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07
2020
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冷固結(jié)球團用粘結(jié)劑（1）
關(guān)鍵詞:
來源：公司內(nèi)部
很多物料生產(chǎn)冷固結(jié)球團都可能需要粘結(jié)劑，不同的物料對粘結(jié)劑的選擇是不同的，相同的物料不同的工藝其所用粘結(jié)劑也是不同的，這里根據(jù)我們的實踐，對粘結(jié)劑的選用做一般性的說明。
1.粘結(jié)劑的選用原則
通常粘結(jié)劑些選擇應遵循如下原則：（1）當?shù)厥袌鋈菀撰@得。 （2）對物料的適用性。 （3）滿足需求的情況下較低的價格。
2.粘結(jié)劑的分類
| 無機粘結(jié)劑 | 1.水玻璃（R2O·nSiO2） 2.膨潤土 3.耐火水泥 4.標準水泥 5.生石灰 6.熟石灰 7.氯化鎂 |
價格較低 高溫強度較好 增加灰分 添加量較多（不同原料一般在3%-10%） |
| 有機粘結(jié)劑 | 1.糖漿、紙漿廢液 2.羧甲基纖維素鈉(CMC) 3.淀粉膠 4.PVA(聚乙烯醇) 5.瀝青 6.石油焦 7.佩利多（peridur XC-3） 8.腐殖酸鈉 |
帶入灰分少，高溫下幾乎全部蒸發(fā) 高溫強度較低 添加量一般較少（0.3%-10%） 價格較高 |
| 復合粘結(jié)劑 | 1.糖漿+熟石灰 2.0.4%CMC + 8%膨潤土 3.其他各種 |
具有較好的綜合性能 價格較高 |
3.無機粘結(jié)劑性能說明
3.1 水玻璃（硅酸鈉）
其化學式為R2O·nSiO2，式中R2O為堿金屬氧化物，n為二氧化硅與堿金屬氧化物摩爾數(shù)的比值，稱為水玻璃的摩數(shù)。
水玻璃技術(shù)指標：
| 二氧化硅% | 氧化鈉% | 水不溶物% | 鐵% | 波美度 | 模數(shù) | 可溶固體 |
| ≥24.6 | ≥7.0 | ≤0.2 | ≤0.02 | 0.35-0.37 | 3.5-3.7 | ≥99 |
| ≥26.0 | ≥8.2 | ≤0.38 | ≤0.09 | 0.39-0.41 | 3.1-3.4 | ≥99 |
| ≥29.2 | ≥12.8 | ≤0.36 | ≤0.08 | 0.5-0.52 | 2.6-2.9 | ≥99 |
| ≥25.7 | ≥10.2 | ≤0.38 | ≤0.09 | 0.44-0.46 | 2.2-2.5 | ≥99 |
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注：1.市場上用的較多的有模數(shù)3.3和模數(shù)2.4的 2.目前價格在（800-1400）元/噸，因模數(shù)和濃度不同而不同 3.供貨方式：桶裝，常用有300公斤裝和1500公斤裝 也有用罐車 |
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水玻璃因其價格相對較低，在冷固結(jié)球團上使用較多，對大多數(shù)金屬和非金屬粉粒體都有效，一般添加量在3%-10%之間，冷固結(jié)球團有較好的高溫強度，但對有的物料因為帶入了較多有害元素而被限制使用。
水玻璃通常會加入適量水來進行稀釋，水與水玻璃的質(zhì)量比為4:6,也可能為3:7，有的還會對水玻璃進行改性處理，添加適量添加劑用以改善其粘結(jié)性能，從而降低水玻璃的使用量。
目前我們接觸的物料有：金屬錳、錳礦粉、鉻鎳鐵、紅土鎳礦、含鐵除塵灰、氧化鐵皮等等，都有用水玻璃作為粘結(jié)劑制備冷固結(jié)球團的案例。
3.2 膨潤土
膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn)，具有強的吸濕性和膨脹性，有研究表明，膨潤土具有粘性的機理主要有：①較強的吸水性是控制生球自由水分，調(diào)節(jié)水分增加毛細管力。②潤滑作用增加分子力，這種潤滑效果在球團中可以起到兩個作用：一個作用是可以降低顆粒摩擦力，增加生球塑性，降低空隙率，增加球團密度，增加球團的強度。另一個作用是，蒙脫石片可涂敷在含鐵粉顆粒表面，膩平顆粒表面，降低其表面粗糙度，縮小顆粒之間的接觸距離，增加粒子間的引力。粒子間發(fā)生的引力來自范德華力(分子間引力)、靜電力和磁力。這些作用力在多數(shù)情況下很小，但隨著粒徑顆粒間距離減小而明顯增加。 ③表面負電性增加電性粘接力，膨潤土通過膠體電性和電分子力將鐵粉粘接在一起。
