浅述冷固结造块生产工艺摘要：本文简述了冷固结造块工艺的发展现状、工艺流程和生产设备, 并提出了将冷固结团矿用于R E X的建议关键词：造块、压团、冷固结团矿、冷固结球团1刖言加压成型的压团法早就被作为一种造块方法提出来了，并在有色金 属、非金属原料造块方面有较成熟的应用实践如P b、Z n冶炼原 料的造块，煤粉的成型等压团法生产的团矿性能与所用的粘结剂密 切相关，由于采用的粘结剂不甚理想等原因，冷压团矿在某些性能上 （如机械强度、热强度等），一直被认为比焙烧球团、烧结矿差当对 产品的强度没有特殊要求，并找到了理想的粘结剂时，采用压团法进 行铁矿粉造块是很适宜的造块法有高温、低温或常温固结之分 其 中常温和低温（1 0 一30 0’ C）固结造块法被称为冷固结造块法冷固 结造块法具有工艺流程简便、易操作、投资少、上马快、能耗低、生 产成本低、环境污染小等优点近年来，随着能源日趋紧张，燃料价 格显著提高，不经过高温焙烧.｛压成型造块方法，作为一种铁矿粉 处理技术而日益受到了重视2冷固结造块工艺的发展现状及趋势冷固结造块的工艺过程是，将铁矿粉、熔剂（如石灰石粉、白云石粉）、 还原剂（如煤粉、焦粉）等原料，添加一定量的粘结剂和水混合均匀， 经加压成型或圆盘造球获得生团矿，生团矿再经低温干燥（10 —3 0 ‘C ）或自然养护，即得到成品冷固结团矿。
冷固结造块工艺的产品又称冷固结球团、冷粘结球团、低温固结球团、冷固球冷固结造块的一般工艺流程如图l所示冷固结造 块工艺的成型方法有：对辊压块法（压团法）、加压振动成块法和圆盘 造球法圆盘造球的成型方法要求原料的粒度很细，生产时需对铁矿 粉原料进行细磨，由此不仅会导致设备投资增加、能耗增加，而且会 产生较为严重的扬尘，造成环境污染对辊压块法，则对原料的粒度无特殊要求，一般3 — Om m的粉料可直接用 于压球；对辊压块法具有设备简单、占地少、对原料适应性广等优点 加压振动成块法只适用于用水泥作粘结剂的冷固结造块工艺因此， 冷固结造块工艺的成型方法选用对辊压块法较为有利近年来，国内 外的研究者针对冷固结造块技术上的问题展开了较为深入的研究， 研究的总趋势是寻找更有效、价格低、来源广、对冶炼无不良影响的 粘结剂并尽量缩短生产周期就其技术发展而言，冷固结造块工艺远 未达到烧结和焙烧球团那样成熟的程度，潜力很大这一造块方法不 但不能去除原料中的有害杂质，而且会因加入的粘结剂不当而使铁品位降低和带入有 害成分，但是，从总体上看，其生产流程远比一般的烧结、球团工艺 简便，设备也简单得多，此外，冷固结造块的配合料能够多种，可 以根据冶炼需要往冷固球团中加入碳还原剂而成为含碳球团。
随着粘 结剂特别是有机粘结剂的日新月异以及技术的发展，理想的冷固结造块工艺是可以实现的2 . 1冷固结造块用粘结剂冷固结造块的技术关键在于粘结剂的选择和添加方法，迄今为止， 国内外研究试验过的粘结剂有几十种之多，其中得到工业应用或半 工业试验的有：水泥、水玻璃、腐植酸盐类、沥青等简述如下2 . 1 . 