一种包含微量添加物的焦炭钝化剂及其制备与使用方法技术

一种包含微量添加物的焦炭钝化剂及其制备与使用方法，属于炼铁技术领域。原料包括硼酸、无机添加物、活性添加物、分散剂、微量添加物和水；所述的无机添加物为ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、ＣａＣｌ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ及ＣａＯ中的１－３种，活性添加物为Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、ＣａＣｌ２、ＭｇＳＯ４及ＭｇＯ中的０－２种，分散剂为羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、柠檬酸、淀粉及丙二醇中的一种或几种，微量添加物为稀土氧化物、稀土盐类或Ｃｒ２Ｏ３、ＣｕＳＯ４及Ｎｉ（ＮＯ３）２中的一种或几种。优点在于，工艺简单，操作方便，利于工业实施，可显著降低焦炭反应性及反应后强度，大幅提高焦炭热性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于炼铁
，特别涉及一种包含微量添加物的焦炭钝化剂及其制备 与使用方法。
技术介绍
焦炭是重要的冶金原料，焦炭在高炉中所起到的燃料、还原剂和渗碳剂的作用因 为有煤粉的部分替代而减弱，而疏松骨架的作用却增强，故对焦炭的热性质提出了更高的 要求。降低焦炭的反应性，提高焦炭的反应后强度，已成为当前强化高炉冶炼、降低焦比和 炼铁成本的关键。近些年，关于焦炭钝化剂的研究日趋广泛和深入。一些钢铁企业已经将焦 炭的钝化工艺应用于生产实践中，并取得了良好效果。崔平，杨敏等用浸泡的方法将11系03、 Na2CO3^ CaCl2, FeCl3等负载于焦炭中。结果表明通过浸泡可以将不同浓度的矿物质负载 于焦炭中，且B的最终存在形式是B2O3 ；碱和铁的存在可以加速焦炭的溶损反应，硼的存在 可以抑制焦炭的溶损反应，并具有明显的抵抗或屏蔽碱、铁的侵蚀能力。王尤清、于淑娟等 进行了采用喷洒钝化剂方式改善焦炭热性能的实验研究，结果表明，钝化剂溶液浓度是主 要影响因素。济钢钝化焦炭在高炉中的应用实践表明采用钝化剂水熄焦，能显著降低焦炭 的气化反应性，提高反应后强度。包钢也进行了相关焦炭钝化试验研究，试验结果表明用 硼酸水模拟工业熄焦，焦炭的热反应性及反应后强度同样有明显的改善。酒钢将硅酸和硼 酸，配成不同浓度的溶液。结果表明硼酸比硅酸钝化效果好很多，工业应用可选择硼酸浓 度-3%进行喷洒。柳钢生产试验表明(1)以硼酸为主的钝化剂可以有效地降低焦炭 热反应性和提高热反应后强度。加配用些微量元素其钝化效果更佳。( 不同的钝化熄焦 方式其钝化的效果有很大的差别，钝化熄焦越均勻，越彻底，其钝化的效果越好。公开号为CN 1730628A的中国专利技术专利，介绍了“一种焦炭钝化剂及其使用方 法”。钝化剂的组成成分重量百分数为硼酸70-90%，硼砂0-10%和细度在500目以下，纯 度在98%以上二氧化硅5-30% ；钝化液静置一段时间，容易产生沉淀，会导致钝化剂质量波 动。公开号为CN 101186853的中国专利技术专利，介绍了“焦炭钝化剂及其制备方法”。所述 焦炭钝化剂组成为硼酸15-30份、硼砂15-30份、高镁粉30-50份、硅铝粉5_15份、硅钙粉 5-20份，采用0. 3kg/t的浓度即可降低焦炭反应性5%，提高反应后强度7%左右；此项技 术原料价格较高，不利于工业大规模应用，且钝化效果不太显著。公开号为CN 101082008A 的中国专利技术专利，介绍了“一种含镧系稀土元素的焦炭钝化剂及其使用方法”。采用硼砂、硅 灰石、镧系稀土共磨料与60-90wt %的硼酸混合，再加水搅拌，最后与羧甲基纤维素共混搅 拌制得；此工艺过程过于复杂，增加了生产成本，不利于工业推广应用。还有一些关于焦炭 钝化剂的专利技术，在制备工艺、原料成本以及实施方式等方面都存有不同的局限性。上述研究现状表明，关于焦炭钝化剂的技术研究，已经取得相当进展，且已有在生 产实践中的尝试，但生产中的成熟工艺路线、具体参数，尚在不断探索之中。本专利技术提供了 一种工艺简单，操作方便，利于工业实施的低成本新型焦炭钝化剂，可显著降低焦炭反应 性，提高反应后强度，为节约企业生产成本，提高经济效益做出贡献。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。 本专利技术中涉及的焦炭钝化剂及使用方法成本低廉、操作简单且利于工业实施，从而能大幅 提高焦炭热性能，增加企业经济效益。一种包含微量添加物的焦炭钝化剂，其主要原料包括硼酸、无机添加物、活性添加 物、分散剂、微量添加物和水。无机添加物为SiC、Si3N4、Si02、CaCl2、Al203、Mg0及CaO中的 1-3种，活性添加物为Si3N4、Si02、CaCl2、MgS04及MgO中的0_2种，分散剂为羧甲基纤维素、 羟丙基纤维素、柠檬酸、淀粉及丙二醇中的一种或几种，微量添加物为稀土氧化物、稀土盐 类或Cr2O3、CuSO4及Ni (NO3)2等中的一种或几种。