技术领域
[0001] 本
发明属于
冶金领域，具体涉及一种冷压成型方法。
背景技术
[0002]
钒铁磁铁矿是一种铁、钒、
钛、铬、钴、镍等多元素共生的复合矿，伴生元素极多，亦是一种主要的
高炉冶炼原料。这种
矿石品位较低，其中TFe含量为52％～54％，SiO2为3.2％，TiO2为12％～13％，且粒度较粗。不仅降低了铁品位和液相生成量，还易生成脆性的
钙钛矿，加上粒度较粗，导致混合料成球性能差，料层透气性不好，致使钒钛磁铁矿的强度差，返料率高。以攀
钢钒炼铁厂为例，日产
烧结矿4.5万吨，高
炉料槽下返料1万余吨，返料率高达28％，与世界先进
水平高炉料槽下返料率10％相比，存在较大的差距。
[0003] 自2008年国际金融危机以来，铁矿价格持续上涨，钢铁企业盈利能
力受到了极大的影响。为降低高炉原料成本，缓解钒钛磁铁矿资源紧缺矛盾，攀钢钒对粒径8mm～10mm的返料进行回收。但这种方法对装入方式及布料方式都有极其严格的要求，在返料较多时，易引起高炉透气性差的现象，导致悬崩料次数增加。且直径≤8mm的返料因成球性能、品质、透气性均达不到高炉冶炼要求，只能进废料场积存，长此以往既对环境造成了污染，又浪费了资源还增加了生产成本。
[0004] 为了处理这个难题，攀钢钒进行返料再利用的探索，也曾采购过数个厂家的粘结剂进行成型研究，但钒钛磁铁矿品位低且粒度粗，普通粘结剂成型率≤70％，无法达到生产需求。且粘结成型工艺较多，需对原料进行烘干，加工过程复杂，
能源、生产成本较高。
[0005] 因此，本领域技术人员需要一种成本低、简单、成型率高的冷压成型方法。
发明内容
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、成型率高的冷压成型方法。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
[0008] 冷压成型方法包括如下步骤：
[0009] a、将粘结剂、矿料、水混合，搅拌均匀，得混合料；
[0010] b、将混合料
压制成型后干燥得生球团；
[0011] 其中，所述粘结剂按
质量份数包括以下组分：
[0012]
[0013]
[0014] 优选的，所述粘结剂按质量份数包括以下组分：
[0015]
[0016] 采用上述方案可适用于粒度≤10mm的矿料，一次成型率高达90％，成型后返料粒径≥25mm，2m高落下不碎、不散，抗压强度≥3000KN。而且，冷压成型前不需对矿料进行烘干，不需添加其它辅助材料，成本低，方法简单，对环境友好。
[0017] 上述冷压成型方法中，矿料与粘结剂混合的质量比优选为80：3～8。
[0018] 上述冷压成型方法中，不同的矿料
含水量不同，故步骤a中混合时的加水量视矿料中的含水量而定，使混合料的质量中含水量为2％～5％即可。
[0019] 其中，步骤b所述的干燥采用常规干燥方法即可，如室温干燥或烘干均可。
[0020] 具体的，为确保压制成型的产品质量，上述方法中，步骤b中的压制成型压力为10MPa～15Mpa。
[0021] 具体的，上述聚合引发剂可选用过
氧化二酰、过
硫酸盐。其中，过
硫酸盐可选择过
硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的至少一种。
[0022] 具体的，当矿料粒径＞10mm时，压制时矿料移动和
变形困难，压制难度高，压制成型后的
密度低。为减少压制成型难度，提升压制成型后的密度，可在步骤a混合时按混合料质量的20％～40％添加粒径为1mm～3mm的矿料以降低压制难度，提升压制成型后的密度。
[0023] 具体的，当矿料粒径为1mm～3mm，压制成型的球团抗压强度低，在步骤a混合时按混合料质量的4％～7％添加粒径为7mm～12mm矿料以起到
骨料的作用，将粒径为1mm～3mm的矿料填充到7mm～12mm矿料的孔隙中，达到增强成型后的密度与强度的目的。
[0024] 当矿料粒径＜1mm，为提升压制成型的球团抗压强度，需在步骤a混合时按混合料质量的40％～60％添加粒径为7mm～12mm的矿料。
