聚乙烯醇水溶液作为除尘灰冷压球脱模剂的应用、除尘灰冷压球和制备除尘灰冷压球的方法

摘要

本发明公开了聚乙烯醇水溶液作为除尘灰冷压球脱模剂的应用，其中聚乙烯醇水溶液由聚乙烯醇和水混合后搅拌升温到88-92℃并保温0.8-1.2h制得；本发明还公开了一种除尘灰冷压球，由88-96wt%除尘灰，1-4wt%聚乙烯醇水溶液和3-8wt%粘结剂制成；本发明还公开了其制备方法：首先将粘结剂加入除尘灰中搅拌均匀，然后加入聚乙烯醇水溶液混合均匀，最后压制干燥得产品。本发明用聚乙烯醇水溶液作除尘灰冷压球脱模剂，可以抑制CaO消化，减轻对干球强度破坏；聚乙烯醇失水易成膜，配合粘结剂作用时，即可提高冷压球强度，又改善了脱模效果；本发明的除尘灰冷压球强度高，制备方法简单，便于脱模。

说明书

技术领域

本发明属于冶金除尘灰开发利用领域，涉及除尘灰冷压球、制备除尘灰冷压球的方法和 聚乙烯醇水溶液作为除尘灰冷压球脱模剂的应用。

背景技术

钢铁行业是资源密集型行业，每生产一吨钢产生大约100～130kg除尘灰。2011年我国粗 钢产量为6.83×10⁸t，除尘灰产生量高达7×10⁷t。除尘灰通常含有一定量的氧化钙、氧化镁、 氧化锰和氧化铁，其成分、粒度和水分含量随收集工艺和部位不同而有所差异。除尘灰经过 高温煅烧过程，其颗粒粒度不均、表面光滑、吸水性和成球性差、板结现象严重，开发利用 时存在较大困难，目前我国除尘灰的有效利用率不到80%。

目前，返回烧结是利用除尘灰最主要的方式，但是鉴于除尘灰的上述特点，烧结利用时 常出现混合料透气性差，烧结速度下降，产品稳定差等问题；即使冶金工作者采取除尘灰预 先混匀及造小球的措施，其加入量也不宜过高。鉴于除尘灰的特点，可将除尘灰压制成团块 作为炼钢的冷却剂和造渣剂，这样不仅较好的利用了除尘灰，而且可以减少炼钢时石灰加入 量。

常见粉状物料压块粘结剂可分为无机和有机两大类。无机粘结剂主要包括膨润土、水玻 璃、生石灰和水泥；其中水玻璃和水泥含硅量高，作为除尘灰冷压球粘结剂时会带入大量杂 质，影响后续工艺；生石灰比表面积大，吸水能力强，易造成团块粉化破坏；而膨润土粘结 效果因除尘灰中大量存在的钙、镁离子而下降。有机粘结剂具有能够很好的提高冷压球强度， 并且不引入杂质的优点，但也存在不易混匀，容易粘辊等问题。

本发明的关键是开发出了分散性好、粘结力强，在工艺上简单可行且不引入杂质的脱模 剂，应用于冷压球提高了干球强度，解决了压球机粘料的问题，达到了提高生产效率的目的。 同时，脱模剂的发明给国内大量的冶金除尘灰（包括烧结除尘灰、高炉除尘灰及炼钢除尘灰 等）作为炼钢冷却剂和造渣剂创造了条件，也为高效利用冶金除尘灰提供了一条可行的途径。

发明内容

有鉴于此，本发明提供聚乙烯醇水溶液作为除尘灰冷压球脱模剂的应用，一种除尘灰冷 压球和制备该除尘灰冷压球的方法。

为达到上述目的，本发明提供聚乙烯醇水溶液作为除尘灰冷压球脱模剂的应用。

进一步，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分比为5-8%，聚乙烯醇分子量为 1700～1800，醇解度为97-99%。

进一步，所述聚乙烯醇水溶液由聚乙烯醇和水混合后搅拌升温到88-92℃并保温0.8-1.2h 制得。

本发明还提供一种除尘灰冷压球，所述除尘灰冷压球按质量计由以下组分组成：

除尘灰         88-96%；

聚乙烯醇水溶液  1-4%；

粘结剂          3-8%；

进一步，所述聚乙烯醇水溶液由聚乙烯醇和水混合后搅拌升温到88-92℃并保温0.8-1.2h 制得。

进一步，所述除尘灰按质量计由以下组分组成：

进一步，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分比为5-8%，其分子量为1700～1800， 醇解度为97-99%。