1水泥拈结剂用水泥等水硬性材料作粘结剂，同矿粉混合造球或加压振动成块，然后经过养护硬化固结，使产品球团矿具有一定的强度冷固球的固 结过程也就是水泥的硬化过程物料粒度愈细，粘结剂用量愈多，则强度愈高此外，保持适当温度 和加入一定的速硬剂可以加速硬化固结过程国内外对水泥冷固结球 团研究得较早也较多，水泥冷固球已成功地用于高炉、转炉和电炉， 并取得了良好的试验结果但是水泥冷固球生产存在的致命问题是, 为了维持冷固球强度，需加入8写一 10写的水泥，这使得冷固球带 入大量的脉石和结品水，导致铁品位明显降低，增加了渣量，使得高炉焦比升高此外水泥本身就是一种 能耗较高的工业产品水泥冷固球的另一大缺点就是养护时间长（一 般需要数天时间），导致生产周期长，且需要占用较大的生产场地2.1. 2水玻璃粘结剂铁矿粉采用水玻璃（主要是Na2O・SiO2的溶液）作粘结剂，冷压成型。
经30 —500C快速干燥，水玻璃脱水，形成致密的网状胶膜，矿物颗 料嵌在网状胶膜上被牢牢裹住，以致干球团强度大为提高用水玻璃 作粘结剂可以获得机械强度很高、热强度也好的团矿，但是，粘结剂 用量较大（4 % 一7 % ），成本较高，且水玻璃带入较多的脉石成分二氧化硅和碱金属钠等有害杂质，尤其是碱金属的增加会给高炉操作带来有害影响2. 1.3沥青拈结剂用沥青作粘结剂的压团法特点是，产品团块的强度较高，有很 好的耐湿耐水性能；其缺点是烟煤沥青的价格较高，团块在高温过 程中软化变形，高温强度很差，且污染较严重此外，沥青用作型煤 粘结剂有成熟的设备及生产技术，如宝钢炼焦分厂的型煤生产就是 采用沥青焦作粘结剂，生产情况良好，并取 得明显的经济效益2.1.4腐植酸盐类钻结剂腐植酸盐类物质是从泥炭、褐煤、风化煤或土壤等物质中提取出 来的，属高分子有机粘结剂腐植酸是一种高分子非均一天然有机梭 酸缩聚物或无定形的线性高分子有机团聚体，其主要成分为C、H、O 腐植酸的分子结构极为复杂，有众多的官能团，这些活性官能团可 与物料表面上的金属离子、金属氧化物等形成稳定的络合物、鳌合物 或氢键由于其分子有长键结构，可把许多颗粒同时牢固地胶结在一 起，使得球团的强度大为提高。
该种粘结剂已较为成功地用于型煤、型焦、铅锌矿球团、铁矿粉球团, 并部分得到工业生产应用该粘结剂来源广、价格低、粘结性能较好、 对冶炼无害，是一种较好的压团用粘结剂2.1.5其它拈结剂用生石灰作粘结剂的固结机理是外加石灰粉(CaO)与矿石中原有 的脉石Si02在高压蒸汽作用下生成具有胶凝性的硅酸盐而发生固结 作用，其反应如下:Si02 + CaO + nH2O 一CaSiO, • nH’O该法又称为高压釜养护法或水热法美国密执安工业大学对该法进行 了较深入的研究，称之为M T U球团工艺MTU球团已经成功用于各 种化铁炉(能力5 — 4 0t / h )熔炼铁水除上述几种粘结剂，其它 一些粘结剂，由于来源、价格及性能等方面的原因，而未能用于工业 实践，在此也就不 列举结束语(1) 冷固结造块工艺较之传统的高温烧结、焙烧工艺，具有工艺设备 简单、投资少、能耗低、生产成本低以及环境污染小等优点2) 冷固结造块工艺的不足之处在于不能去除原料中的有害杂质，如S、P等；且会因加入粘结剂的不当而降低铁品位和带入有害成分3) 冷固结造块工艺的设备条件已经成熟，达到了工业生产规模的 要求4) 鉴于冷固结造块工艺简短高效的优点，建议拟建中的北仑钢铁 厂CO R E X炼铁工艺中采用冷固结造块技术来拓宽原料范围。