上述的各组分按质量硼酸20-80%，无机添加物15-70%，活性添加物0_15%，微 量添加物0. 1-5%，分散剂0. 1-5%配制，形成固体混合物；固体混合物按质量百分1-7%溶 于水中，形成焦炭钝化剂。本专利技术的制备工艺步骤如下(1)取 SiC、Si3N4、Si02、CaCl2、Al203、MgS04、Mg0 及 CaO 中的 1-3 种为无机添加物； 取Si3N4、SiO2, CaCl2, MgSO4及MgO中的0_2种为活性添加物；无机添加物和活性添加物的 粒度为0. 1-100 μ m;取羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、柠檬酸、淀粉及丙二醇中的一种或几 种做为体系分散剂；取稀土氧化物、稀土盐类或Cr203、CuSO4及Ni (NO3)2等中的一种或几种 为微量添加物。(2)按质量百分数称取硼酸20-80%，无机添加物15-70%，活性添加物0_15%， 微量添加物0. 1_5%，然后混合、球磨1-3个小时； (3)将上述混合粉体溶于60_80°C水中，搅拌20-30分钟；(4)按质量百分数0. 1-5%称取步骤(1)中所述分散剂，配入步骤C3)所得液体 中，搅拌5-15分钟，至完全溶解，形成钝化剂。本专利技术的使用方法为将浓度为l-7wt%的钝化剂溶液，按焦炭质量3-5%的喷洒 量，通过增压装置、喷嘴以立体交叉雾状方式喷洒在焦炭表面。本专利技术的优点在于工艺简单，操作方便，利于工业实施，可显著降低焦炭反应性 及反应后强度，大幅提高焦炭热性能，也提高了企业产品质量和生产效益。具体实施例方式实施例1先将65wt % 硼酸、15wt % SiO2UOwt % Al203、5wt % CaCl2、4wt % SiC、0. 25wt % Cr2O3>0. 25wt%硝酸钆，混合球磨2小时；混合粉体溶于70°C水中，搅拌20分钟；按上述混 合粉体总质量的0. 5%称取羟丙基纤维素，配入上述溶液中，搅拌10分钟，至完全溶解，制 得焦炭钝化剂。喷洒方式为按照焦炭质量的%，称取钝化剂，通过加压泵、喷嘴，立体交叉、 雾状喷洒在焦炭表面。实施例2先将70wt%硼酸、15wt% Al203>10wt% SiO2,4wt% MgO、lwt%氧化铈，混合球磨 24小时；混合粉体溶于60°C水中，搅拌20分钟；按上述混合粉体总质量的0. 8%称取柠檬酸， 配入上述溶液中，搅拌10分钟，至完全溶解，制得焦炭钝化剂。喷洒方式为按照焦炭质量的%，称取钝化剂，通过加压泵、喷嘴，立体交叉、 雾状喷洒在焦炭表面。实施例3先将30wt % 硼酸、60wt % Si02、5wt % Α1203、4· 5wt % Si3N4、0. 25wt % 硝酸铺、 0. 25wt%硝酸镧，混合球磨2小时；混合粉体溶于80°C水中，搅拌20分钟；按上述混合粉体 总质量的4%称取淀粉，配入上述溶液中，搅拌10分钟，至完全溶解，制得焦炭钝化剂。喷洒方式为按照焦炭质量的5wt%，称取钝化剂，通过加压泵、喷嘴，立体交叉、 雾状喷洒在焦炭表面。实施例4先将60wt%硼酸、30wt% SiO2,5wt% MgSO4,4wt% CaO 及 0.5wt% 氧化镧，混合球磨2小时；混合粉体溶于70°C水中，搅拌20分钟；按上述混合粉体总质量的 2%称本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含微量添加物的焦炭钝化剂，其特征在于，原料包括硼酸、无机添加物、活性添加物、分散剂、微量添加物和水；所述的无机添加物为ＳｉＣ、Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］、ＳｉＯ↓［２］、ＣａＣｌ↓［３］、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］、ＭｇＯ及ＣａＯ中的１－３种，活性添加物为Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］、ＳｉＯ↓［２］、ＣａＣｌ↓［２］、ＭｇＳＯ↓［４］及ＭｇＯ中的０－２种，分散剂为羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、柠檬酸、淀粉及丙二醇中的一种或儿种，微量添加物为稀土氧化物、稀土盐类或Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［３］、ＣｕＳＯ↓［４］及Ｎｉ（ＮＯ↓［３］）↓［２］中的一种或几种。上述的各组分按质量硼酸２０－８０％，无机添加物１５－７０％，活性添加物０－１５％，微量添加物０．１－５％，分散剂０．１－５％配制，形成固体混合物；固体混合物按质量百分１－７％溶于水中，形成焦炭钝化剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶树峰，仉小猛，李青春，魏连启，陈运法，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]