一种利用膨润土粘性指数评价其造球性能的方法技术

本发明专利技术属于钢铁冶金领域，具体涉及一种利用膨润土粘性指数评价其造球性能的方法。本发明专利技术是将膨润土和水配制成膨润土溶液，采用粘度仪进行检测，得到膨润土剪切应力‑剪切速率曲线，根据粘性流体剪切应力与剪切速率公式：τ＝τB+μpγ，将膨润土剪切应力‑剪切速率曲线拟合成直线，直线的斜率即为膨润土的粘性指数μp，膨润土粘性指数μp与膨润土造生球的落下强度具有对应关系，膨润土粘性指数越大，生球落下强度越好，说明其造球性能越好。相对于目前膨润土物化性能评价方法，本发明专利技术操作简单、易实现、成本低、结果准确、对应性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢铁冶金领域，具体涉及一种利用膨润土粘性指数评价其造球性能的方法。
技术介绍
膨润土作为粘结剂被广泛用于铁精矿球团的生产。不同的膨润土，其物化性能不同，对铁精矿的造球能力不同。膨润土造球性能好，生产的球团强度高，为后续生产提供优质球团矿；膨润土造球性能差，球团质量满足不了生产要求，影响生产的正常进行。现有技术中通常选用不同的膨润土进行造球，然后通过对球团质量检测来评价膨润土的造球能力，这样存在的问题是周期长，设备要求高、操作复杂、成本高、难实现。因此，通过测定膨润土物化性能，分析膨润土物化性能成为利用膨润土造球性能主要手段。对于目前球团用膨润土，主要采用检测胶质价、膨胀容量、吸水率、吸兰量和蒙脱石含量这些指标来评价膨润土的优劣，但检测这些指标，往往可靠性不高，不能准确反映膨润土真实的造球性能。实际生产中往往还需要再通过造球试验来利用膨润土的造球性能。因此，需要一种新的方法来利用膨润土的造球性能。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种利用膨润土粘性指数评价其造球性能的方法，目的是通过利用膨润土粘性指数，进一步测定膨润土造球性能，具有操作简单、易实现、成本低、结果准确、对应性强的优点。实现本专利技术目的的技术方案按照以下步骤进行：(1)将膨润土和水配制成膨润土溶液，采用粘度仪，在不同的剪切速率下测定得到相对应的剪切应力检测数据，根据检测数据得到膨润土剪切应力-剪切速率曲线；(2)根据粘性流体剪切应力与剪切速率公式：τ＝τB+μpγ，其中：τ为剪切应力，单位为Pa；τB为临界值，单位为Pa；μp为粘性指数，单位为Pa·s；γ为剪切速率，单位为s-1，将步骤(1)中得到的膨润土剪切应力-剪切速率曲线拟合成直线，直线的斜率即为膨润土的粘性指数μp；(3)步骤(2)中得到的膨润土粘性指数μp与膨润土造生球的落下强度具有对应关系，要求μp≥5.0mPa.s，μp越大，生球落下强度越大，说明其造球性能越好。其中，所述的膨润土溶液浓度为2×10-3～4.5×10-3g/mL。与现有技术相比，本专利技术的特点和有益效果是：膨润土作为铁精矿球团的粘结剂，在球团生产中膨润土吸水形成高浓度的膨润土溶液，膨润土溶液在造球过程中经物料滚压作用发生形变和流动而填充于铁精矿颗粒间，将铁精矿颗粒牢固地粘结成球而具有一定的机械强度。膨润土溶液在外力作用下发生形变和流动时所表现出来的流体性质很大程度决定了膨润土对铁精矿的粘结能力，最终影响球团的质量。球团生产中形成的高浓度膨润土溶液属于宾厄姆流体，具有宾汉流体的流体性质。在低剪切应力下，它表现为刚性体；但当剪切应力增大到一定数值后，它会像粘性流体一样流动，流动之后剪切应力与剪切速率成直线关系，符合以下公式：τ＝τB+μpγ其中粘性指数μp能够用来表征膨润土的流体性质。因此，通过测定不同膨润土的粘性指数，并将其与膨润土造生球强度相对应，进而查明粘性指数与生球强度的对应关系。铁矿球团的生球质量往往由生球落下强度决定，通过测定膨润土的粘性指数就能评估该膨润土的造球性能，同时能快速横向鉴别不同膨润土造球获得的生球质量的优劣。从评估膨润土造球性能和球团厂选用膨润土方面来说，本专利技术具有重要的应用价值和一定的现实意义。相对于目前膨润土物化性能评价方法，本专利技术操作简单、易实现、成本低、结果准确、对应性强。附图说明图1是本专利技术实施例10中膨润土剪切应力-剪切速率曲线；图2是本专利技术实施例1～10的粘性指数与生团落下强度关系图。具体实施方式以下结合实施例旨在进一步说明本专利技术，而非限制本专利技术。实施例1本实施例中利用膨润土粘性指数评价其造球性能的方法按照以下步骤进行：(1)将A膨润土和水配制成浓度为3×10-3g/mL的膨润土溶液，静置10min后，采用NDJ-1型旋转粘度计，在不同的剪切速率下测定得到相对应的剪切应力检测数据，根据检测数据得到膨润土剪切应力-剪切速率曲线；(2)根据粘性流体剪切应力与剪切速率公式：τ＝τB+μpγ，其中：τ为剪切应力，单位为Pa；τB为临界值，单位为Pa；μp为粘性指数，单位为Pa·s；γ为剪切速率，单位为s-1，将步骤(1)中得到的膨润土剪切应力-剪切速率曲线拟合成直线，直线的斜率即为膨润土的粘性指数μP为0.08mP·s；(3)步骤(2)中得到的膨润土粘性指数μp与膨润土造生球的抗压强度、落下强度具有对应关系，膨润土粘性指数越大，生球落下强度越好，说明其造球性能越好。