一种含稀土Ce的钝化复合镁粉制造技术

本发明专利技术公开一种含稀土Ｃｅ钝化复合镁粉及其制备方法，具有阻燃效果明显、钝化层均匀致密牢固、金属镁损失小、颗粒合金镁结构简单、制备容易和生产成本低等优点。本发明专利技术的钝化复合镁粉是通过合金化方法得到含Ｃａ、Ｂｅ、和稀土Ｃｅ金属的颗粒状复合镁粉，让其在干燥的空气中暴露一段时间自动生成一定厚度的表面氧化膜，然后放入钝化液中进行钝化处理，其中最外层的表面氧化膜与钝化液反应形成钝化层，在颗粒和钝化层之间还有部分未反应的表面氧化膜，称为剩余表面氧化膜。钝化复合镁粉中化学成分（重量％）为：Ｃａ１～３％，Ｂｅ０．２～０．４％，Ｃｅ０．８～１．２％，余量为Ｍｇ。所用的钝化液为氯化镁和氟化钠的水溶液制备而成。本发明专利技术生产的产品适合用于钢水、铁水脱硫。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于钢铁冶炼脱硫的镁基脱硫剂，具体涉及一种含稀土Ce的钝化复合镁粉及其制备方法。
技术介绍
目前随着市场对钢的品质要求的提高，对钢中硫含量的要求愈来愈苛刻，一般要求钢中的硫控制在0.015％(WT)以下，甚至于“双零”的超低硫标准。铁水、钢水脱硫已成为提高钢质、扩大品种和改善炼钢操作的主要手段，而且全连铸生产节奏需要一种高效短时的脱硫技术，同时降低炼钢成本已成为钢厂效益和发展所追求的目标，因此要采用经济适用的脱硫工艺。脱硫技术的发展经历了3个阶段CaO脱硫、CaC2+CaO混合脱硫、钝化镁脱硫。目前钝化镁脱硫成为主流的脱硫技术，并在国内外大型钢铁企业进行了一定规模的生产实践。美国专利U.S.Patent 3881913公开的是一种采用雾化法生产的表面覆盖盐层的钝化镁粉。其具体方法是将液态金属镁引入到氯化物和氟化物的溶盐中，高速搅拌均匀后，倒入高速旋转的底部有许多小孔的杯性容器中；采用强风将从小孔中流出的金属镁液与溶盐混合物击碎，即可得到表面覆盖盐层的钝化镁粉。美国专利U.S.Patent 4279641所公布的方法是将液态金属镁与氯化物和氟化物的溶盐高速搅拌均匀后倒入带有冷却装置的冷却辊上进行冷却，再用粉碎设备将其破碎分裂，得到表面包有盐层的钝化镁粉。这些方法使用的生产设备、工艺条件复杂，生产成本高，且金属镁粉外的盐层易吸潮，仍不可避免金属镁与水的作用。中国专利公开号2378399公开了由颗粒镁、抗氧化阻燃材料层、表皮料组成复合层钝化颗粒镁的结构，表皮料为氧化硼或氧化钙，形成一定形状的复合层钝化颗粒镁。中国专利公开号1354057所公开的钝化镁粉其特征是在金属镁粉的表面涂敷一层疏水层，该疏水层是在室温下呈固态、且具有疏水性的有机物，然后再在疏水层表面上粘附一层阻燃层。中国专利公开号1485461公开的钝化颗粒镁是通过在颗粒状金属镁的表面裹覆细度为200目-500目的氧化镁或氟化镁粉剂以形成抗氧化层，再由抗氧化层与钝化液反应生成钝化层后形成的。这几种方法都必须在颗粒镁表面覆盖层，增加了生产成本，使工艺流程增加，在工业脱硫时对钢水、铁水易产生副作用，而且覆盖层在运输中易脱落，影响了脱硫剂的使用效果。中国专利公开号1459510所公开的涂层颗粒镁则是将氯盐溶液用喷淋装置喷淋到旋转斧内的颗粒镁上。这种方法受制造设备的限制，无法批量生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种含稀土Ce的钝化镁粉及其制备方法，具有生产成本底，工艺简单，能有效防潮，钝化层均匀致密等优点。主要解决现有钝化镁粉必须在颗粒镁表面覆盖防氧化层导致成本较高，并容易与钢水或铁水产生副作用以及覆盖层牢度不够的技术问题。本专利技术所采用的技术方案是一种含稀土Ce的钝化复合镁粉，包括复合镁粉以及依次包覆其表面的剩余表面氧化膜和钝化层。所述的剩余表面氧化膜是未与钝化液反应的由复合镁粉暴露在干燥的空气中所形成的表面氧化膜的内层部分，钝化层是将具有表面氧化膜的复合镁粉与一定浓度的钝化液反应所形成的。所述的钝化液由氯化镁和氟化钠组成钝化剂与水配制而成。本专利技术一种含稀土Ce的钝化复合镁粉制备方法，包括以下步骤(1)利用合金优化设计，采用雾化方法得到颗粒状含有金属Ca、Be、和稀土Ce合金的复合镁粉；(2)在复合镁粉表面形成抗氧化膜；(3)配制钝化液；(4)将具有表面氧化膜的复合镁粉进行钝化处理；(5)将钝化后的复合镁粉进行烘干处理。