專利名稱：金屬礦粉造粒(塊)粘合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于黑色金屬燒結(jié)混合料造粒，冷固球團(tuán)造塊及有色金屬制團(tuán)的粘合劑，特別是涉及一種用造紙廢液，經(jīng)濃縮、氧化反應(yīng)、接枝共聚而制成的高分子聚合物粘合劑。
礦粉造粒(塊)，是冶金工業(yè)中極其重要的環(huán)節(jié)。目前在黑色金屬燒結(jié)混合料造粒中，主要是使用無(wú)機(jī)粘合劑、燒結(jié)礦用生石灰或熟石灰。采用上述無(wú)機(jī)粘合劑，造球率低、強(qiáng)度差、返礦多。冷固球團(tuán)，目前主要采用硅酸鈉粘合劑，用量大。由于用量大，使大量硅和鈉進(jìn)入高爐，影響了還原指數(shù)和還原膨脹指數(shù)，降低了鐵的質(zhì)量；有色金屬制團(tuán)，目前有的廠家采用造紙濃縮廢液，由于粘接力差，使用量大，如每噸鋅礦需500～700kg，且工藝較復(fù)雜，提高了生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的目的，是提供一種由造紙廢液，經(jīng)濃縮，氧化反應(yīng)，接枝共聚而制成的，可提高造粒(塊)率，降低造粒成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量的金屬礦粉造粒(塊)粘合劑。
金屬礦粉造粒(塊)粘合劑，由母液、單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、中合劑和水配制成；母液為含多糖結(jié)構(gòu)的碳水化合物，其固體含量占總量10～50％；單體為水溶性單體或水解后為水溶性單體，占母液總量10～30％；交聯(lián)劑占母液總量0.05～0.5％；引發(fā)劑占母液總量0.05～1.0％；中和劑，依據(jù)調(diào)解PH值達(dá)到3～9的實(shí)際需要而定；水相，占總量40～70％。
因此，本發(fā)明的金屬礦粉造粒(塊)粘合劑，是大約由40～70％的水相和30～60％溶于水的高分子聚合物組成。
在母液中加入單體的目的，是使母液改性和接枝。加入交聯(lián)劑的目的，是使改性后的母液增加強(qiáng)度和防止吸水潮解。引發(fā)劑是一種催化劑，以加速反應(yīng)過(guò)程。
本發(fā)明的配方組成一、母液包含至少一種含多糖結(jié)構(gòu)的碳水化合物。如淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、果膠等及其衍生物，紙漿及其堿法制漿回收的黑液，亞硫酸鹽法制漿回收的紅液、糖廠及化纖廠廢液濃縮物等。
二、單體主要是親水性和水解后變?yōu)橛H水性的單烯類單體?；窘Y(jié)構(gòu)類型為 式中R為H和烷基，X主要為 等基團(tuán)。式中Y一般為H，也有特殊的，如-OH、-COOH等。
1、水溶性單體(1)含羧酸基單體，主要有丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸等及它們的酸酐和羧酸鹽(堿金屬鹽、銨鹽、胺鹽)，如順丁烯二酸酐、丙烯酸鈉、丙烯酸三乙醇胺、甲基丙烯酸鈉、馬來(lái)酸鈉等。
(2)含磺酸基單體，主要有乙烯磺酸、丙烯磺酸、乙烯甲苯磺酸、甲基丙烯磺酸等及其它們的堿金屬鹽、銨鹽、胺鹽等。
(3)含羥基或(酯)醚基單體，主要有丙烯醇、甲基丙烯醇、乙烯二醇、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸乙三甘醇酯、甲基丙烯酸乙三甘醇酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯等。
(4)含酰胺基單體，主要有丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺，N—烷基丙烯酰胺、N.N—二烷基丙烯酰胺、N—羥烷基丙烯酰胺、N.N—二羥烷基丙烯酰胺、乙烯基內(nèi)酰胺等，以及含氨基單體和季銨鹽單體等。
2、水解后為水溶性單體，這種單體至少有一個(gè)水解基(酯基、氰基)。
(1)含乙烯基不飽和羧酸的低級(jí)烷基酯，主要有丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2—乙基已酯等。
(2)含乙烯基醇酯，主要有醋酸乙烯、醋酸丙烯、醋酸甲基丙烯酯等。
(3)含腈基單體，主要有丙烯腈、甲基丙烯腈。
本發(fā)明最適宜的單體為丙烯酸或丙烯酰胺。
三、交聯(lián)劑(1)具有非共軛多雙鍵化合物，主要有二或三乙烯基化合物、二乙烯苯、二乙烯醚等。
(2)不飽和單羧酸與多元醇或多環(huán)氧化物形成的酯。主要有乙二醇、三羥甲基丙烷、甘油、聚乙二醇與丙烯酸形成的二丙烯酸酯等。
(3)不飽和多羧酸與多元醇形成的不飽和聚酯、雙丙烯酰胺、尿酯、聚乙二醇二醚等。