为了验证本专利技术的技术方案，选用同一种铁精矿与A膨润土进行造球，造球时间12min，造球水分9.5％，膨润土用量占生球重量2.5％，获得的生球团落下强度为3.7次/0.5m。实施例2本实施例中利用膨润土粘性指数评价其造球性能的方法按照以下步骤进行：(1)将B膨润土和水配制成浓度为3×10-3g/mL的膨润土溶液，静置10min后，采用NDJ-1型旋转粘度计，在不同的剪切速率下测定得到相对应的剪切应力检测数据，根据检测数据得到膨润土剪切应力-剪切速率曲线；(2)根据粘性流体剪切应力与剪切速率公式：τ＝τB+μpγ，其中：τ为剪切应力，单位为Pa；τB为临界值，单位为Pa；μp为粘性指数，单位为Pa·s；γ为剪切速率，单位为s-1，将步骤(1)中得到的膨润土剪切应力-剪切速率曲线拟合成直线，直线的斜率即为膨润土的粘性指数μP为3.19mP·s；(3)步骤(2)中得到的膨润土粘性指数μp与膨润土造生球的抗压强度、落下强度具有对应关系，膨润土粘性指数越大，生球落下强度越好，说明其造球性能越好。为了验证本专利技术的技术方案，选用同一种铁精矿与B膨润土进行造球，造球时间12min，造球水分9.5％，膨润土用量占生球重量2.5％，生球团落下强度为3.9次/0.5m。实施例3本实施例中利用膨润土粘性指数评价其造球性能的方法按照以下步骤进行：(1)将C膨润土和水配制成浓度为3×10-3g/mL的膨润土溶液，静置10min后，采用NDJ-1型旋转粘度计，在不同的剪切速率下测定得到相对应的剪切应力检测数据，根据检测数据得到膨润土剪切应力-剪切速率曲线；(2)根据粘性流体剪切应力与剪切速率公式：τ＝τB+μpγ，其中：τ为剪切应力，单位为Pa；τB为临界值，单位为Pa；μp为粘性指数，单位为Pa·s；γ为剪切速率，单位为s-1，将步骤(1)中得到的膨润土剪切应力-剪切速率曲线拟合成直线，直线的斜率即为膨润土的粘性指数μP为3.39mP·s；(3)步骤(2)中得到的膨润土粘性指数μp与膨润土造生球的抗压强度、落下强度具有对应关系，膨润土粘性指数越大，生球落下强度越好，说明其造球性能越好。为了验证本专利技术的技术方案，选用同一种铁精矿与C膨润土进行造球，造球时间12min，造球水分9.5％，膨润土用量占生球重量2.5％，生球团落下强度为4.2次/0.5m。实施例4本实施例中利用膨润土粘性指数评价其造球性能的方法按照以下步骤进行：(1)将D膨润土和水配制成浓度为3×10-3g/mL的膨润土溶液，静置10min后，采用NDJ-1型旋转粘度计，在不同的剪切速率下测定得到相对应的剪切应力检测数据，根据检测数据得到膨润土剪切应力-剪切速率曲线；(2)根据粘性流体剪切应力与剪切速率公式：τ＝τB+μpγ，其中：τ为剪切应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用膨润土粘性指数评价其造球性能的方法，其特征在于按照以下步骤进行：(1)将膨润土和水配制成膨润土溶液，采用粘度仪，在不同的剪切速率下测定得到相对应的剪切应力检测数据，根据检测数据得到膨润土剪切应力‑剪切速率曲线；(2)根据粘性流体剪切应力与剪切速率公式：τ＝τB+μpγ，其中：τ为剪切应力，单位为Pa；τB为临界值，单位为Pa；μp为粘性指数，单位为Pa·s；γ为剪切速率，单位为s‑1，将步骤(1)中得到的膨润土剪切应力‑剪切速率曲线拟合成直线，直线的斜率即为膨润土的粘性指数μp；(3)步骤(2)中得到的膨润土粘性指数μp与膨润土造生球的落下强度具有对应关系，要求μp≥5.0mPa.s，μp越大，生球落下强度越大，说明其造球性能越好。

【技术特征摘要】
1.一种利用膨润土粘性指数评价其造球性能的方法，其特征在于按照以下步骤进行：(1)将膨润土和水配制成膨润土溶液，采用粘度仪，在不同的剪切速率下测定得到相对应的剪切应力检测数据，根据检测数据得到膨润土剪切应力-剪切速率曲线；(2)根据粘性流体剪切应力与剪切速率公式：τ＝τB+μpγ，其中：τ为剪切应力，单位为Pa；τB为临界值，单位为Pa；μp为粘性指数，单位为Pa·s；γ为剪切速率，单位为s-...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯恩俭，王斌，李骞，杨永斌，马文，全利，
申请(专利权)人：鞍钢集团矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21