进一步，所述粘结剂为固含量为35%的工业糖蜜。

本发明还提供一种制备所述除尘灰冷压球的方法，包括以下步骤：

（1）选取原材料：按所述配比选取原材料；

（2）一次混料：将粘结剂加入除尘灰中并搅拌均匀；

（3）二次混料：将聚乙烯醇水溶液加入步骤（2）所得混合料并均匀混合；

（4）压球：将步骤（3）所得混合料加入压球机中压制成球；

（5）干燥：将步骤（4）所得除尘灰冷压球烘干即得产品。

进一步，所述步骤（4）压球时线压力为3-7t/cm。

进一步，所述步骤（5）干燥时烘干温度为130-170℃。

本发明的有益效果在于：本发明将聚乙烯醇水溶液用作除尘灰冷压球脱模剂，聚乙烯醇 具有良好的持水性，在冷压球干燥过程中，可以一定程度的抑制CaO消化，从而减少消化膨 胀所带来的粉末，减轻对干球强度的破坏；另外聚乙烯醇分子内及分子间氢键作用力较强， 失水易成膜，与粘结剂配合作用时，粘结剂中的活性基团先与除尘灰中的氧形成氢键，提高 冷压球强度，聚乙烯醇大分子再对混合料颗粒进行包裹，提高脱模率；粘结剂和脱模剂的协 同作用，不仅提高了冷压球强度，同时还改善了脱模效果。本发明的除尘灰冷压球强度高， 制备工艺简单，便于脱模。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明制备除尘灰冷压球方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述，以下实施例中所述比例均为 质量比例，所述份数均为质量份。

以下实施例将提供聚乙烯醇水溶液作为除尘灰冷压球脱模剂的应用，其中聚乙烯醇水溶 液中聚乙烯醇的质量百分比为5-8%，聚乙烯醇分子量为1700～1800，醇解度为97-99%，所述 聚乙烯醇水溶液由聚乙烯醇和水混合后搅拌升温到88-92℃并保温0.8-1.2h制得。

以下实施例还将提供一种除尘灰冷压球，所述除尘灰冷压球按质量计由以下组分组成：

除尘灰          88-96%；

聚乙烯醇水溶液  1-4%；

粘结剂          3-8%；

其中，聚乙烯醇水溶液由聚乙烯醇和水混合后搅拌升温到88-92℃并保温0.8-1.2h制得。

进一步，所述除尘灰按质量计由以下组分组成：

所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分比为5-8%，其分子量为1700～1800，醇解度 为97-99%。

实施例1：

如图1所示，本实施例制备除尘灰冷压球的方法，包括以下步骤：

（1）选取原材料：本实施例中除尘灰冷压球按质量计由94份除尘灰，2份聚乙烯醇水溶 液，4份粘结剂制成。其中，除尘灰由50份转炉一次除尘细灰，12份转炉一次除尘粗灰，13 份转炉二三次除尘灰和25份氧化铁皮混合而成，本实施例中除尘灰各组分具体化学成分如表 1所示；聚乙烯醇水溶液由5份聚乙烯醇和95份水混合、搅拌升温到90℃并保温1h制得， 其中聚乙烯醇型号为17-99，分子量为1700～1800，醇解度为97-99%；粘结剂为固含量为35% 的工业糖蜜。

（2）一次混料：将所选粘结剂加入除尘灰混合料中搅拌混合3～5min；

（3）二次混料：向步骤（2）所得混合料中加入聚乙烯醇水溶液并混合1～2min；

（4）压球：将步骤（3）所得混合料加入压球机中压制成球，压制时线压力为6-7t/cm；

（5）干燥：将步骤（4）所得除尘灰冷压球烘干即得产品，干燥时烘干温度为130-170℃， 时间为1h。

表1除尘灰原材料的化学成份/（质量百分比）

原料 TFe SiO₂Al₂O₃CaO MgO MnO TiO₂P S 转炉一次细灰 53.28 1.79 0.33 12.52 4.92 0.50 0.13 0.07 0.10 转炉一次粗灰 39.06 2.02 0.35 23.69 14.88 0.32 0.09 0.07 0.07 转炉二三次灰 57.23 2.96 0.70 3.50 0.78 0.24 0.32 0.09 0.45 氧化铁皮 74.17 0.46 0.00 0.55 0.08 0.00 0.00 0.02 0.01

经测验，本实施例中所制得的除尘灰冷压球的强度值为890N。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中除尘灰冷压球由95.5份除尘灰，1.5份聚乙 烯醇水溶液，3份粘结剂制成。

经测验，本实施例中所制得的除尘灰冷压球的强度值约为690N。

对比施例1：

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例将除尘灰混匀后，直接转入压球机中压制成 球，没有添加粘结剂和脱模剂。

经测验，本实施例中所制得的除尘灰冷压球的强度值约为190N。

本发明将聚乙烯醇水溶液用作除尘灰冷压球脱模剂，聚乙烯醇具有良好的持水性，在冷 压球干燥过程中，可以一定程度的抑制CaO消化，从而减少消化膨胀所带来的粉末，减轻对 干球强度的破坏；另外聚乙烯醇分子内及分子间氢键作用力较强，失水易成膜，与粘结剂配 合作用时，粘结剂中的活性基团先与除尘灰中的氧形成氢键，提高冷压球强度，聚乙烯醇大 分子再对混合料颗粒进行包裹，提高脱模率；粘结剂和脱模剂的协同作用，不仅提高了冷压 球强度，同时还改善了脱模效果。本发明的除尘灰冷压球强度高，制备工艺简单，便于脱模。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述 优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和 细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。