專利名稱：：快凝水硬化污泥冷固球團及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及冶金行業(yè)中的球團生產(chǎn)造球的生產(chǎn)技術(shù)，特別涉及一種快凝水硬化污泥冷固球團及其制備方法。背景才支術(shù)上世紀20年代瑞典采用portland水泥進行水硬化球團生產(chǎn)，經(jīng)過一個養(yǎng)護期后，獲得了具有一定強度的水硬化球團。后來，經(jīng)過前蘇聯(lián)和日本人的改進形成了不同的工藝，但基本原理是一樣的，即生成水合硅酸鈣及水合鐵酸鈣凝膠，經(jīng)過一定的養(yǎng)護周期獲得強度。該方法存在比較明顯的問題是，冷固時間過長(96小時以上)，需要有較大的堆場面積來滿足養(yǎng)護周期的需要。目前，球團生產(chǎn)造球是將鐵礦粉和膨潤土混勻，在造球盤中加水滾動制球，該傳統(tǒng)方法的缺點是膨潤土用量較多、外加水量大，生球經(jīng)焙燒、煉鐵后進入煉鋼，在煉鋼過程中還要產(chǎn)生大量的污泥漿，造成了環(huán)境污染。與此同時，鋼鐵廠除塵灰處理一直是備受關(guān)注的環(huán)境問題，如果采用堆場排放的方法處理會對環(huán)境造成污染，同時還占用了土地資源；同時，富含金屬鐵的轉(zhuǎn)爐污泥、除塵灰的隨意排放還會造成二次資源的浪費。另外，硫酸渣作為一種含鐵原料，已經(jīng)被燒結(jié)煉鐵過程所利用，傳統(tǒng)的方法是直接配礦在帶式燒結(jié)機上燒結(jié)，但由于硫酸渣成球困難使得這種方式在應(yīng)用中存在較大問題。因此，需要一種新的球團制備方法，能夠充分利用鋼鐵廠二次資源制備球團，由于考慮到小球在進入混料機前要經(jīng)過轉(zhuǎn)運和傾倒，因此要求小球具肴一定的落下強度指標(biāo)，保證小球進入混合料能保持顆粒完整性，最終維持燒結(jié)料層的透氣性以獲得穩(wěn)定的燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，即通過該種方法制備的球團需要具備冷固時間短、強度高的優(yōu)點。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種快凝水硬化污泥冷固球團及其制備方法，能夠提供所述一種冷固成型時間較短，非常適合作為帶式燒結(jié)機的燒結(jié)原料的球團，同時以最簡單和最經(jīng)濟的方式處理鋼鐵廠二次資源，有利于環(huán)境保護和資源綜合利用。本發(fā)明的目的之一是提供一種快凝水硬化污泥冷固球團，所述球團主要由轉(zhuǎn)爐污泥、除塵灰、硫酸渣、粘結(jié)劑混合后加入0.05%0.1%濃度的磷酸溶液，造球后冷固而成，4要質(zhì)量百分比，各組分的配比如下轉(zhuǎn)爐污泥30~40%，除塵灰30~40%,硫酸渣20~30%，粘結(jié)劑7~8%。進一步，所述粘結(jié)劑為硫鋁酸鹽水泥；進一步，所述石危鋁酸鹽水泥的冷凝時間在30分鐘以下；進一步，所述石危鋁酸鹽水泥為快^更石克鋁酸鹽水泥。上述轉(zhuǎn)爐污泥、除塵灰和硫酸渣是鋼鐵廠二次資源，其成分不做要求，但須干燥。上述粘合劑中的好u鋁酸鹽水泥具有以下優(yōu)點1)早強、高強一天抗壓強度達到3550MPa，三天達到50~70MPa，相當(dāng)于同標(biāo)號硅酸鹽水泥的28天強度；2)高抗凍性能在010。C低正溫使用，早期強度是波特蘭水泥的5~6倍；在0~20。C加少量外加劑，3~7d強度可達到"i殳計標(biāo)號的70~80%,凍融循環(huán)300次，強度損失不明顯；3)高抗?jié)B性水泥石結(jié)構(gòu)致密，混凝土抗?jié)B性能是同標(biāo)號硅酸鹽水泥的2~3倍；4)抗碳化性能抗碳化性能好，干縮率低；5)抗腐蝕性能抗腐蝕性能好，尤其是抗海水腐蝕能力優(yōu)于高抗硫波持蘭水泥，抗腐蝕系數(shù)大于1。本發(fā)明中的硫鋁酸鹽水泥可以是普通硫鋁酸鹽水泥，其水泥熟料中含有大5量的無水硫鋁酸鈣礦物(C4A3S，3CaO3A1203.CaS04)，具有一系列比硅酸鹽水泥更為優(yōu)異的性能，硫鋁酸鹽水泥應(yīng)保證其冷凝時間在30分鐘以下就可，為了保證其快硬效果，優(yōu)選采用硫鋁酸鹽快^t水泥。