一种磷生铁增碳脱硫方法技术

一种磷生铁增碳脱硫方法，涉及铝电解生产领域，该环保型磷生铁添加剂是由按重量百分数计的95.5％～98.5％炭素材料、1.0％～3.5％粘结剂及0.5％～1.0％碳酸盐压制成球团制得，炭素材料为经真空冶金处理废阴极炭块得到的固体炭，该制备方法简单，制得的添加剂成本低，对磷生铁的增碳脱硫效果好；该磷生铁增碳脱硫方法是在中频炉中分层加入添加剂和磷生铁原料，再进行熔炼，该方法的碳吸收率高、脱硫效果好，同时可有效减少磷生铁增碳脱硫过程中物料飞扬损失，改善车间环境，且磷生铁水流动性良好，得到的磷生铁满足预焙阳极浇注用磷生铁的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种环保型磷生铁添加剂、其制备方法及磷生铁增碳脱硫方法
本专利技术涉及一种铝电解生产领域，且特别涉及一种环保型磷生铁添加剂、其制备方法及磷生铁增碳脱硫方法。
技术介绍
在铝电解生产中，预焙阳极被称为电解槽的“心脏”，预焙阳极是由阳极碳块、铝导杆组成，具体是在铝导杆的钢爪与阳极碳块的碳碗间隙浇注磷生铁水，冷却后阳极碳块和铝导杆结合为一体，磷生铁起到连接和导电的作用。降低预焙阳极Fe-C压降是降低电解铝生产成本的方式之一，而实践表明，调整磷生铁的元素配比是降低Fe-C压降的最佳方式。在磷生铁中，C能改变磷生铁的基本组织，进而改变磷生铁的强度、硬度和流动性，C含量越高，磷生铁水流动性越好，常温冷却的收缩量越小，越有利于降低Fe-C压降。Si是促进石墨化元素，可改变铁液的流动性，减少磷生铁的收缩。P起到增加铁液流动性的作用，可增加磷生铁的冷脆性，有利于减小磷生铁环压脱机的负荷，但若P添加量过多，它将和钢爪反应。Mn是反石墨化元素，增加磷生铁的强度、硬度，使组织致密，降低铁液的流动性，具有脱硫的作用。S是阻碍石墨化的元素，可降低熔融铁水的流动性，增加磷生铁热裂。虽然磷生铁中的C、P、S、Si、Mn均具有一定的作用，但在实际生产过程中，回炉磷生铁的C被烧损，P、S富集，导致磷生铁Fe-C压降增高，磷生铁的流动性和导电性减弱，使用性能降低。因此，需要通过对回炉磷生铁中的各元素(C、Si、Mn)含量进行调整，主要是对C含量进行调整，即对重新熔炼的磷生铁进行增碳脱硫处理，以达到增强磷生铁流动性和导电性的目的。公开号CN102560225B的中国专利公开了一种磷生铁增碳的方法，该增碳剂选用石墨，真密度为2.0～2.2g/cm3，增碳剂的加入量为磷生铁总重量的0.46～1.9％，单纯使用优质石墨进行增碳，成本较高，该增碳剂的加入方法是在熔融状态的磷生铁中至少2次加入增碳剂，每次加入增碳剂的重量为磷生铁水重量的0.1～1.0％，加入增碳剂前，对熔融状态的磷生铁进行捞渣。但石墨在添加的过程中极易漂浮在高温铁水表面，导致氧化，且易飞扬，致使增碳剂石墨发生较大的物理和化学损失，最后导致碳吸收率低，增碳效果差。公开号CN105154621A的中国专利公开了一种炼钢用增碳剂的制备方法，该方法旨在最大限度地利用焦化厂干熄焦生产过程中所产生的细小焦粒，通过筛分、干燥、再筛分等工艺制备用于炼钢生产的增碳剂，但因为干熄焦是采用惰性气体将红焦(1000℃)降温冷却的到室温过程中收尘产生的焦粉，因此焦粉质量较差，石墨化程度不高，该焦粉作为增碳剂的增碳效果较差，还不及煅后焦的增碳效果，更无法与石墨相比。公开号CN101570803B的中国专利公开了一种预焙阳极浇注用磷生铁脱硫剂，该技术中公开了脱硫剂的组成为：2～4％的石墨，35～45％的CaO，3～5％的CaF2，1～3％的Na2CO3，40～50％的Na2SiO3，1～3％的FeO，脱硫剂的添加量为2.5％，该脱硫剂在1.6吨感应炉上使用，生产的磷生铁成分和性能达到使用要求，但该技术为了实现磷生铁的循环利用，不仅采用了脱硫剂，还添加了石墨作为增炭剂，原料复杂、处理成本昂贵。