復合粘結劑及其制備方法和用途
【專利摘要】本發明涉及復合粘結劑及其制備方法和用途，屬于冶金領域。本發明要解決的技術問題是，提供一種復合粘結劑及其制備方法和應用。本發明復合粘結劑，由以下重量份組分制備而成：聚乙烯醇3～10份，硅酸鈉0.0025～0.02份，硼砂0.0025～0.02份，水89.96～96.995份。進一步的，本發明還公開了本發明復合粘結劑的制備方法，及其在礦粉冷固結成型中的用途。本發明復合粘結劑在不影響冷固球團的金屬品位的同時，可以提高冷固球團生球的抗壓強度和落下強度，且無污染，無危害，能夠進一步節省能源、降低污染。
【專利說明】復合粘結劑及其制備方法和用途
【技術領域】
[0001]本發明涉及復合粘結劑及其制備方法和用途，屬于冶金領域。
【背景技術】
[0002]金屬礦經破碎磨選后的礦粉不能直接進行冶金處理，所以將礦粉制球用于生產已成為目前的主要生產形勢，制備得到的冷固球團具有品位高、強度好、粒度均勻的特點，是高爐、轉底爐、回轉窯、豎爐、車底爐等設備的良好爐料。
[0003]粘結劑是礦粉制成冷固球團的關鍵成分，是提高球團抗壓、落下強度、抗爆裂性能的重要成分，要求粘結劑具有良好的粘結性能、親水性、分散性和較大的比表面積，遇水后能高度分散，且對球團礦的品位影響越小越好，迄今為止，用于工業造球的粘結劑有膨潤土、粘土、水玻璃、水泥、消石灰、羧甲基纖維素鈉、佩利多、糖蜜、腐植酸、木質酸、淀粉等以及一些復合型粘結劑。雖然種類繁多，但是綜合考慮技術、經濟等因素后發現很難有適合多種礦物粉料的通用型粘結劑，通常情況下，都是根據特定的原料，選擇相應適合的粘結劑。復合粘結劑的選擇需要綜合考慮的指標有:(I)常溫粘度；(2)不顯著降低球團金屬品位；
[3]生產的球團其機械性能 指標的好壞；(4)有害雜質含量多少；(5)使用時無害。
[0004]目前國內球團生產企業多數采用圓盤造球工藝，采用的粘結劑主要為膨潤土，添加量在1.5%~4.0%，但膨潤土的主要成分為(Al2, Mg3) Si4O10 (OH)2.ηΗ20，是一種含Al、Mg、Si較高的粘結劑，這些成分降低了球團礦的品位，對后續冶煉不利。為了使球團品位不降低，冶金研究工作者又采用了木質酸、羧甲基纖維素鈉、佩利多等有機粘結劑，這類粘結劑具有良好的粘結性，在高溫時能燃燒掉，對球團品位影響小，但卻因價格高，球團的高溫抗爆性能及冶金性能不能完全滿足高爐、轉底爐、回轉窯等工藝要求，因而未能在工業上推廣應用。為解決上述問題，近幾年又開發了多種有機/無機復合型粘結劑，但都因在使用過程中存在抗爆性差、強度低等一些問題，未能在工業上推廣。
[0005]申請號為92104094.6的中國專利公開了一種高強力聚乙烯醇粘合劑及其制備方法，并具體公開了硼砂與PVA發生偶聯反應，使PVA變性，生成高強力聚乙烯醇粘合劑，其中，PVA含量為12-14%，硼砂為2-3% (5%水溶液)，水為84-85%，但由于其得到的粘結劑在常溫下流動性極差，為膠體，顯然不適用于礦粉冷固結成型中。
[0006]因此，尋找一種成本低廉、且適合多種礦粉的冷固結成型中的粘結劑，是亟待解決的問題。

【發明內容】

[0007]本發明要解決的技術問題是，提供一種復合粘結劑及其制備方法和應用。
[0008]本發明復合粘結劑，由以下重量份組分制備而成:聚乙烯醇3~10份，硅酸鈉
0.0025 ~0.02 份，硼砂 0.0025 ~0.02 份，水 89.96 ~96.995 份。
