水合脫硫劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及水合脫硫劑及其制備方法，屬于煉鋼脫硫【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供采用鎂渣和粉煤灰制備而成的水合脫硫劑。本發(fā)明水合脫硫劑，由以下重量份的組分經(jīng)水合反應(yīng)制成：鎂渣80?95份，粉煤灰1?7份，添加劑0.1?1份。本發(fā)明采用鎂渣和粉煤灰為原料制備得到的水合脫硫劑，為鎂渣和粉煤灰的高價值回收利用提出了一種新的思路，使鎂渣和粉煤灰不再是污染環(huán)境的廢棄物，而成為煉鋼生產(chǎn)中一種有效的生產(chǎn)材料，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【專利說明】水合脫硫劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水合脫硫劑及其制備方法，屬于煉鋼脫硫【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 脫硫劑是煉鋼生產(chǎn)工藝中必不可少的部分，其流動性和脫硫效是衡量其效能的重 要指標(biāo)。傳統(tǒng)使用的脫硫劑類型經(jīng)歷了活性石灰、純堿、電石單一種類脫硫劑和以電石或活 性石灰為主，配Mg、AD (AD為Al2O3簡稱，AD中Al2O3含量較少，一般為15?20% )、CaF2、 CaCO3、石墨等制成的復(fù)合脫硫劑兩個階段。
[0003] 目前，隨著鋼材原材料大幅漲價，鋼材市場形勢日趨激烈，如何通過采取有效的手 段降低鋼材生產(chǎn)成本，是一個亟待解決的問題，而脫硫劑是生產(chǎn)鋼材的重要原材料之一，如 何降低脫硫成本，提高效率，減少脫硫單耗等成了必須解決的問題。鎂渣也叫鎂還原渣，來 自鎂冶煉廠，是生產(chǎn)金屬鎂時排出的工業(yè)廢渣，當(dāng)前只能作為廢棄物堆放。近年來，我國鎂 冶煉行業(yè)快速發(fā)展，隨著原鎂和鎂合金年產(chǎn)量的逐年增高，排放出來的鎂渣也越來越多， 對環(huán)境造成了極大的壓力。粉煤灰來自煤燃燒，一部分可用于建材，大部分仍儲存于灰場。 因此如何變廢為寶，研發(fā)一種低成本高效脫硫劑迫在眉睫。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供采用鎂渣和粉煤灰制備而成的水合脫硫劑。
[0005] 本發(fā)明水合脫硫劑，由以下重量份的組分經(jīng)水合反應(yīng)制成：鎂渣80?95份，粉煤 灰1?7份，添加劑0. 1?1份。
[0006] 進(jìn)一步的，優(yōu)選由以下重量份的組分經(jīng)水合反應(yīng)制成：鎂渣90. 1份，粉煤灰4?6 份，添加劑0.5份。
[0007] 其中，所述添加劑優(yōu)選為乙二酸。
[0008] 作為優(yōu)選方案，所述水合反應(yīng)的條件為：反應(yīng)壓強(qiáng)0. 2?5MPa，反應(yīng)溫度80? l〇〇°C，反應(yīng)時間至少為8h。
[0009] 更優(yōu)選水合反應(yīng)的條件為：反應(yīng)壓強(qiáng)1?4MPa，反應(yīng)溫度85?95°C，反應(yīng)時間為 8h〇
[0010] 進(jìn)一步優(yōu)選水合反應(yīng)的條件為：反應(yīng)壓強(qiáng)3MPa，反應(yīng)溫度90°C，反應(yīng)時間為8h。
[0011] 本發(fā)明解決的第二個技術(shù)問題是提供本發(fā)明水合脫硫劑的制備方法。
[0012] 本發(fā)明水合脫硫劑的制備方法，包括以下步驟：
[0013] a、將鎂渣、粉煤灰、添加劑和水混合，得到混配均勻的反應(yīng)物；
[0014] b、將反應(yīng)物進(jìn)行水合反應(yīng)，過濾，得生成物；
[0015] c、將生成物烘干，得到水合脫硫劑。
[0016] 其中，在b步驟之后將生成物浸泡、洗滌至濾液接近中性，過濾后進(jìn)行c步驟。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0018] 1)采用鎂渣和粉煤灰為原料制備得到的水合脫硫劑，為鎂渣和粉煤灰的高價值回 收利用提出了一種新的思路，使鎂渣和粉煤灰不再是污染環(huán)境的廢棄物，而成為煉鋼生產(chǎn) 中一種有效的生產(chǎn)材料，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
