COBO法

COBO法和MTU法用石灰和二氧化硅作粘结剂，生球经预干燥后(水分从5%~6%降到3-4%)放入高压釜中用过热蒸汽进行蒸煮的冷固结球团法,又称高压蒸煮法。COBO法(cold bound process)1967年由瑞典斯德哥尔摩皇家工学院研究提出，适用于各种金属氧化物制成球团矿，如铬矿、黄铁矿烧渣以及冶金厂内金属粉尘。

简介COBO法和MTU法用石灰和二氧化硅作粘结剂，生球经预干燥后(水分从5%~6%降到3-4%)放入高压釜中用过热蒸汽进行蒸煮的冷固结球团法，又称高压蒸煮法。COBO法(cold bound process)1967年由瑞典斯德哥尔摩皇家工学院研究提出，适用于各种金属氧化物制成球团矿，如铬矿、黄铁矿烧渣以及冶金厂内金属粉尘。MTU法是美国密执安工业大学(Michigan Technological UniVersity)在美国使用的冷固结球团法，用于处理钢铁厂内各种含铁粉尘，或生产含碳预还原球团矿。若铁精矿中已有相当数量的SiO2，则只需配加石灰，使球团矿碱度保持在1~1.5。水蒸气介质温度介于150~250℃(COBO法为175~190 ℃)，压力约为16×105Pa(COBO法为8×105~12×105Pa)，固结时间约1~2h。固结机理属胶体硬化反应。在蒸压釜内硬化的过程中，黏结剂在热液条件下部分溶解，发生化学反应，反应产物是一种胶状物质，生成钙的水化硅酸盐等凝胶，例如:Ca(OH)2+SiO2+1.5H2O→CaO·SiO2·2.5H2O干燥后变成类似骨架的固体物质，把颗粒粘结在一起。单个球团矿的抗压强度介于750~1300N，低于高炉所要求的约2000N/个的强度。为了提高球团矿的强度可添加NaOH或NaCO3(0.5%~1.0%)，使在蒸汽压力和温度均较低的条件下进行反应生成凝胶1。

冷固结球团法在低温下借助于黏结剂发生物理一化学变化进行固结的铁矿石球团法，又称低温固结球团法。它是以从常温到大约250℃温度下的水化反应或热液反应为基础的，生球不经过高温焙烧，铁矿颗粒未参与化学变化，仍然保持原来的特性。所用黏结剂不能对球团特性产生不良影响。常用的冷固结球团法有格兰耶斯法、COBO法和MTU法、碳酸化固结法。

格兰耶斯法 60年代由瑞典格兰耶斯贝尔格公司研究提出的。以波特兰水泥作黏结剂的冷固结球团法。黏结剂用量为8%~12%。波特兰水泥中2/3是石灰，其余是SiO2、Al2O3和Fe2O3，所用精矿中SiO2含量不超过4%时，可获得自熔性球团矿。固结机理属于结晶硬化和胶体硬化反应。水泥中各组成在水溶液中作用生成凝胶，有些凝胶溶于水，能再结晶，如氢氧化钙和水化铝酸钙凝胶;有些则可溶性小，不易再结晶，如水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶。在硬化初期，整个凝胶是不紧密的，相互黏结力弱。只有经过较长的时间，水化反应逐渐向颗粒内部扩散，凝胶的水分减少，粒子互相接近，球团矿才有一定的强度。在水化反应开始阶段，生球应当避免受到磨损和过大的压力负荷作用。先把球团和适量的造球精矿(相当于球团矿质量的1/3)混合起来，使生球埋于精矿之中，彼此隔开，防止粘在一起结成大块。初期硬化至少3~6d，当球团矿强度达最终强度70%左右时，将球团筛选出来，精矿返回造球工序，最终硬化是在堆栈或者硬化仓内完成。根据水泥的正常凝固过程，球团需要大约28d的贮存时间。为了加快球团硬化速度，可加入速凝剂和早强剂，如铝酸钙、铝氧熟料复合剂(铝氧熟料、碳酸钠和石灰)、氯化钙、碳酸钾、氯化钙、三乙醇胺等。此法需要在场地养生，故又称场地养生固结法1。

碳酸化固结法用消石灰(15%~20%)作黏结剂、用蒸糖渣作催化剂的冷固结球团法。固结机理属结晶硬化反应。含消石灰和催化剂的生球置于低温(40~70℃)和含有较浓的CO2(20%~25%)的气氛中(如石灰窑或热风炉等工业废气中)，使Ca(OH)2经过碳酸化反应生成碳酸钙微晶结构，从而使球团矿得到固结，其碳酸化反应如下:Ca(OH)2+2C6H12O6→Ca(C6H11O6)2+2H2O Ca(C6H11O6)2+CO2+H2O→(葡萄糖)x(CaCO3)y(CaO)z胶体合成物 (葡萄糖)x(CaCO3)y(CaO)z+CO2+H2O→CaCO3+C6H12O6再生的C6H12O6又和Ca(OH)2起反应，并且整个过程多次重复进行1。

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石季英 - 副教授 - 天津大学