[0009]進一步的，作為優選方案，本發明復合粘結劑，由以下重量份組分制備而成:聚乙烯醇5~10份，硅酸鈉0.005~0.015份，硼砂0.005~0.015份，水89.97~94.99份。[0010]進一步的，為了提高復合粘結劑的粘性，其pH值優選為9~11 ;更優選采用氫氧化鈉調節其pH值。
[0011]本發明復合粘結劑在聚乙烯醇中加入硅酸鈉、硼砂和氫氧化鈉，一方面可以增加聚乙烯醇的粘性，提高其粘度；另外一方面還可以減少粘結劑用量，降低成本；同時，也可以提高冷固球團的抗壓強度、落下強度和抗爆裂性。
[0012]本發明復合粘結劑需密封保存。
[0013]進一步的，本發明還公開了上述復合粘結劑的制備方法，包括如下步驟:
[0014]a、向3~10wt%的聚乙烯醇溶液中加入硅酸鈉和硼砂，攪拌，得混合溶液； [0015]b、向混合溶液中加入氫氧化鈉，調節pH至9~11，即得。
[0016]其中，a步驟中3~10wt%的聚乙烯醇溶液制備方法優選為:將聚乙烯醇粉末加入到75 V~85°C的水中，于20~40n/min速率下攪拌，溶解；b步驟優選加入氫氧化鈉的同時進行攪拌，攪拌時間優選5~lOmin。
[0017]進一步的，本發明還公開了上述復合粘結劑在礦粉冷固結成型中的用途。
[0018]其中，所述礦粉可以是常見的礦粉，如鐵精礦、鈦精礦、轉爐污泥、瓦斯灰、或提釩尾渣。
[0019]進一步的，為了避免浪費，同時兼顧冷固球團的性質，本發明復合粘結劑的用量以聚乙烯醇固體含量為冷固球團總重量的0.2~0.35wt%為準。
[0020]本發明復合粘結劑在礦粉冷固結成型中的用途，具體使用方法包括如下步驟:
[0021]a、將礦粉和還原劑混合均勻，得一次混合物料；
[0022]b、向混合物料中加入復合粘結劑和水，混合，得二次混合物料；
[0023]c、將二次混合物料制球，即得冷固球團。
[0024]本發明的復合粘結劑具有以下優點:
[0025](I)不影響球團的金屬品位；
[0026](2)可以提高冷固球團生球的抗壓強度和落下強度；
[0027](3)無污染，無危害，利用本發明的粘結劑還可以取代傳統的燒結球團生產工藝，改用冷固結生產工藝，能夠節省能源，降低污染；
[0028](4)利用本發明的粘結劑生產含碳球團，降低還原劑成本，提高企業經濟效益。【具體實施方式】
[0029]本發明復合粘結劑，由以下重量份組分制備而成:聚乙烯醇3~10份，硅酸鈉
0.0025 ~0.02 份，硼砂 0.0025 ~0.02 份，水 89.96 ~96.995 份。
[0030]進一步的，作為優選方案，本發明復合粘結劑，由以下重量份組分制備而成:聚乙烯醇5~10份，硅酸鈉0.005~0.015份，硼砂0.005~0.015份，水89.97~94.99份。
[0031]進一步的，為了提高復合粘結劑的粘性，其pH值優選為9~11 ;更優選采用氫氧化鈉調節其pH值。
[0032]本發明復合粘結劑在聚乙烯醇中加入硅酸鈉、硼砂和氫氧化鈉，一方面可以增加聚乙烯醇的粘性，提高其粘度；另外一方面還可以減少粘結劑用量，降低成本；同時，也可以提高冷固球團的抗壓強度、落下強度和抗爆裂性。
[0033]本發明復合粘結劑需密封保存。[0034]進一步的，本發明還公開了上述復合粘結劑的制備方法，包括如下步驟:
[0035]a、向3~IOwt %的聚乙烯醇溶液中加入硅酸鈉和硼砂，攪拌，得混合溶液；
[0036]b、向混合溶液中加入氫氧化鈉，調節pH至9~11，即得。