[0019] 2)本發(fā)明的水合脫硫劑對鋼材的脫硫效果好，其脫硫轉(zhuǎn)化率可由傳統(tǒng)的12. 3% 提高到34. 7%。
[0020] 3)采用乙二酸為添加劑時，其鈣轉(zhuǎn)化率高，添加0. 5%乙二酸時水合脫硫劑的鈣 轉(zhuǎn)化率可達(dá)75. 6%，添加其他添加劑效果較差，水合脫硫劑的鈣轉(zhuǎn)化率最多達(dá)到55. 6%。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 本發(fā)明的脫硫劑是以鎂渣和粉煤灰固體廢棄物作為原料，鎂渣中含有的Ca2SiO 4 和粉煤灰中SiO2，添加相應(yīng)量的添加劑，經(jīng)固態(tài)合成反應(yīng)得到，其中，按重量份計，鎂渣 80?95份，粉煤灰1?7份，添加劑0? 1?1份。
[0022] 本發(fā)明的脫硫劑制備方法比較簡單，原料價廉易得可棄置，能耗低，成本低；鎂 渣/粉煤灰水合脫硫劑的有效脫硫成分為水合硅鋁酸鈣[(CaO) (SiO2)2(Al2O3) (H2O)4]、水合 鋁酸鈣[(CaO)3(Al2O 3) (H2O)J ;適合于無水、中溫及在不利于氣固反應(yīng)環(huán)境中更大程度地提 高脫硫速度和脫硫效率。
[0023] 鎂渣/粉煤灰水合反應(yīng)后，粉煤灰顆粒的外表面均勻地覆蓋了水合脫硫劑層，而 粉煤灰顆粒的內(nèi)部充滿孔隙，在脫硫反應(yīng)時二氧化硫可以從水合脫硫劑層的內(nèi)外表面兩 個方向同時進(jìn)行擴(kuò)散，脫硫反應(yīng)進(jìn)行地更加徹底。
[0024] 進(jìn)一步的，優(yōu)選由以下重量份的組分經(jīng)水合反應(yīng)制成：鎂渣90. 1份，粉煤灰4?6 份，添加劑0.5份。
[0025] 本領(lǐng)域常用的添加劑均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，為了提高本發(fā)明水合脫硫劑的鈣轉(zhuǎn)化率， 添加劑優(yōu)選為乙二酸。
[0026] 進(jìn)一步的，為了提高本發(fā)明水合脫硫劑的鈣轉(zhuǎn)化率，所述水合反應(yīng)的條件優(yōu)選為： 反應(yīng)壓強(qiáng)0. 2?5MPa，反應(yīng)溫度80?100°C，反應(yīng)時間至少為8h。
[0027] 反應(yīng)壓強(qiáng)是影響反應(yīng)的重要因素，壓強(qiáng)過高或過低，均不能保證反應(yīng)的順利進(jìn)行， 因此，本發(fā)明水合反應(yīng)的壓強(qiáng)選擇〇. 2?5MPa為宜，為了進(jìn)一步提高鈣轉(zhuǎn)化率，壓強(qiáng)優(yōu)選為 1?4MPa，更優(yōu)選為3MPa。反應(yīng)溫度也是影響反應(yīng)的重要因素，溫度過低，反應(yīng)效率低，溫度 過高，將會浪費(fèi)能源，增加成本，因此，反應(yīng)溫度為80?100°C為宜，優(yōu)選為85?95°C，進(jìn)一 步優(yōu)選為90°C。水合反應(yīng)時間8h及其以上均可，為了節(jié)約成本，提高反應(yīng)效率，反應(yīng)時間優(yōu) 選為8h。
[0028] 本發(fā)明水合脫硫劑的制備方法，包括以下步驟：
[0029] a、將鎂渣、粉煤灰、添加劑和水混合，得到混配均勻的反應(yīng)物；
[0030] b、將反應(yīng)物進(jìn)行水合反應(yīng)，過濾，得生成物；
[0031] c、將生成物烘干，得到水合脫硫劑。
[0032] 進(jìn)一步的，在b步驟之后將生成物浸泡、洗滌至濾液接近中性，過濾后進(jìn)行c步驟。
[0033] 具體的，本發(fā)明水合脫硫劑可采用如下具體工藝進(jìn)行制備：將鎂渣和粉煤灰固體 廢棄物、水與添加劑混合，得到混配均勻的反應(yīng)物，其中，按重量份計，鎂渣80?95份，粉煤 灰1?7份，添加劑0. 1?1份；反應(yīng)物在0. 2?5MPa、90°C條件下，反應(yīng)8小時以上，過濾， 得到生成物，必要時將生成物浸泡、洗滌至濾液接近中性、過濾、烘干，得到脫硫劑。
[0034] 本發(fā)明的水合脫硫劑可應(yīng)用在煉鋼脫硫中。
[0035] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限 制在所述的實(shí)施例范圍之中。
[0036] 實(shí)施例1
[0037] 將90. Ikg鎂渣、5kg粉煤灰、0. 5kg乙二酸和水混合，得到混配均勻的反應(yīng)物，反應(yīng) 物在3MPa、90°C條件下，反應(yīng)8小時，過濾，得到生成物，將生成物浸泡、洗滌至濾液接近中 性、過濾、烘干，得到水合脫硫劑。