(4)形成離子交聯(lián)的多價(jià)金屬化合物，如堿金屬化合物及鋅化物等。
(5)其它可作交聯(lián)劑的還有N—羥甲基丙烯酰胺、丙烯酸縮水甘油酯、乙二胺、乙二醛等。
本發(fā)明最適宜的交聯(lián)劑為甲叉基雙丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺。
四、引發(fā)劑1、過(guò)氧化物引發(fā)劑，主要有過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化氫、過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀等。
2、偶氮類引發(fā)劑，主要有偶氮二異丁腈，其它引發(fā)劑還有硝酸鈰、三氯化鐵、五價(jià)釩鹽等。
五、中和劑為氨水、氫氧化鉀、氫氧化鈉、乙醇胺等。
金屬礦粉造粒(塊)粘合劑的生產(chǎn)方法是
一、根據(jù)不同金屬礦粉造粒(塊)粘合劑的實(shí)際需要，配制好母液、單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑。
二、將母液加入到反應(yīng)釜內(nèi)，加熱、升溫，當(dāng)達(dá)到聚合要求的溫度時(shí)，再分別加入配制好的單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑，使之發(fā)生氧化還原及聚合反應(yīng)，產(chǎn)生高分子聚合物。聚合反應(yīng)是在55℃～95℃溫度下進(jìn)行。反應(yīng)時(shí)間2～8小時(shí)，聚合反應(yīng)一般在大氣壓力下進(jìn)行外，也可以低于或高于大氣壓力。反應(yīng)最好在惰性氣體(如氮?dú)?保護(hù)下進(jìn)行。聚合反應(yīng)產(chǎn)生相當(dāng)大的熱量，必須及時(shí)排除。攪拌速度一般在60～80轉(zhuǎn)/分為宜。反應(yīng)結(jié)束時(shí)降溫，并用中和劑調(diào)PH值，冷卻至室溫時(shí)出料。
實(shí)施例一、1、母液配制。取亞硫酸鹽法造紙葦漿紅液濃縮，使其固含量達(dá)到45～55；2、單體配制。單體為丙烯酸，占母液總量8％；3、引發(fā)劑配制。將占母液總重量0.1％的過(guò)硫酸銨溶于去離子水中，配成水溶液；4、將母液—配制好的亞硫酸鹽法造紙葦漿紅液濃縮液放入糖瓷反應(yīng)釜內(nèi)，加溫至70～90℃，再分別加入占母液總量8％的單體丙烯酸和由占母液總量為1％的過(guò)硫酸銨配制成的引發(fā)劑過(guò)硫酸銨溶液，在70～90℃溫度條件下反應(yīng)5小時(shí)，反應(yīng)過(guò)程，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。反應(yīng)釜攪拌速度為65轉(zhuǎn)/分。調(diào)解PH值7～8之間，冷卻至室溫出料。
產(chǎn)品為棕黑色液體，固含量45～55％，PH值7～8之間，粘度35～55CPa·S，表面張力25～40達(dá)因/厘米。
該種金屬礦粉造粒(塊)粘合劑，主要用于燒結(jié)混合料制粒。實(shí)施例二、1、母液配制取亞硫酸鹽法造紙葦漿紅液濃縮，使其固體含量達(dá)到45～55％；2、單體配制丙烯酸，數(shù)量為母液總量的8％；3、交聯(lián)劑配制甲叉基雙丙烯酰胺，其量為占母液總量的0.2％，溶于去離子水中，配制成水溶液；
4、引發(fā)劑配制將占母液總重量0.1％的過(guò)硫酸銨溶于去離子水中，配成水溶液。
5、制造工藝與實(shí)施例一相同。
產(chǎn)品為棕黑色液體，固含量40～50％，PH值3～5，粘度25～40CPa·S。
該粘合劑用于冷固球團(tuán)加壓成塊。
實(shí)施例31、母液配制取亞硫酸鹽法造紙葦漿紅液濃縮，使其固含量達(dá)到45～55％；2、單體配制丙烯酸，占母液總量20％；3、交聯(lián)劑配制N—羥甲基丙烯酰胺，占母液總量0.2％溶于去離子水中配成水溶液；4、引發(fā)劑配制取0.5％過(guò)硫酸銨，溶于去離子水中，配成水溶液。
5、制造工藝與實(shí)施例一相同產(chǎn)品為棕黑色液體，固含量為30～40％，PH值3～5，粘度30～50CPa·S。該種粘合劑主要用于有色金屬礦粉制團(tuán)粒用。
本發(fā)明的金屬礦粉造粒(塊)粘合劑，用于鐵礦粉造粒，造粒率高，強(qiáng)度大，透氣性好，提高了鐵的品位和質(zhì)量，增加了產(chǎn)量，并可降低能耗。用于冷固球團(tuán)，粘合劑用量少，還原性好，可提高鐵的質(zhì)量。用于有色金屬礦粉制團(tuán)如鋅礦粉，每噸僅用20kg左右，并可簡(jiǎn)化制團(tuán)工序，降低了成本。由于本發(fā)明的金屬礦粉造粒(塊)粘合劑的母液是利用造紙廠廢液，因此減少了污染，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)了綜合利用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
