含铁尘泥球团成型用复合黏结剂开发及应用

钢铁冶炼过程中会产生大量固体废弃物，如含铁、锌的粉尘和污泥等，其具有产生点位多、产量大、成分复杂等特点，成为冶金企业中典型的难处理固体废弃物之一。然而，冶金尘泥中含有大量Fe、C、Zn等有用组分，具有较高的回收利用价值，因此，针对钢铁尘泥中有价元素高效回收提纯已成为研究热点。转底炉(rotary hearth furnace)煤基直接还原工艺因为其有价元素收得率高、作业率高的优势，成为现阶段钢铁厂处理含铁锌尘泥的典型代表工艺。沙钢、永钢等钢铁企业转底炉生产数据表明，由于含铁尘泥粒度极细、润湿性差、不易制粒，导致制备出的球团存在成球率低、强度差、粉化率高等问题，严重影响了转底炉工艺的高效生产。

历经长期探索，越来越多的学者已清醒认识到选取优良的黏结剂是改善原料性能、提高球团矿产质量的重要手段。膨润土是企业生产常用的无机黏结剂，具有成本低、热态强度高的优点，但难以克服含铁尘泥成型性能差的难题。同时，膨润土含有的SiO2、Al2O3等有害杂质，高温焙烧后几乎全部残留在球团中，这是制约膨润土高配比添加的影响因素之一。值得注意的是，有机黏结剂所含的—OH、—COO—等含氧基团有利于强化膨润土与铁精矿颗粒间的连接，同时增大铁精矿表面的亲水性，有利于提高球团强度，降低膨润土用量，同时高温下残留较少。因此，添加有机高分子黏结剂替代部分无机黏结剂成为球团工艺绿色发展的重要途径之一。JIANG T等深入研究了用于铁矿制粒的有机黏结剂的功能和分子结构，提出优质的有机黏结剂应具有足够的极性基团和亲水基团，并具有［X-P-Y］n的结构模式。ZHU D等基于有机小分子插层复合法开发出一种新型有机复合膨润土，解决了有机黏结剂热稳定性差和膨润土黏性小的不足。中南大学自主开发了腐殖酸型Funa、MHA复合黏结剂，广泛应用于冷固结球团、钒钛磁铁矿球团等成型过程中，细致的研究为国内钢铁企业球团工艺高质量发展提供了支持。