膨潤土在氧化球團制備中大量采用，在冷固結(jié)球團中也有應用，但應用并不多，我們認為較多冷固結(jié)球團原料水份含量實際是低于氧化球團原料水份含量的，而膨潤土只有在遇水才能有作用。
膨潤土目前市場價格約在（500-800）元/噸，球團常用有鈉基和鈣基兩種，由于Ca2+比Na+的正電荷多一倍，因此在黏土礦物表面電荷相近的條件下，Na+數(shù)比Ca2+數(shù)多一倍。所以鈉基膨潤土的吸水量比鈣基膨潤土高(前者吸水率為600%~700%，后者吸水率為200%~300%)。鈉基膨潤土的膨脹倍率也比鈣基膨潤土高，可達15~20倍。
塊狀膨潤土需經(jīng)破碎或碾壓、干燥細磨才能使用。水分由平均自然水分30%(25%～0%)干燥到7%～8%。為了保持膨潤土的活性，干燥溫度應不超過150℃。磨細后的膨潤土小于0.044mm粒級的至少占90%，相當于比表面積達到8000cm2/g。膨潤土要使用密封容器運輸，如風動運輸、槽式卡車或裝袋運輸。
在冷固球團制備過程中，有用單一膨潤土作為粘結(jié)劑的，如中國陜西的龍門鋼鐵，該公司把高爐除塵灰、鋼渣微粉、轉(zhuǎn)爐塵泥、氧化鐵皮等固廢與膨潤土混合后壓球，制取冷固球團。也有用膨潤土和其它添加劑共同作為粘結(jié)劑的。
3.3 消石灰（熟石灰）Ca(OH)2
消石灰是生石灰用水或蒸汽消化后生成的氫氧化鈣(Ca(OH)2)微粒。它是一種粒度小、比表面積大、親水性好和具有膠結(jié)能力的黏結(jié)劑，在水中呈微細膠粒。加消石灰對提高生球抗壓強度、落下強度和干球強度都有良好影響。但對抗壓強度的良好影響僅僅表現(xiàn)在比表面積較大的精礦上，對粗礦粉的生球抗壓強度影響不大。消石灰的粘結(jié)力比膨潤土差，加2%消石灰的黏結(jié)力相當于加0.5%的膨潤土。此外，消石灰的密度小，配加量不能過多，否則按體積計，它在物料中占的比例過大，會使球團料中毛細水遷移速度降低，影響成球速度。
通常消石灰是和有機粘結(jié)劑如糖蜜共同作為粘結(jié)劑來使用的。
3.4 生石灰（CaO）
石灰石經(jīng)900℃煅燒后的產(chǎn)物。塊狀生石灰(CaO)需經(jīng)破碎、細磨才能作為球團黏結(jié)劑使用，生石灰在加入混合料后需經(jīng)過充分的消化才能適于造球。前蘇聯(lián)研究用活性生石灰代替膨潤土，以減少帶入球團礦的雜質(zhì)。試驗結(jié)果表明，用活性生石灰1.2%～1.5%代替膨潤土(0.7%～0.8%)，可使球團礦中含鐵量提高0.4%～0.8%，但生球強度比加膨潤土球團低些，生球的極限干燥溫度也低100～180℃。
用生石灰作為冷固球團的粘結(jié)劑是需要慎重使用的，對于含水量較大的物料如轉(zhuǎn)爐塵泥，用生石灰可以起到降低水份的作用，但它需要足夠的消化時間，這使工藝過程變得復雜，如果生石灰不能良好消化，那么制成的冷固球團有開裂的風險。實踐中在處理含水量較大的物料時，是可以用生石灰作為粘結(jié)劑的，但通常不能單獨用它作為粘結(jié)劑。
3.5 氯化鎂
氯化鎂作為粘結(jié)劑是不推薦使用的，雖然它具有一些快速硬化、自發(fā)熱等獨特性能，但因為含有鹽鹵等有害物質(zhì)應謹慎使用，有的企業(yè)采用在冶金除塵灰冷固球團中采用氯化鎂作為粘結(jié)劑，但目前使用的用戶極少。
3.6 耐火水泥、標準水泥
水泥作為冷固球團粘結(jié)劑是不推薦使用的，因其可能增加較多的灰分和不良元素，但是在有的物料上是可以使用的，必如砂子，我們曾做過加拿大一個客戶寄來的主要成分為二氧化硅的壓球?qū)嶒?，在合適的原料水份時用（3-5）%的水泥具有良好的成球效果，隨著養(yǎng)護時間的延長，球團強度會變高。
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