Rheological properties of coal-based colloidal composite binder for iron ore pelletization
- 23.04.2025
- Original Paper
- Verfasst von
- Jin Zhang
- Yong-kang Zhang
- Xin Zhang
- Guang-hui Li
- Rui Song
- Cheng-zhi Wei
- Ming-jun Rao
- Jun Luo
- Tao Jiang
- Erschienen in
- Journal of Iron and Steel Research International | Ausgabe 10/2025
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Abstract
Der Artikel befasst sich mit der Entwicklung und Anwendung eines neuartigen kolloidalen Verbundbinders auf Kohlebasis, 3Co-Binder, der entwickelt wurde, um die Granulierung von Eisenerz zu verbessern. Dieses innovative Bindemittel adressiert die Beschränkungen traditioneller Bindemittel wie Bentonit und organischer Bindemittel und bietet eine kostengünstige und leistungsstarke Alternative. Die Studie konzentriert sich auf die rheologischen Eigenschaften von 3Co-Binder und beleuchtet sein pseudo-plastisches Verhalten sowie die entscheidenden Faktoren, die seine Stabilität und Flüssigkeit beeinflussen. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählen die optimale Extraktionsrate von Huminsäure, der Einfluss von Temperatur und Scherrate auf die Viskosität und die mikrostrukturellen Eigenschaften, die zu seiner überlegenen Leistung beitragen. Der Artikel diskutiert auch die industriellen Auswirkungen von 3Co-Binder, einschließlich seines Potenzials, Verunreinigungen zu reduzieren, die Festigkeit von Pellets zu verbessern und die Effizienz des Eisenherstellungsprozesses zu steigern. Darüber hinaus bietet es Richtlinien zur Aufrechterhaltung der Bindemittelqualität während der Lagerung und des Transports, wodurch seine effektive Anwendung im großindustriellen Umfeld gewährleistet wird. Die Forschung eröffnet neue Wege für die hochwertige Nutzung von Kohle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und eröffnet eine neue Perspektive für eine nachhaltige und effiziente Eisenerzpelletierung.
KI-Generiert
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Abstract
The rheological properties of an innovative coal-based colloidal composite binder (3Co-Binder) prepared via alkaline–oxygen excitation and mechanochemical synthesis are revealed. Derived from low-rank coal, 3Co–Binder is applied in iron ore pelletization as a replacement for traditional bentonite, with the aim of improving the iron grades of the pellets. Cryoscanning electron microscopy revealed that 3Co-Binder exhibits a densely populated, porous network structure. It was determined to be a pseudo-plastic fluid with yield stress and shear-thinning characteristics. The stability of 3Co-Binder was influenced by the humic acid extraction rate, temperature, and static placing time. An extraction rate of humic acids above 96% was found to prevent sedimentation of 3Co-Binder, while lower temperatures and prolonged static placing time increased its apparent viscosity. A storage duration of less than 2 weeks and a temperature range of 25–35 °C were found to be optimal for maintaining the stability of 3Co-Binder. The viscous flow activation energy of 3Co-Binder remained stable at approximately 60 kJ mol–1 as the shear rate increased from 0.5 to 5 s–1. However, at higher shear rates, up to 100 s–1, the viscous flow activation energy decreased to 46.48 kJ mol–1. To ensure stability and dispersibility during storage, the rheological parameters of 3Co-Binder must meet the following criteria: yield stress below 10 Pa, consistency coefficient below 1.5 Pa s, non-Newtonian index below 1, and apparent viscosity below 10,000 mPa s at a shear rate of 1 s–1.
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- Titel
- Rheological properties of coal-based colloidal composite binder for iron ore pelletization
- Verfasst von
-
Jin Zhang
Yong-kang Zhang
Xin Zhang
Guang-hui Li
Rui Song
Cheng-zhi Wei
Ming-jun Rao
Jun Luo
Tao Jiang
- Publikationsdatum
- 23.04.2025
- Verlag
- Springer Nature Singapore
- Erschienen in
-
Journal of Iron and Steel Research International / Ausgabe 10/2025
Print ISSN: 1006-706X
Elektronische ISSN: 2210-3988 - DOI
- https://doi.org/10.1007/s42243-025-01478-5
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