冷固結球團法

冷固結球團法(cold 常用的冷固結球團法有格蘭耶斯法、COBO法和MTU法、碳酸化固結法。 用消石灰(15%～20%)作黏結劑、用蒸糖渣作催化劑的冷固結球團法。

冷固結球團法(cold bond pelletizing)
在低溫下藉助於黏結劑發生物理一化學變化進行固結的鐵礦石球團法，又稱低溫固結球團法。它是以從常溫到大約250℃溫度下的水化反應或熱液反應為基礎的，生球不經過高溫焙燒，鐵礦顆粒未參與化學變化，仍然保持原來的特性。所用黏結劑不能對球團特性產生不良影響。常用的冷固結球團法有格蘭耶斯法、COBO法和MTU法、碳酸化固結法。
格蘭耶斯法 60年代由瑞典格蘭耶斯貝爾格公司研究提．出的。以波特蘭水泥作黏結劑的冷固結球團法。黏結劑用量為8%～12%。波特蘭水泥中2/3是石灰，其餘是SiO2、A12O3和Fe2O3，所用精礦中SiO2含量不超過4%時，可獲得自熔性球團礦。固結機理屬於結晶硬化和膠體硬化反應。水泥中各組成在水溶液中作用生成凝膠，有些凝膠溶於水，能再結晶，如氫氧化鈣和水化鋁酸鈣凝膠；有些則可溶性小，不易再結晶，如水化矽酸鈣和水化鐵酸鈣凝膠。在硬化初期，整個凝膠是不緊密的，相互黏結力弱。只有經過較長的時間，水化反應逐漸向顆粒內部擴散，凝膠的水分減少，粒子互相接近，球團礦才有一定的強度。在水化反應開始階段，生球應當避免受到磨損和過大的壓力負荷作用。先把球團和適量的造球精礦(相當於球團礦質量的1/3)混合起來，使生球埋於精礦之中，彼此隔開，防止粘在一起結成大塊。初期硬化至少3～6d，當球團礦強度達最終強度70%左右時，將球團篩選出來，精礦返回造球工序，最終硬化是在堆疊或者硬化倉內完成。根據水泥的正常凝固過程，球團需要大約28d的貯存時間。為了加快球團硬化速度，可加入速凝劑和早強劑，如鋁酸鈣、鋁氧熟料複合劑(鋁氧熟料、碳酸鈉和石灰)、氯化鈣、碳酸鉀、氯化鈣、三乙醇胺等。此法需要在場地養生，故又稱場地養生固結法。
C0BO法和MTU法 用石灰和二氧化矽作黏結劑，生球經預乾燥後(水分從5%～6%降到3%～4%)放入高壓釜中用過熱蒸汽進行蒸煮的冷固結球團法，又稱高壓蒸煮法。COBO法(cold bound proccss)，1967年由瑞典斯德哥爾摩皇家工學院研究提出，適用於各種金屬氧化物製成球團礦，如鉻礦、黃鐵礦燒渣以及冶金廠內金屬粉塵。MTU法是美國密執安工業大學(Michigan Technological UniVersity)在美國使用的冷固結球團法，用於處理鋼鐵廠內各種含鐵粉塵，或生產含碳預還原球團礦。若鐵精礦中已有相當數量的Sio2，則只需配加石灰，使球團礦鹼度保持在1～1．5。水蒸氣介質溫度介於150～250℃(COBO法為175～190 ℃)，壓力約為16×105Pa(COBO法為8×105～12×105Pa)，固結時間約1～2h。固結機理屬膠體硬化反應。在蒸壓釜內硬化的過程中，黏結劑在熱液條件下部分溶解，發生化學反應，反應產物是一種膠狀物質，生成鈣的水化矽酸鹽等凝膠，例如：Ca(0H)2+SiO2+1．5H2O→CaO·SiO2·2．5H20乾燥後變成類似骨架的固體物質，把顆粒粘結在一起。單個球團礦的抗壓強度介於750～1300N，低於高爐所要求的約2000N/個的強度。為了提高球團礦的強度可添加Na()H或NaCO3(0．5%～1．0%)，使在蒸汽壓力和溫度均較低的條件下進行反應生成凝膠。
碳酸化固結法 用消石灰(15%～20%)作黏結劑、用蒸糖渣作催化劑的冷固結球團法。固結機理屬結晶硬化反應。含消石灰和催化劑的生球置於低溫(40～70℃)和含有較濃的CO2(20%～25%)的氣氛中(如石灰窯或熱風爐等工業廢氣中)，使Ca(OH)2經過碳酸化反應生成碳酸鈣微晶結構，從而使球團礦得到固結，其碳酸化反應如下：Ca(OH)2+2C6H12O6→Ca(C6H11O6)2+2H2O Ca(C6H11O6)2+CO2+H20→(葡萄糖)x(CaCO3)y(CaO)z膠體合成物 (葡萄糖)x(CaCO3)y(CaO)z+CO2+H2O→CaCO3+C6H12O6再生的C6H12O6又和Ca(OH)2起反應，並且整個過程多次重複進行。