎳系、 鉻系等合金生產(chǎn)廠家袋式除塵器所得物中的一種或兩種以任意比例組成的混合物；所述硅 烷偶聯(lián)劑為氨基類硅烷偶聯(lián)劑，例如Y-氨基丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、苯氨基甲基三乙 氧基硅烷偶聯(lián)劑、3_氨基丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑等。
7. 按照權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑，其特征在于所述的引發(fā)劑為無機水溶性中強堿，例 如碳酸鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉等。
8. 權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑在金屬粉礦冷固成型中的應(yīng)用，其特征在于包括如下步驟步驟一 按重量份稱取下列各物質(zhì)粉礦100份，粘結(jié)劑A組份5 15份、B組份1 2份，水6 10份；步驟二 將步聚一中稱取的粉礦、A組分在強力攪拌機內(nèi)充分混勻，得混合料1 ; 步驟三將步聚一中稱取的B組分溶解于水中，得到水溶液；步驟四將步驟三中所得的水溶液均勻地噴灑在處于攪拌狀態(tài)的混合料1上，持續(xù)攪 拌，得混合料2;步驟五將所得混合料2用成型機成型，成型后自然堆積，即為成品。
9. 按照權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于步驟四中所述的攪拌時間優(yōu)選為10 20 分鐘；步驟五中所述的自然堆積優(yōu)選為堆積24 72小時。
10. 按照權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于所述的成型是用成型機將所述的混合料2 造成球型或塊型。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于金屬粉礦冷固成型替代燒結(jié)礦的粘結(jié)劑及其應(yīng)用方法，具體涉及一種用于硅、錳、鎳、鉻等金屬粉礦冷固成型的粘結(jié)劑，由A、B兩種組分組成，其中A組分由膠粘劑、固化劑、改性除塵灰組成，B組分為引發(fā)劑。使用該粘結(jié)劑能夠制備各種粉礦球(塊)以及根據(jù)冶煉配礦比例制成含粉礦、助熔劑、還原劑的復(fù)合球，成品作為鐵合金(如硅系合金、錳系合金、鎳系合金、鉻系合金等)冶煉爐料，完全替代燒結(jié)礦。該粘結(jié)劑用于粉礦的冷固成型工藝簡單，其獨特的粘結(jié)機理可充分利用二次資源，合金生產(chǎn)所有附屬產(chǎn)品被充分利用，真正做到環(huán)保無三廢生產(chǎn)，同時有利于降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C22B1/242GK101768664SQ201010034019
公開日2010年7月7日 申請日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月11日
發(fā)明者周德聰 申請人:北京中科圣寶荷新材料科技有限公司