[0025] 优选的，上述技术方案尤其适用于粒径为3mm～10mm的矿料成型，可大幅提高成型率，在步骤a混合时无需加入其他粒径的矿料即可压制成型，提高利用效率。
[0026] 上述技术方案中，随着水分
蒸发，粘结剂中的羟基逐步与
氨基、羧基脱水缩合，形成空间网状结构，将矿料紧密包裹在
碳链之中，从而形成结构强度极高的固体。由于亲水基团的消耗，固结后的混合料不再溶于水，同时由于粘结剂中含有的环状结构及环氧结构，使其可承受一定的高温，如可采用烘干方式以缩短干燥时间。
[0027] 本发明冷压成型方法中所述粘结剂，二异氰酸酯作为
溶剂使用，丙三醇起润滑作用，
丙烯酸起絮凝作用，
纤维素起柔顺作用，尿素起缓蚀作用，多聚糖起聚合作用，
甲酸起增塑作用。
[0028] 上述技术方案中所述的二异氰酸酯优选
甲苯二异氰酸酯。
[0029] 上述技术方案中所述的
纤维素优选
羧甲基纤维素。
[0030] 上述技术方案中所述的多聚糖优选葡甘露聚糖。
[0031] 本发明中所述的矿料可为铁矿、锰矿粉、
铝矿粉、磷矿粉、氧化铁皮、钢渣
磁选料、除尘灰、返料等冶金原料。尤其的，当所述返料为钒钛磁铁矿返料时，尤其适用于本发明冷压成型方法。
[0032] 本发明的有益效果如下：
[0033] 1、生产工艺简单，不含S、P、Al、Mg等冶炼有害杂质，化学活性好，矿料不需烘干，无污水排放，无有害气体排放，直接按比例混合搅拌后，经冷压成型干燥后即可。
[0034] 2、成型性能优异，一次成型率高达90％，成型后生球团粒径≥25mm，2m高落下不碎、不散，自然干燥或烘干均可，抗压强度≥3000KN。
[0035] 3、本发明冷压成型方法可适用于粒度≤10mm的返料、除尘灰等冶金原料的压制成型，且成型率高，可提升该类冶金废弃物的经济化利用价值。
具体实施方式
[0036] 下面结合
实施例对本发明作进一步说明。
[0037] 实施例1-3中的返料为钒钛磁铁矿返料。
[0038] 实施例1-3中所述的粘结剂按质量份数计，包括以下组分：丙三醇52份、甲苯二异氰酸酯21份、丙烯酸11份、羧甲基纤维素4.5份、尿素3.5份、葡甘露聚糖2.5份、甲酸2份、过硫酸铵1.5份。将上述组分混合均匀得粘结剂。
[0039] 实施例1
[0040] a、取粒径为1mm～3mm的返料80kg与7mm～12mm返料4kg混合，加入粘结剂4.8kg，加水使混合料质量中含水量为3％，混合均匀；
[0041] b、在10MPa下压制成粒度为25mm的球团，室温下放置15h得生球团。
[0042] 制作10组生球团，进行压溃实验，所得数据见表1。
[0043] 表1
[0044]
[0045] 如表1所示，压溃实验最大力值为4128DN，最小力值为2258DN，平均力值为3172.7DN，由于返料中7mm～12mm粒度与1mm～3mm粒度相差较大，形状各异，故各实验间差距较大，但平均力值大于3000DN，符合生球团抗压强度要求。
[0046] 实施例2
[0047] a、取3mm～10mm返料80kg，加入粘结剂4.8kg，加水使混合料质量中含水量为3％，混合均匀；
[0048] b、在11MPa下压制成粒度为25mm的球团，室温下放置15h得生球团。
[0049] 制作10组生球团，进行压溃实验，所得数据见表2。
[0050] 表2
[0051]
[0052] 如表2所示，压溃实验最大力值为4018DN，最小力值为2688DN，平均力值为3339.3DN，由于返料粒度相对较为均匀，故各实验间差距小于实施例1，平均力值大于
3000DN，符合生球团抗压强度要求。
[0053] 实施例3
[0054] a、取除尘灰与7mm～12mm返料各45kg混合，加入粘结剂6.3kg，加水使混合料质量中含水量为4％，混合均匀；
[0055] b、在12MPa下压制成粒度为25mm的球团，室温下放置15h得生球团。
[0056] 制作10组生球团，进行压溃实验，所得数据见表3。
[0057] 表3
[0058]