因此，需要一种能同时对磷生铁增碳、脱硫，且效果好、成本低的增碳脱硫剂及增碳脱硫方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种环保型磷生铁添加剂，成本低，能同时对磷生铁增碳、脱硫，且碳吸收率高、脱硫效果好。本专利技术的另一目的在于提供一种环保型磷生铁添加剂的制备方法，该方法简单，制得的添加剂成本低，对磷生铁的增碳脱硫效果好。本专利技术的另一目的在于提供一种磷生铁增碳脱硫方法，使用上述增碳脱硫剂对磷生铁进行增碳、脱硫，且碳吸收率高、增碳脱硫效果好，脱硫效果好，同时可有效减少磷生铁增碳脱硫过程中物料飞扬损失，改善车间环境。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出一种环保型磷生铁添加剂，其由以下原料制成，按重量百分数计，原料包括95.5％～98.5％的炭素材料、1.0％～3.5％的粘结剂及0.5％～1.0％的碳酸盐，其中，炭素材料为经真空冶金处理废阴极炭块得到的固体炭，粘结剂由按质量比为1:1.5～2的无机粘结剂和有机粘结剂组成。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，废阴极炭块的粒径为10～50mm；固体炭主要由C、CaF2、NaF组成，其中C含量不小于98％。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，无机粘结剂包括碱金属硅酸盐、氟硅酸盐、硅铝酸盐、磷酸盐、金属醇盐、氟硅酸镁、氯化铵、磷酸铵、氧化锌、氢氧化铝、硼酸铝中的至少一种。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，有机粘结剂包括淀粉、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、钠基膨润土、腐植酸钠、聚四氟乙烯、丁苯橡胶中的至少一种。一种环保型磷生铁添加剂的制备方法，其包括以下过程：按重量百分数计，准备原料，原料包括95.5％～98.5％的炭素材料、1.0％～3.5％的粘结剂及0.5％～1.0％的碳酸盐，其中，炭素材料为经真空冶金处理废阴极炭块得到的固体炭，粘结剂由按质量比为1:1.5～2的无机粘结剂和有机粘结剂组成；将有机粘结剂与80～100℃的水按7～10:1的质量比例混合，在搅拌下加入无机粘结剂，并加入碳酸盐，搅拌0.5～1.0h，自然冷却至室温，得到粘结材料；将炭素材料与粘结材料混合搅拌5～10min，得到添加剂糊；将添加剂糊在制球机上压制成球团，制球压力指标控制为12～18MPa，得到球团，球团的直径为5～15mm；将球团置于110～180℃的烘箱内干燥0.5～3.0h。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，固体炭按照以下方法制得：将废阴极炭块置于真空冶金炉内，抽真空并加热蒸馏，真空度为10～50Pa，加热蒸馏温度为850～1200℃，加热蒸馏时间为1～3h，蒸馏完毕后在真空冶金炉炉体中收集得到固体炭。一种磷生铁增碳脱硫方法，其包括以下过程：将上述的环保型磷生铁添加剂和磷生铁原料以分层加入的方式置于中频炉中，并进行熔炼。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，添加剂总重量占磷生铁原料总重量的0.8～2.0％。