冶金冷固球團(tuán)因具有改善物料的冶金物理性能，可解決冶金、有色行業(yè)各種粉礦利用率低、入爐品位要求嚴(yán)格、耗能高、各種二次資源綜合利用難等問題；為冶金企業(yè)含鐵廢料資源化利用與循環(huán)經(jīng)濟(jì)、保護(hù)環(huán)境提供了新途徑。

隨著我國冶金行業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境保護(hù)和節(jié)能降耗的壓力與日俱增，如何“提高資源利用率、提高球團(tuán)礦冶金性能，解決礦粉難成型及含鐵粉料再利用等問題、實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能減排、循環(huán)發(fā)展”成為冶金行業(yè)科究的重點。 國內(nèi)外球團(tuán)粘結(jié)劑開發(fā)現(xiàn)狀 國外早在20世紀(jì)50～60年代，冷固球團(tuán)在高爐冶煉上就得到工業(yè)應(yīng)用。 我國于八十年代開始冷壓球團(tuán)的研究和應(yīng)用。

近年來，我國許多冶金科技工作者致力于研制球團(tuán)粘合劑的制作和實際應(yīng)用，在認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗的前提下，為了解決球團(tuán)粘合劑在實際應(yīng)用中出現(xiàn)的具體質(zhì)量問題，提出了多方面提高球團(tuán)的粘結(jié)強(qiáng)度、干燥速度和減低成本的配制方法。

如發(fā)明專利：94103910.2、98113838.1、200473892.4；礦產(chǎn)綜合利用中論文：冷固成型技術(shù)及其應(yīng)用、碳含鐵粉塵球團(tuán)粘結(jié)劑的研究、爐污泥制作冷固球團(tuán)的應(yīng)用研究、直接煉鋼和煉鐵用冷固結(jié)球團(tuán)、球團(tuán)礦復(fù)合粘結(jié)劑及其工藝方法等文獻(xiàn)，大部分采用硅酸鈉、水泥、焦油、淀粉、聚乙烯醇等作球團(tuán)粘結(jié)劑，但因耐高溫性能差，在焙燒過程中易失去粘性，造成粉化率提高，影響球礦質(zhì)量。

 目前，由于我國塊礦緊缺，國內(nèi)部分鐵合金企業(yè)采用礦粉入爐冶煉的傳統(tǒng)工藝；部分鋼鐵企業(yè)將含鐵污泥、鐵鱗等作燒結(jié)廠的原料進(jìn)行再燒結(jié)，這雖然實現(xiàn)了資源再利用，但資源利用率較低，對環(huán)境污染嚴(yán)重。

針對上述情況，開封市潔凈煤化工研究所通過十余年的努力，開發(fā)出GY型系列冶金球團(tuán)粘結(jié)劑，廣泛適于 冶金礦粉及含鐵塵泥球團(tuán)粘結(jié)劑研究 冶金行業(yè)鐵、錳、鉻、釩鈦等各種礦粉、各種二次粉料資源生產(chǎn)冷固球團(tuán)應(yīng)用，為冶金行業(yè)高爐、轉(zhuǎn)爐、化鐵爐等提供全新的優(yōu)質(zhì)爐料開辟了廣闊應(yīng)用領(lǐng)域。

球團(tuán)粘結(jié)劑應(yīng)用研究 冶金球團(tuán)的物理性能及冶金性能是球團(tuán)質(zhì)量的重要組成因素，球團(tuán)礦質(zhì)量的好壞，關(guān)鍵是配料和粘結(jié)劑，粘結(jié)劑是加工球團(tuán)礦的關(guān)鍵，它的性能優(yōu)劣直接關(guān)系著球團(tuán)的質(zhì)量好壞，所以粘結(jié)劑的選擇與研制特別重要，尤其含鐵塵泥球團(tuán)再利用問題。 首先，選擇了膨潤土、硅酸鈉、水泥、焦油、淀粉、PVC、CMC、腐殖酸等有機(jī)、無機(jī)原料作球團(tuán)粘結(jié)劑;根據(jù)球團(tuán)礦工業(yè)生產(chǎn)要求，我們采用冶金礦粉及含鐵塵泥等按比例配伍，然后測試各種粘結(jié)劑成球性能、落下強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度及耐高溫性能。 通過大量試驗得出如下結(jié)果： 

（1）膨潤土是傳統(tǒng)球團(tuán)礦添加劑中常用的粘結(jié)劑，可以提高生球的落下強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，還以提高生球干燥時的爆裂溫度，但SiO2 和Al2O3含量高達(dá)71.14％，K2O、Na2O等有害雜質(zhì)含量高達(dá)2.6％，降低成品球團(tuán)礦的品位嚴(yán)重，影響高爐冶煉順行； 