[0038] 經(jīng)檢測，該水合脫硫劑的鈣轉(zhuǎn)化率為75. 6%，對鋼材的脫硫轉(zhuǎn)化率為34. 7%。
[0039] 實(shí)施例2
[0040] 將80kg鎂渣、7kg粉煤灰、0. Ikg乙二酸和水混合，得到混配均勻的反應(yīng)物，反應(yīng)物 在0. 2MPa、80°C條件下，反應(yīng)10小時，過濾，得到生成物，將生成物浸泡、洗滌至濾液接近中 性、過濾、烘干，得到水合脫硫劑。
[0041] 經(jīng)檢測，該水合脫硫劑的鈣轉(zhuǎn)化率為71. 6%，對鋼材的脫硫轉(zhuǎn)化率為32. 8%。
[0042] 實(shí)施例3
[0043] 將95kg鎂渣、Ikg粉煤灰、Ikg乙二酸和水混合，得到混配均勻的反應(yīng)物，反應(yīng)物在 IMPa、KKTC條件下，反應(yīng)11小時，過濾，得到生成物，烘干，得到水合脫硫劑。
[0044] 經(jīng)檢測，該水合脫硫劑的鈣轉(zhuǎn)化率為70. 4%，對鋼材的脫硫轉(zhuǎn)化率為32. 5%。
[0045] 實(shí)施例4
[0046] 將85kg鎂渣、4kg粉煤灰、0. 7kg乙二酸和水混合，得到混配均勻的反應(yīng)物，反應(yīng)物 在5MPa、95°C條件下，反應(yīng)9小時，過濾，得到生成物，將生成物浸泡、洗滌至濾液接近中性、 過濾、烘干，得到水合脫硫劑。
[0047] 經(jīng)檢測，該水合脫硫劑的鈣轉(zhuǎn)化率為68. 7%，對鋼材的脫硫轉(zhuǎn)化率為31. 3%。
[0048] 實(shí)施例5
[0049] 將92kg鎂渣、6kg粉煤灰、0. 4kg乙二酸和水混合，得到混配均勻的反應(yīng)物，反應(yīng)物 在4MPa、85°C條件下，反應(yīng)8小時，過濾，得到生成物，將生成物浸泡、洗滌至濾液接近中性、 過濾、烘干，得到水合脫硫劑。
[0050] 經(jīng)檢測，該水合脫硫劑的鈣轉(zhuǎn)化率為74. 4%，對鋼材的脫硫轉(zhuǎn)化率為33. 1 %。
【權(quán)利要求】
1. 水合脫硫劑，其特征在于，由以下重量份的組分經(jīng)水合反應(yīng)制成：鎂渣80?95份， 粉煤灰1?7份，添加劑0. 1?1份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水合脫硫劑，其特征在于，由以下重量份的組分經(jīng)水合反應(yīng) 制成：鎂渣90. 1份，粉煤灰4?6份，添加劑0? 5份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水合脫硫劑，其特征在于：所述添加劑為乙二酸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的水合脫硫劑，其特征在于：所述水合反應(yīng)的條件 為：反應(yīng)壓強(qiáng)0. 2?5MPa，反應(yīng)溫度80?100°C，反應(yīng)時間至少為8h。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的水合脫硫劑，其特征在于：所述水合反應(yīng)的條件為：反應(yīng)壓強(qiáng) 1?4MPa，反應(yīng)溫度85?95°C，反應(yīng)時間為8h。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的水合脫硫劑，其特征在于：所述水合反應(yīng)的條件為：反應(yīng)壓強(qiáng) 3MPa，反應(yīng)溫度90°C，反應(yīng)時間為8h。
7. 權(quán)利要求1?6任一項(xiàng)所述的水合脫硫劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： a、 將鎂渣、粉煤灰、添加劑和水混合，得到混配均勻的反應(yīng)物； b、 將反應(yīng)物進(jìn)行水合反應(yīng)，過濾，得生成物； c、 將生成物烘干，得到水合脫硫劑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的水合脫硫劑的制備方法，其特征在于：在b步驟之后將生成 物浸泡、洗滌至濾液接近中性，過濾后進(jìn)行c步驟。
【文檔編號】C21C7/064GK104212944SQ201410524416
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】吳耀冬, 宋明健, 張建兵, 陳軍超, 曾兆江 申請人:中國十九冶集團(tuán)有限公司