[发明专利]铬矿粉冷压成型粘结剂及冷压成型铬矿团块原材料

说明书

本发明提供一种铬矿粉冷压成型粘结剂，粘结剂由膨润土、黏土、生石灰、镁粉、铝粉和水玻璃按照一定比例配备制成，粘结剂中包含镁粉和铝粉，其中镁粉可促进粘结剂的粘结效果，镁粉和铝粉的比例结合铬矿粉中Cr₂O₃的百分比设计，有助于达到铬铁合金生产中的镁铝比要求；粘结剂中还包含生石灰和粘结剂中的液体成分水玻璃，水玻璃既具有传统的粘结剂效果，又通过其中水与生石灰的化学作用和反应形成大量热量，促进粘结剂的粘结作用发挥并产生干燥效果，以形成更优的团块强度，水玻璃的加入量综合考虑铬矿粉的质量、粘结剂固体成分的使用量、生石灰的质量百分比等多种因素，提出了最佳配比计算法。

技术领域

本发明涉及冶金行业辅料铬矿粉的冷压成型，具体为铬矿粉冷压成型粘结剂，还包括粘结剂的使用方法。

背景技术

目前，冶炼铬铁合金的主要原料是铬块矿和铬粉矿，由于在冶炼过程中对炉料透气性的要求，通常铬块矿更适合冶炼。但随着当代铬铁合金工业对资源的大量需求，适合直接入炉的铬块矿越来越少，价格也越来越高。铬粉矿造块是解决铬粉矿应用的有效途径，由于铬粉矿中Cr₂O₃的熔点高，一般不采用烧结工艺普遍使用的球团工艺，加工方式有预热与还原法(SRC法)、冷压造块和冷压球团法等，其中冷压球团法又以其工艺流程合理、加工设备简便、能源消耗少及投资省、成本低等优点得到了广泛应用。

粘接剂在铬粉矿冷压成球过程中起决定性作用，科研工作者试验了多种粘接剂总体分为有机粘接剂和无机粘结剂2种。有机粘接剂主要有糖蜜、沥青、腐植酸、羧甲基纤维、水溶性树脂等；无机粘结剂主要有水泥、水玻璃、膨润土、石灰等，例如：中国专利CN105483327A公开了使用水玻璃作为粘结剂，中国专利CN105506271A公开了使用羧甲基纤维。其中，无机粘结剂价格便宜，但常温或中低温强度较差，冶炼投料时会导致铬块或铬球碎裂；有机粘结剂价格比较昂贵，常温下粘结效果较好，但在较高温度下有机物分解导致球团强度极具降低，仍然存在铬块或铬球碎裂的问题，还可能给最终产品增碳，鉴于目前的粘结剂的不足，亟需开发性能更加理想的铬矿粉冷压成型粘结剂。

发明内容

本发明针对目前已有粘结剂及其使用工艺下冷压成型铬矿强度不足、需要干燥工艺等问题，提出一种铬矿粉冷压成型粘结剂，并给出其基本使用方法。

一种铬矿粉冷压成型粘结剂，其特征在于：粘结剂由膨润土、黏土、生石灰、镁粉、铝粉和水玻璃按照一定比例配备制成，将铬矿粉与粘结剂进行一定时间以上的充分混合搅拌后，在压力作用下冷压成型可制成块状或球状铬矿原材料。

优选的，铬矿粉冷压成型粘结剂中固体成分的质量百分比为：黏土20～30％、生石灰15％～20％、镁粉2％～5％、铝粉2％～5％，其余为膨润土，在粘结剂使用前须对粘结剂中的固体成分进行充分搅拌，保证各固体成分分布均匀，该质量百分比可以使粘结剂达到更好的粘结效果。

优选的，通过试验证明，在粘结剂中加入镁粉，有助于提高粘结剂的实际粘结效果，进一步的，在铬铁合金生产中，入炉原料的镁铝比是关键的工艺指标，因此在粘结剂中加入铝粉，并控制镁铝比以达到形成更优的冷压成型铬矿团块原材料，提高冶炼效果的目的，因此在考虑粘结剂的时候，根据铬矿粉的品味，即铬矿粉中Cr₂O₃的百分比来设计镁铝比，以达到铬矿原材料的更加冶炼效果，根据Cr₂O₃的百分比和镁铝比与冶炼效果的关系，由如下公式确定铬矿粉冷压成型粘结剂中固体成分的镁粉与铝粉的比例，即镁铝比：

r＝0.1e^0.07w

式中，r为镁铝比，无量纲；w为铬矿粉中Cr₂O₃的百分比，单位为％。

在冷压法处理粉料过程中，粉料颗粒粒径大小对团块强度的影响较大。粘结剂对物料的浸润效果是影响粉料成型的关键，颗粒越小，比表面积越大，结构疏松，对粘结剂的吸附性越强。