以下对本专利技术作进一步的说明，具体如下在步骤(1)中，颗粒状复合镁粉中的合金元素为Ca、Be、和稀土Ce，各元素的含量分别为Ca 1～3％，Be 0.2～0.4％，Ce 0.8～1.2％，余量为Mg。在步骤(1)中，颗粒状复合镁粉的造粒方法采用雾化法。在步骤(2)中，将复合镁粉与干燥的空气接触，由于合金元素的存在，在颗粒表面会形成抗氧化膜；在步骤(3)中，配制钝化液时，采用的钝化剂为氯化镁和氟化钠的混合物，并与水配制而成。钝化液中氯化镁0.6～0.8克/摩尔，氟化钠0.1～0.3克/摩尔；在步骤(4)中，将配制好的钝化液与经过表面氧化处理的复合镁粉按重量比1∶10～30进行充分混合。在步骤(5)中，烘干温度选择为150℃，时间为30min。本专利技术的有益效果是1.由于粉剂自身产生的抗氧化膜的存在，在多雨潮湿季节的物料储存上，由原来30天质量保障期可提高到60天。2.由于粉剂自身产生的抗氧化膜的存在，在进行钝化处理时，达到同样稳定的钝化效果，可节约钝化液用量15-20％。3.由于粉剂自身产生的抗氧化膜的存在，钝化处理周期可缩短近10-20％，从而缩短整个脱硫粉剂制备周期，极大提高生产效率。4.由于粉剂自身产生的抗氧化膜的存在，使粉剂阻燃时间能从目前最高10秒提高到12-16秒，极大程度确保了粉剂运输、储运过程的安全性。5.由于粉剂自身产生的抗氧化膜的存在，使粉剂阻燃点极限温度能从原850-900℃提高到1000℃，极大改善了粉剂输送和保存的外部环境条件限制。6.由于采用的钝化液配置简单、钝化处理方式只是简单的固、液混合，设备投资费用极低、处理成本亦低。具体实施例方式结合本专利技术方法的内容，提供以下实施例，但本专利技术不仅仅局限于这些实施例。本专利技术所述制备含稀土Ce的钝化复合镁粉的方法是(1)利用合金优化设计，在液态镁中添加金属Ca、Be、和稀土Ce，采用雾化方法得到颗粒状复合镁粉。复合镁粉中的各元素含量分别为Ca 1～3％，Be0.2～0.4％，Ce 0.8～1.2％，余量为Mg。(2)对复合镁粉进行表面氧化处理，将复合镁粉与干燥的空气接触，使颗粒表面形成具有一定厚度的表面氧化膜。(3)对具有表面氧化膜的镁粉进行钝化处理。采用的钝化液为氯化镁和氟化钠的混合物与水配制而成。钝化液中氯化镁0.6～0.8克/摩尔，氟化钠0.1～0.3克/摩尔。将配制好的钝化液与经过表面氧化处理的复合镁粉按重量比1∶10～30进行充分混合。(4)将钝化后的镁粉进行烘干处理。烘干温度选择为150℃，时间为30min。实施例1通过上述方法(1)～(4)得到的含稀土Ce的钝化镁粉，粒度1.2mm，1000℃阻燃时间为12秒。含稀土Ce的钝化镁粉各元素含量分别为Ca 1％，Ce1.2％，Be 0.2％，余量为Mg。钝化液中氯化镁0.6克/摩尔，氟化钠0.3克/摩尔。钝化液与经过表面氧化处理的复合镁粉的重量混合比为1∶10。将钝化后的复合镁粉进行烘干处理。烘干温度选择为150℃，时间为30min。实施例2通过上述方法(1)～(4)得到的含稀土Ce的钝化镁粉，粒度1.3mm，1000℃阻燃时间为16秒。含稀土Ce的钝化镁粉各元素含量分别为Ca 2.8％，Ce 1.1％，Be 0.3％，余量为Mg。钝化液中氯化镁0.74克/摩尔，氟化钠0.15克/摩尔。钝化液与经过表面氧化处理的复合镁粉的重量混合比为1∶15。将钝化后的复合镁粉进行烘干处理。烘干温度选择为150℃，时间为30min。实施例3通过上述方法(1)～(4)得到的含稀土Ce的钝化镁粉，粒度1.2mm，1000℃阻燃时间为14秒。含稀土Ce的钝化镁粉各元素含量分别为Ca 1.9％，Ce 0.98％，Be 0.31％，余量为Mg。钝化液中氯化镁0.73克/摩尔，氟化钠0.22克/摩尔。钝化液与经过表面氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含稀土Ｃｅ的钝化复合镁粉，其特征是包括复合镁粉以及依次包覆其表面的剩余表面氧化膜和钝化层，所述的复合镁粉化学成分的重量百分比为：Ｃａ１～３％，，Ｂｅ０．２～０．４％，Ｃｅ０．８～１．２％，余量为Ｍｇ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龙川江，陈锦松，孙兴洪，李存林，蒋晓放，刘国强，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]