[发明专利]团块

说明书

本发明涉及通常在团块中使用纤维，以及涉及例如由煤、金属或金属矿石生产团块。通常，团块由颗粒材料和纤维形成。

本发明涉及通常在团块中使用纤维，以及涉及例如由煤、金属或金属矿石生产团块。通常，团块由颗粒材料和纤维形成。

世界范围内存在大量的粉末状矿物。这些通常作为来自诸如采矿、制造和发电的工业的废料出现；并且如果再加工，则代表着能量或金属制造的巨大潜在资源。然而，难以将这样的粉末加工成不仅可以运输到使用地点而且可以在其目的地的大型加工厂内运输的稳定形式。在颗粒通过湿法生产的情况下，或者在其在湿条件下储存的情况下，该问题被加剧，使得其具有高水分含量。

已知添加纤维以增强工业体系，例如，多年来已知向混凝土中添加聚丙烯纤维以增强混凝土基质，同时减少收缩和开裂。

提供造粒/压块方法是有利的，其中团块具有改善的稳定性，特别是在颗粒基质湿的情况下。这可以提供例如，由高水分含量的浓缩细粉使用挤出技术加工这些生产金属矿石团块，以及提供使用液体粘结剂的金属细粉的成团，其中细粉的密度限制了可以添加的液体的量。

本发明旨在克服或改善这些问题的至少一些方面。

因此，在本发明的第一方面，提供了团块，所述团块包含颗粒材料；和纤维，通常为团块的0.1重量％至0.5重量％范围内的纤维。已经发现，向颗粒材料中添加纤维改变了团块的流变学并使水分含量稳定。这允许颗粒被加工成可接受强度(生球强度和固化后强度)的团块，使得其即使在颗粒材料未经干燥的情况下也可以被运输和储存而不会过度降解。省略干燥步骤的能力节省了大量的时间、能量成本，并除去了在干燥过程期间化学地改变颗粒的风险。此外，已经发现纤维的存在给丸粒增加了空隙空间，从而增加了颗粒材料与空气接触的表面积。这在丸粒包含将经历化学反应的材料的情况下可以是有益的，因为空隙提供了改善的试剂向材料中的进入。这个的一个实例可以为，铁矿石在鼓风炉中被还原的情况。另一个实例可以为用润湿剂涂覆粘结剂表面，这在团块中存在大的孔体积的情况下可以更有效地发生。在颗粒材料为金属矿石的情况下，另一个优点在于纤维改变了材料的流变学，从而改善了颗粒对剪切的抗性并有助于通过辊压块技术压块。

如本文所使用的，术语“纤维”旨在是指任何组成的线(thread)或丝(filament)。其通常为以下情况：纤维具有15μm至5mm的范围或15μm至3mm的范围内(通常为50μm至2mm、或0.1mm至1mm)的长度，以及10μm至100μm的范围内(通常为15μm至50μm)的直径。任选地，纤维长度在约0.2mm至约5mm的范围内，通常在约0.3mm至4mm的范围内。纤维直径:长度的比例使得纤维比其宽度更长。已经发现，通常，纤维越长，纤维的稳定作用越大，因为纤维对颗粒材料的粘附性随着长度通过复杂化改变流变学而增加。

在实践中，纤维通常提供有“D90”值，这意指90％的纤维具有该范围内的长度。用于本发明的纤维的D90值通常为至少0.2mm，优选0.2mm至5mm。

纤维可以是天然的或人造的、未用过的或回收的，并且可以选自合成聚合物、天然聚合物及其组合。合成聚合物可以选自聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚丙烯腈、聚酰胺或其混合物。例如，如果合成聚合物源自回收的纺织品，则可以形成混合物。天然聚合物可以包括植物(包括木材)纤维和动物纤维，通常天然聚合物将是吸水的，但这不是必需的。例如，可以使用羊毛，也可以使用纤维素纤维，例如棉花、黄麻、亚麻、大麻和剑麻。此外，可以使用直接来自木浆或来自纸行业的木材纤维。如本文所使用的，术语“纸”旨在为用于纸和卡片二者的涵盖性术语。纤维素纤维可以为与合成聚合物或其他天然聚合物的复合材料。通常，纤维将是纤维素纤维，出于环境原因通常为回收的。如本文所使用的，与复合材料相反，提及“纤维”将指包含80重量％至100重量％范围内(通常90重量％至100重量％)的主要纤维组分(例如纤维素)的纤维。