硫鋁酸鹽快硬水泥熟料的主要礦物為無水硫酸鈣(C4A3S)和硅酸二鈣(C2S)，水泥水化過程的主要反應(yīng)C4A3S+2CaS04+38H20—C3A'3CaSO32H20+2AH3C2S+2H2O—C-S-H+Ca(OH)23Ca(OH)2+2CaS04+AH3+26H20—C3A.3CaSO4'32H20本發(fā)明的目的之二是提供一種制備快凝水硬化污泥冷固球團的方法，包括以下步驟1)配料按權(quán)利要求1所述的配比稱取相應(yīng)份量的轉(zhuǎn)爐污泥、除塵灰、硫酸渣和粘結(jié)劑；2)混勻?qū)⒉襟E1)配料所得的混合物通過混料機混勻，加入園盤造3求機中；3)配水在造球用水中配入工業(yè)磷酸，形成濃度為0.05%~0.1%的磷酸溶液；4)造球啟動圓盤造球機，轉(zhuǎn)速控制在300轉(zhuǎn)/小時~600轉(zhuǎn)/小時，并噴入配比好的磷酸溶液；5)冷固生球出盤后冷固24小時以上，得到成品。需要注意的是，在噴入磷酸溶液后，按質(zhì)量百分比，球團中水分含量范圍為170/o~21%。配入0.05°/。~0.1%濃度的磷酸水溶液，其主要目的是強化成球。機理是磷酸和原料中的氧化鋁反應(yīng)生成磷酸二氫鋁，磷酸二氫鋁具有較強的粘結(jié)性。本發(fā)明的快凝水硬化污泥冷固球團，經(jīng)測試，粒徑為3-10mm的占80%以上，0.5米落下強度大于7次，抗壓強度大于40N，非常適合作為帶式燒結(jié)機的燒結(jié)原料，該球團充分利用了鋼鐵廠二次資源，解決了煉鋼污泥漿如何處理的難題，減少了土地占用，避免了環(huán)境污染，具有良好的經(jīng)濟性和環(huán)保價值。本發(fā)明的快凝水硬化污泥冷固球團的制備方法，具有以下有益效果(1)保證了冷固球團進入混合料時的顆粒完整性，維持了燒結(jié)料層的透氣性并獲得了穩(wěn)定的燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)；(2)解決了水硬化球團需要長時間堆放養(yǎng)護以便獲得強度的問題；(3)解決了水硬化球團帶入較多Si02使得高爐冶煉渣量明顯增多的問題，因為高爐是硫鋁酸鹽水泥的主要渣相成分是A1203，不需要額外增加CaO進行平衡；(4)能夠以最簡單和最經(jīng)濟的方式處理鋼鐵廠二次資源(含鐵塵泥)，有利于環(huán)境保護和資源綜合利用。本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標(biāo)，和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書和權(quán)利要求書來實現(xiàn)和獲得。附圖為本發(fā)明的制備方法工藝流程示意圖。具體實施例方式以下將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護范圍。實施例1如圖所示，按重量百分比，如以下比例配制加入料轉(zhuǎn)爐污泥35%,除塵灰35%,硫酸渣23%;外加7%的硫鋁酸鹽水泥作為粘結(jié)劑。將上述加入料加入混料機里轉(zhuǎn)動IO分鐘混勻，然后加入圓盤造球機中，啟動造球機以5轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)動5分鐘，然后提高造球機轉(zhuǎn)速到10轉(zhuǎn)/分鐘，并噴入加入了含0.05%磷酸的磷酸溶液造粒徑3~10mm小球，出球后在自然條件下放置24小時以上，即得到冷固球團。實施例2按重量百分比，如以下比例配制加入料轉(zhuǎn)爐污泥40%，除塵灰30%，石危酸渣22°/。；外加8。/。的辟u鋁酸鹽水泥和磷酸混合物作為粘結(jié)劑。將上述加入料加入混料機里轉(zhuǎn)動IO分鐘混勻，然后加入圓盤造球機中，啟動造球機以5轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)動5分鐘，然后提高造球機轉(zhuǎn)速到10轉(zhuǎn)/分鐘，并噴入加入了含0.1%磷酸的磷酸溶液造粒徑3~10mm小球，出球后在自然條件下放置24小時以上，即得到冷固球團。實施例34安重量百分比，如以下比例配制加入^f+:轉(zhuǎn)爐污泥38%,除塵灰35%,碌u酸渣20%;外加7%的石危鋁酸鹽水泥^敗為粘結(jié)劑。