（2）水泥作粘結(jié)劑,該法采用硅酸鹽水泥、礦渣水泥等水硬性材料作粘結(jié)劑，加水后使之發(fā)生結(jié)晶硬化和膠體化反應(yīng)，經(jīng)過一段養(yǎng)護(hù),生成具有一定強(qiáng)度的冷粘結(jié)球團(tuán)礦，但雜質(zhì)大； 

（3）煤焦油在100～120℃流動性好,易潤濕固體表面并產(chǎn)生強(qiáng)烈粘附 ,高溫焙燒后熱穩(wěn)定性良好，但生產(chǎn)工藝復(fù)雜、設(shè)備投資大、操作麻煩，污染嚴(yán)重； 

（4）采用有機(jī)粘結(jié)劑：如淀粉、PVC、CMC、腐殖酸作球團(tuán)粘結(jié)劑，造粒性能好，成球率高，但高溫易粉化，嚴(yán)重影響爐料透氣性，易產(chǎn)生粉塵； 

（5）以硅酸鈉作粘結(jié)劑，礦粉需預(yù)先干燥到很低水份，水玻璃中雜質(zhì)及堿金屬含量太高，添加量大，會對高爐帶來不利影響。 

冶金礦粉及含鐵塵泥球團(tuán)成型 

冶金礦粉及含鐵塵泥球團(tuán)成型可分：造粒成型和對輥成型兩種工藝。 

4.1 造粒成型生產(chǎn)條件 （1）礦粉粒度：礦粉的粒度與粒度分布對球團(tuán)強(qiáng)度有一定的影響,合適的顆�？膳c粘合劑充分接觸與粘合, 造粒成型要求礦粉的粒度控制在-200目粒級控制在85%～95%為宜；但對輥成型工藝對粒度要求相對低些，一般粒度3mm以下控制在70～80%即可。 （2）混合料的攪拌：礦粉與粘合劑的均勻混合，對球團(tuán)的強(qiáng)度影響往往被忽視。應(yīng)用表明礦粉與粘結(jié)劑通過攪拌捏合后，料面均勻滑膩，使其可塑性增大，強(qiáng)度明顯提高。 （3）成型外力：球團(tuán)的強(qiáng)度除與粘結(jié)劑性能有關(guān)外，主要取決于成型外力。適當(dāng)提高成型外力有助于增加球團(tuán)的強(qiáng)度。 （4）球團(tuán)粘結(jié)劑用量：選擇適宜的粘結(jié)劑添加量，不僅使球團(tuán)具有較高的質(zhì)量，也可使球團(tuán)的加工成本降低。在確保球團(tuán)質(zhì)量的前提下，盡量減少粘合劑用量，可使球團(tuán)的雜質(zhì)及生產(chǎn)成本降低。采用GY型液體球團(tuán)粘結(jié)劑的用量一般在4%～8，GY型干粉球團(tuán)粘結(jié)劑用量一般在2～3%。 （5）球團(tuán)成型的含水量：礦粉成型水分的大小直接關(guān)系的球團(tuán)的成型率、固化時間、初期強(qiáng)度、后期強(qiáng)度等質(zhì)量。實踐證明，兩種工藝的成型水分應(yīng)控制在8～15%之間為宜。

 4.2 造粒成型工藝 

球團(tuán)原料按比例通過元盤配料機(jī)，皮帶輸送給造粒機(jī)，按比例加入球團(tuán)料、粘結(jié)劑、水，成球后過滾筒振動篩入倉，儲存24h出廠運至燒結(jié)廠焙燒。

 4.3 對輥成型工藝 礦粉或含鐵塵泥原料通過定量給料機(jī)，皮帶輸送到攪拌機(jī)，按比例加入粘結(jié)劑、固化劑水后進(jìn)行混合攪拌，將上述攪拌好的物料通過輸送機(jī)輸送到對輥成型，然后將球團(tuán)通過輸送機(jī)輸送到用烘干機(jī)或成品場地自然干燥即可（產(chǎn)量大必須配有烘干系統(tǒng)）。

5 冶金球團(tuán)及粘結(jié)劑實驗 本次試驗在開封市潔凈煤化工研究所研發(fā)中心進(jìn)行，實驗采用圓盤造粒成型和對輥壓球兩種成型方式。實驗設(shè)備有圓盤造粒機(jī)、400型壓球機(jī)、碾輪攪拌機(jī)、干燥箱、燒結(jié)杯、強(qiáng)度測定儀等。兩種GY型冶金球團(tuán)粘結(jié)劑由開封市潔凈煤化工研究所提供；試驗原料有鐵礦粉、高爐灰、燒結(jié)返料、煉鋼污泥、氧化鐵皮等。