低溫固結球團法(cold bond pelletizing)是指在低溫下藉助於黏結劑發生物理-化學變化進行固結的鐵礦石球團法，又稱冷固結球團法。它是以從常溫到大約250℃溫度下的水化反應或熱液反應為基礎的，生球不經過高溫焙燒，鐵礦顆粒未參與化學變化，仍然保持原來的特性。所用私結劑不能對球團特性產生不良影響。常用的冷固結球團法有格蘭耶斯法、COBO法和MTU法、碳酸化固結法。
基本介紹
- 中文名：低溫固結球團法
- 外文名：cold bond pelletizing
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 別稱：冷固結球團法
- 屬性：鐵礦石球團法
簡介,格蘭耶斯法,COBO法和MTU法,碳酸化固結法,
簡介
低溫固結球團法(cold bond pelletizing)是指在低溫下藉助於黏結劑發生物理-化學變化進行固結的鐵礦石球團法，又稱冷固結球團法。它是以從常溫到大約250℃溫度下的水化反應或熱液反應為基礎的，生球不經過高溫焙燒，鐵礦顆粒未參與化學變化，仍然保持原來的特性。所用私結劑不能對球團特性產生不良影響。常用的冷固結球團法有格蘭耶斯法、COBO法和MTU法、碳酸化固結法。
格蘭耶斯法
格蘭耶斯法是60年代由瑞典格蘭耶斯貝爾格公司研究提出的，以波特蘭水泥作私結劑的冷固結球團法。
黏結劑用量為8%-12%，波特蘭水泥中2/3是石灰，其餘是SiO2、Al2O3和Fe2O3，所用精礦中SiO2含量不超過4%時，可獲得自熔性球團礦。固結機理屬於結晶硬化和膠體硬化反應。水泥中各組成在水溶液中作用生成凝膠，有些凝膠溶於水，能再結晶，如氫氧化鈣和水化鋁酸鈣凝膠；有些則可溶性小，不易再結晶，如水化矽酸鈣和水化鐵酸鈣凝膠。
在硬化初期，整個凝膠是不緊密的，相互私結力弱。只有經過較長的時間，水化反應逐漸向顆粒內部擴散，凝膠的水分減少，粒子互相接近，球團礦才有一定的強度。在水化反應開始階段，生球應當避免受到磨損和過大的壓力負荷作用。先把球團和適量的造球精礦(相當於球團礦質量的1/3)混合起來，使生球埋於精礦之中，彼此隔開，防止粘在一起結成大塊。
初期硬化至少3-6d，當球團礦強度達最終強度70%左右時，將球團篩選出來，精礦返回造球工序，最終硬化是在堆疊或者硬化倉內完成。根據水泥的正常凝固過程，球團需要大約28d的貯存時間。為了加快球團硬化速度，可加入速凝劑和早強劑，如鋁酸鈣、鋁氧熟料複合劑(鋁氧熟料、碳酸鈉和石灰)、氯化鈣、碳酸鉀、氯化鈣、二乙醇胺等。
COBO法和MTU法
用石灰和二氧化矽作黏結劑，生球經預乾燥後(水分從5%-6%降到3%-4%)放入高壓釜中用過熱蒸汽進行蒸煮的冷固結球團法，又稱高壓蒸煮法。COBO法，1967年由瑞典斯德哥爾摩皇家工學院研究提出，適用於各種金屬氧化物製成球團礦，如鉻礦、黃鐵礦燒渣以及冶金廠內金屬粉塵。MTU法是美國密執安工業大學在美國使用的冷固結球團法，用於處理鋼鐵廠內各種含鐵粉塵，或生產含碳預還原球團礦。若鐵精礦中已有相當數量的SiO2，則只需配加石灰，使球團礦鹼度保持在1-1.5。
水蒸氣介質溫度介於150-250℃(COBO法為175- 190℃)，壓力約為16×105Pa，固結時間約1-2h。固結機理屬膠體硬化反應。在蒸壓釜內硬化的過程中，黏結劑在熱液條件下部分溶解，發生化學反應，反應產物是一種膠狀物質，生成鈣的水化矽酸鹽等凝膠。單個球團礦的抗壓強度介於750-1300N，低於高爐所要求的約2000N/個的強度。為了提高球團礦的強度可添加NaOH或NaCO3(0.5%-1.0%)，使在蒸汽壓力和溫度均較低的條件下進行反應生成凝膠。
碳酸化固結法
用消石灰(15%-20%)作黏結劑、用蒸糖渣作催化劑的冷固結球團法。固結機理屬結晶硬化反應。含消石灰和催化劑的生球置於低溫(40-70℃)和含有較濃的CO2(2%-25%)的氣氛中(如石灰窯或熱風爐等工業廢氣中)，使Ca(OH)2經過碳酸化反應生成碳酸鈣微晶結構，從而使球團礦得到固結。