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，磷生铁原料包括回炉磷生铁和元素原料，添加剂和磷生铁原料的加入方法为：先在中频炉底铺设一层添加剂，然后依次铺设多层元素原料和添加剂，最后铺设一层回炉磷生铁。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，熔炼温度为1400～1500℃，熔炼过程中不断搅拌；对熔融状态的磷生铁水进行2～3次打渣处理，温度降至1350～1400℃出炉浇注。本专利技术实施例的环保型磷生铁添加剂、其制备方法及磷生铁增碳脱硫方法的有益效果是：本专利技术实施例的环保型磷生铁添加剂是由按重量百分数计的95.5％～98.5％的炭素材料、1.0％～3.5％的粘结剂及0.5％～1.0％的碳酸盐压制成球团制得，炭素材料为经真空冶金处理废阴极炭块得到的固体炭，该制备方法简单，制得的成本低，对磷生铁的增碳脱硫效果好；本专利技术实施例的磷生铁增碳脱硫方法是采用分层加入的方式在中频炉中加入增碳脱硫剂和磷生铁原料，再进行熔炼达到增碳脱硫的目的，该方法的碳吸收率高、增碳脱硫效果好，脱硫效果好，同时可有效减少磷生铁增碳脱硫过程中物料飞扬损失，改善车间环境，且磷生铁水流动性良好，得到的磷生铁满足预焙阳极浇注用磷生铁的需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保型磷生铁添加剂，其特征在于，其由以下原料制成，按重量百分数计，所述原料包括95.5％～98.5％的炭素材料、1.0％～3.5％的粘结剂及0.5％～1.0％的碳酸盐，其中，所述炭素材料为经真空冶金处理废阴极炭块得到的固体炭，所述粘结剂由按质量比为1:1.5～2的无机粘结剂和有机粘结剂组成。

【技术特征摘要】
1.一种环保型磷生铁添加剂，其特征在于，其由以下原料制成，按重量百分数计，所述原料包括95.5％～98.5％的炭素材料、1.0％～3.5％的粘结剂及0.5％～1.0％的碳酸盐，其中，所述炭素材料为经真空冶金处理废阴极炭块得到的固体炭，所述粘结剂由按质量比为1:1.5～2的无机粘结剂和有机粘结剂组成。2.根据权利要求1所述的环保型磷生铁添加剂，其特征在于，所述废阴极炭块的粒径为10～50mm；所述固体炭主要由C、CaF2、NaF组成，其中C含量不小于98％。3.根据权利要求1所述的环保型磷生铁添加剂，其特征在于，所述无机粘结剂包括碱金属硅酸盐、氟硅酸盐、硅铝酸盐、磷酸盐、金属醇盐、氟硅酸镁、氯化铵、磷酸铵、氧化锌、氢氧化铝、硼酸铝中的至少一种。4.根据权利要求1所述的环保型磷生铁添加剂，其特征在于，所述有机粘结剂包括淀粉、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、钠基膨润土、腐植酸钠、聚四氟乙烯、丁苯橡胶中的至少一种。5.一种环保型磷生铁添加剂的制备方法，其特征在于，其包括以下过程：按重量百分数计，准备原料，所述原料包括95.5％～98.5％的炭素材料、1.0％～3.5％的粘结剂及0.5％～1.0％的碳酸盐，其中，所述炭素材料为经真空冶金处理废阴极炭块得到的固体炭，所述粘结剂由按质量比为1:1.5～2的无机粘结剂和有机粘结剂组成；将所述有机粘结剂与80～100℃的水按7～10:1的质量比例混合，在搅拌下加入所述无机粘结剂，并加入所述碳酸盐，搅拌0.5～...

【专利技术属性】
技术研发人员：程仁策，汤昌廷，马正清，周平，姜海涛，高盼盼，程鸿鹏，刘瑞然，王勇，王力，史春丽，张启东，肖富来，辛涛，房洪杰，祝贞凤，杨丽娟，李威，
申请(专利权)人：山东南山铝业股份有限公司，烟台南山学院，
类型：发明
国别省市：山东,37