權(quán)利要求
1.金屬礦粉造粒(塊)粘合劑，由母液、單體、交聯(lián)劑、中和劑和水配制成，其特征在于A、母液為包含至少一種含多糖結(jié)構(gòu)的碳水化合物，其固體含量占總量的10～50％；B、單體為水溶性單體或水解后為水溶性單體；水溶性單體包括可為含羧酸基單體，也可為含磺酸基單體、含羥基或(酯)醚基單體、含酰胺基單體；含羧酸基單體主要有丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸及它們的酸酐和羧酸鹽，如順丁烯二酸酐、丙烯酸鈉、丙烯酸三乙醇胺、甲基丙烯酸鈉、馬來(lái)酸鈉；含磺酸基單體主要有乙烯磺酸、丙烯磺酸、乙烯甲苯磺酸、甲基丙烯磺酸及它們的堿金屬鹽、銨鹽、胺鹽；含羥基或(酯)醚基單體，主要有丙烯醇、甲基丙烯醇、乙烯二醇、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸三甘醇酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸乙三甘醇酯；含酰胺基單體主要有丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N—烷基丙烯酰胺、N·N—二烷基丙烯酰胺、N—羥烷基丙烯酰胺、N·N—二羥烷基丙烯酰胺、乙烯基內(nèi)酰胺；水解后的水溶性單體，可為含乙烯基不飽和羧酸的低級(jí)烷基酯，主要有丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2—乙基已酯，也可為含乙烯基醇酯、含腈基單體；含乙烯基醇酯主要有醋酸乙烯、醋酸丙烯、醋酸甲基丙烯酯，含腈基單體主要有丙烯腈、甲基丙烯腈；單體占母液總量的10～30％；C、交聯(lián)劑可為具有非共軛多雙鍵化合物，主要有二或三乙烯基化合物、二乙烯苯、二乙烯醚，也可為不飽和單羧酸與多元醇或多環(huán)氧化物形成的酯，主要有乙二醇、三羥甲基丙烷、甘油、聚乙二醇與丙烯酸形成的二丙烯酸酯；還可為不飽和多羧酸與多元醇形成的不飽和聚酯、雙丙烯酰胺、尿酯、聚乙二醇二醚、N—羥甲基丙烯酰胺、丙烯酸縮水甘油酯、乙二胺、乙二醛；交聯(lián)劑占母液總量的0.05～0.5％；D、引發(fā)劑主要有過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化氫、過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀、偶氮二異丁腈、硝酸鈰、三氯化鐵、五價(jià)釩鹽；引發(fā)劑占母液總量的0.05～1.0％；E、中和劑為氨水，也可為氫氧化鉀、氫氧化鈉、乙醇胺；調(diào)解PH值至3～8。F、固體總含量為30～60％；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦粉造粒(塊)粘合劑，其特征在于所述的母液、單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、中和劑及水的最佳組成為A、母液選用亞硫酸鹽法造紙葦漿紅液濃縮液，固體含量達(dá)到45～55％；B、單體為丙烯酸或丙烯酰胺；單體占母液總量的8％。C、交聯(lián)劑為甲叉基雙丙烯酰胺或N—羥甲基丙烯酰胺，占母液總量的0～0.2％；D、引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨，占母液總重量的0.1～0.5％；E、中和劑可為乙醇胺，調(diào)解PH值至3～8；F、固體總含量為30～60％。
全文摘要
金屬礦粉造粒(塊)粘合劑，屬于一種高分子聚合物粘合劑。金屬礦粉造粒(塊)粘合劑由母液、單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、中和劑和水配制成。母液為含多糖結(jié)構(gòu)的碳水化合物，如造紙葦漿紅液，其固含量占總量10-50％。單體為水溶性單體，如丙烯酸，占母液總重量10-30％。交聯(lián)劑，如甲叉基雙丙烯酰胺，占母液總量0.05-0.5％。引發(fā)劑，如過(guò)氧化氫占母液總量0.05-1.0％。中和劑，如氫氧化鈉，調(diào)解pH值達(dá)到3-9。水相占總重量的40-70％。發(fā)明可用于黑色和有色金屬礦粉造粒，可提高造粒率和產(chǎn)品質(zhì)量，并能降低成本。
文檔編號(hào)C22B1/244GK1116242SQ95110218
公開(kāi)日1996年2月7日 申請(qǐng)日期1995年5月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月8日
發(fā)明者姜素香, 白宜吉, 王立幫 申請(qǐng)人:蓋州市有機(jī)化學(xué)廠