將上述加入料加入混料機里轉(zhuǎn)動IO分鐘混勻，然后加入圓盤造球機中，啟動造球機以5轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)動5分鐘，然后提高造球機轉(zhuǎn)速到10轉(zhuǎn)/分鐘，并噴入加入了含0.05%磷酸的磷酸溶液造粒徑310mm小球，出球后在自然條件下放置24小時以上，即得到冷固球團。實施例4按重量百分比，如以下比例配制加入fl":轉(zhuǎn)爐污泥30%,除塵灰37.5%，硫酸渣25%;外加7.5%的硫鋁酸鹽水泥做為粘結(jié)劑。將上述加入料加入混料機里轉(zhuǎn)動IO分鐘混勻，然后加入圓盤造3求才兒中，啟動造球機以5轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)動5分鐘，然后提高造球機轉(zhuǎn)速到10轉(zhuǎn)/分鐘，并噴入加入了含0.05%磷酸的磷酸溶液造粒徑3~10mm小球，出3求后在自然條件下放置24小時以上，即得到冷固球團。對上述實施例所得冷固球團測定其粒度、落下強度和抗壓強度獲得數(shù)據(jù)如表1所示表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>需要說明的是由于硫鋁酸鹽水泥帶入的硫物質(zhì)較多(其中含量約36%),折算在燒結(jié)料中大約增加0.2~0.4%,通過燒結(jié)過程一般會除去60~80%計算，最終會增加帶入爐內(nèi)的硫量約0.5~1kg/tFe，因此高爐冶煉需要力口以酉己々。以上所述^f又為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。權(quán)利要求1.快凝水硬化污泥冷固球團，其特征在于所述球團主要由轉(zhuǎn)爐污泥、除塵灰、硫酸渣、粘結(jié)劑混合后加入0.05％～0.1％濃度的磷酸溶液，造球后冷固而成，按質(zhì)量百分比，各組分的配比如下轉(zhuǎn)爐污泥30～40％，除塵灰30～40％，硫酸渣20～30％，粘結(jié)劑7～8％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快凝水硬化污泥冷固球團，其特征在于所述粘結(jié)劑為硫鋁酸鹽水泥。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快凝水硬化污泥冷固球團，其特征在于所述碌u鋁酸鹽水泥的冷凝時間在30分鐘以下。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快凝水硬化污泥冷固球團，其特征在于所述硫鋁酸鹽水泥為快硬石克鋁酸鹽水泥。5.制備如權(quán)利要求4所述的快凝水硬化污泥冷固球團的方法，其特征在于包括以下步驟1)配料按權(quán)利要求1所述的配比稱取相應(yīng)份量的轉(zhuǎn)爐污泥、除塵灰、硫酸渣和粘結(jié)劑。2)混勻?qū)⒉襟El)配料所得的混合物通過混料機混勻，加入圓盤造球機中；3)配水在造球用水中配入工業(yè)磷酸，形成0.05%0.1%濃度的磷酸溶液；4)造球啟動圓盤造球4幾，轉(zhuǎn)速控制在300轉(zhuǎn)/小時~600轉(zhuǎn)/小時，并噴入配比好的磷酸溶液；5)冷固成球出盤后冷固24小時以上，得到成品。6.如權(quán)利要求5所述的快凝水硬化污泥冷固球團的制備方法，其特征在于在步驟4)中，噴入磷酸溶液后，球團中的水分含量為17%~21%。全文摘要本發(fā)明公開了一種快凝水硬化污泥冷固球團，所述球團主要由轉(zhuǎn)爐污泥、除塵灰、硫酸渣、粘結(jié)劑混合后加入0.05％～0.1％濃度的磷酸溶液，圓盤造球后冷固而成，所述球團非常適合作為帶式燒結(jié)機的燒結(jié)原料；另外，本發(fā)明還提供了一種快凝水硬化污泥冷固球團的制備方法，該方法保證了冷固球團進入混合料時的顆粒完整性，維持了燒結(jié)料層的透氣性并能獲得穩(wěn)定的燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。文檔編號B28B1/02GK101549530SQ20081023700公開日2009年10月7日申請日期2008年12月30日優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日發(fā)明者新萬,周書才,張明遠,虹朱,杜長坤,袁曉麗申請人:重慶科技學(xué)院