[0037]其中，a步驟中3~10wt%的聚乙烯醇溶液制備方法優選為:將聚乙烯醇粉末加入到75 V~85°C的水中，于20~40n/min速率下攪拌，溶解；b步驟優選加入氫氧化鈉的同時進行攪拌，攪拌時間優選5~lOmin。
[0038]進一步的，本發明還公開了上述復合粘結劑在礦粉冷固結成型中的用途。
[0039]其中，所述礦粉可以是常見的礦粉，如鐵精礦、鈦精礦、轉爐污泥、瓦斯灰、或提釩尾渣。
[0040]進一步的，為了避免浪費，同時兼顧冷固球團的性質，本發明復合粘結劑的用量以聚乙烯醇固體含量為冷固球團總重量的0.2~0.35wt%為準。
[0041]本發明復合粘結劑在礦粉冷固結成型中的用途，具體使用方法包括如下步驟:
[0042]a、將礦粉和還原劑混合均勻，得一次混合物料；
[0043]b、向混合物料中加入復合粘結劑和水，混合，得二次混合物料；
[0044]c、將二次混合物料制球，即得冷固球團。
[0045]下面結合實施例對本發明的【具體實施方式】做進一步的描述，并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。
[0046]實施例1采用本發明方法制備含碳球團
[0047]1、復合粘結劑的制備:
[0048]a、向5wt %的聚乙烯醇溶液中加入硅酸鈉和硼砂，攪拌，得混合溶液；
[0049]b、向混合溶液中加入氫氧化鈉，調節pH至10，即得；其中，各組分的配比見表1。
[0050]表1
[0051]
【權利要求】
1.復合粘結劑，其特征在于，由以下重量份組分制備而成:
2.根據權利要求1所述的復合粘結劑，其特征在于，由以下重量份組分制備而成:

3.根據權利要求1或2所述的復合粘結劑，其特征在于:所述復合粘結劑的pH值為9 ~11。
4.根據權利要求3所述的復合粘結劑，其特征在于:所述復合粘結劑采用氫氧化鈉來調節pH值。
5.權利要求1~4任一項所述的復合粘結劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: a、向3~聚乙烯醇溶液中加入硅酸鈉和硼砂，攪拌，得混合溶液； b、向混合溶液中加入氫氧化鈉，調節pH至9~11，即得。
6.根據權利要求5所述的復合粘結劑的制備方法,其特征在于:a步驟中3~IOwt%的聚乙烯醇溶液制備方法為:將聚乙烯醇粉末加入到75°C~85°C的水中，于20~40n/min速率下攪拌，溶解；b步驟加入氫氧化鈉的同時進行攪拌，攪拌時間為5~lOmin。
7.權利要求1~4任一項所述的述復合粘結劑在礦粉冷固結成型中的用途。
8.根據權利要求7所述的復合粘結劑在礦粉冷固結成型中的用途，其特征在于:所述礦粉為鐵精礦、鈦精礦、轉爐污泥、瓦斯灰或提釩尾渣。
9.根據權利要求7或8所述的復合粘結劑在礦粉冷固結成型中的用途，其特征在于:所述復合粘結劑的用量以聚乙烯醇固體含量為冷固球團總重量的0.2~0.35wt%為準。
10.根據權利要求7~9任一項所述的復合粘結劑在礦粉冷固結成型中的用途，其特征在于，包括如下步驟: a、將礦粉和還原劑混合均勻，得一次混合物料； b、向混合物料中加入復合粘結劑和水，混合，得二次混合物料； C、將二次混合物料制球，即得冷固球團。
【文檔編號】C22B1/242GK103952544SQ201410212434
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月20日 優先權日:2014年5月20日
【發明者】侯靜, 吳恩輝, 李軍 申請人:攀枝花學院