利用球团法处理铁合金除尘灰的实验研究

随着经济的增长我国钢铁工业快速发展， 钢铁企业产生大量的除尘灰， 除尘灰的不断堆积就会造成环境污染，还占用大量土地资源。除尘灰中含有比例较高的***元素， 是具有很高回收价值的冶金二次回收资源。国内外企业普遍采用的处理方式有三种：配入烧结、外售、填埋。其中配入烧结是***主要的粉尘处理方法。但应用在烧结矿中，会使其质量下降且易造成二次污染[1-4]。
       本文以贵州某企业的除尘灰为研究对象， 利用球团法处理除尘灰， 对影响球团强度的粘结剂进行了试验，为工业生产做试验研究。
1 除尘灰造球试验方案
1.1 除尘灰造球所需物料以及试验设备
       本文利用河南某企业除尘灰为研究对象，此除尘灰粒度小、干燥，如果直接二次冶炼，会造成炉况不稳定，难以控制。
          造球物料：除尘灰，粘结剂A，葡萄糖，淀粉。
        试验所需的仪器设备有：压球装置（用于球团矿的制造）；SDW-20 电子***试验机(用于球团抗压强度的测试）；HXYP-1000 型圆盘造球机(用于球团的压制成型）；TT30-13 型箱式电阻炉(用于球团的干燥）；50 mm 厚钢板(用于球团矿落下强度的测量)；恒温干燥箱(用于原料的干燥)。
1.2 试验方法
        将称好的除尘灰和粘结剂按一定比例充分混合，再加水混合均匀后以一定的压力压制成球团，球团直径大约20 mm，造好的球团放在空气中干燥24h，然后将其放入马弗炉中，加热到300 ℃保温2 h，取出冷却到室温测量其强度。
取10 个球团置于压力机上测试，当球团出现***时停止， 取平均值。取10 个球团将其置于0.5 m高度处自由下落，当球团***时停止，取平均值。
2 粘结剂使用原理
        粘结剂一般分为无机粘结剂和有机粘结剂，各种粘结剂的作用机理都不一样，总的来说，无机粘结剂是通过改变物料之间的孔隙率，使物料比表面积发生改变，造成球团内毛细管直径减小，物料颗粒之间的紧密度增加，进而使毛细力增加，球团强度提高。利用易溶解性和毛细水的再分配能力，这样就可在粉料间形成一种具有粘性的溶液，形如胶水，使矿粒之间呈薄膜状连接，提高了球团强度。粘结剂与矿粒之间的粘结作用，由于其化学、机械、物理等多种因素，粘结剂的利用就会出现很多问题，但共同点就是粘结剂通过水的溶解，均匀的混合和充分的接触，***后粘结成为固体球团，可承受一定程度的外部力
 淀粉分子包括支链淀粉和直链淀粉两种成分，淀粉之所以能够成为一种良好的胶粘剂， 就是因为具备了可生成糊的支链淀粉， 一部分直链淀粉又能促进其发生胶凝作用的缘故。常温下放置24 h 的淀粉球团，其内部的淀粉并没有发生糊化，所谓糊化是指淀粉受热后形成均匀糊状物的现象（一般淀粉发生糊化的温度在50 ℃以上），而没有发生糊化之前，只是淀粉的颗粒之间在水的作用下， 分子间作用力增加， 而在发生糊化之后就会形成粘度较高的淀粉浆，从而使球团的强度得到很大提升。
       随着粘结剂的逐渐增加，球团强度逐渐上升。当用量在6%时曲线变化较平稳，从经济效益等综合考虑，粘结剂在造球中的用量一般不会太高。
4 不同粘结剂成本估算
       试验中添加100 g 除尘灰和不同添加量的粘结剂，粘结剂A 是添加量为3%，每吨除尘灰都需要30kg 的粘结剂A， 工业用的粘结剂A 价格一般为0.3元/kg，粘结剂A 的成本大约为9 元。葡萄糖的添加量是2%，折算为每吨布袋灰处理成本来算，每吨除尘灰都需要20 kg 的葡萄糖， 葡萄糖价格一般为2元/kg，葡萄糖的成本大约为40 元。淀粉的添加量是6%，折算为每吨布袋灰处理成本来算，每吨除尘灰都需要60 kg 的淀粉，淀粉的价格一般为3 元/kg，淀粉的成本大约为120 元。综上， 无机粘结剂A 的成本***低，每吨除尘灰大约要花费9 元左右。
5 结语
       （1）球团法能很好的使贵州某企业的除尘灰得到有效的利用，减少了污染，资源得到了二次利用。
       （2）有机粘结剂、无机粘结剂的作用机理都是与矿粒形成稳定的结构，可承受一定的强度。
       （3）从粘结剂的选择上看，不同的粘结剂以及粘结剂的不同含量对球团矿的强度都是有影响的。本文选择的为无机粘结剂A 含量为3%时， 球团的强度***好。从价格上无机粘结剂A 的成本***低，每吨除尘灰大约要花费9 元左右。