[发明专利]一种高炉喷吹煤粉用组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高炉喷吹煤粉用组合物及其制备方法。

背景技术

高炉喷吹煤粉是指从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的无烟煤粉或烟 煤粉或这两者的混合煤粉，以替代焦炭起提供热量和还原剂的作用，从而降 低焦比，降低生铁成本，它是现代高炉冶炼的一次重大技术革命。

高炉炼铁的能源主要是焦炭，它在高炉中的作用是提供冶炼过程需要的 热量和还原铁矿石需要的还原剂，以及维护高炉料柱透气性的骨架。钢铁生 产用焦约占全国焦炭总消耗量的70％，我国年产焦炭超过一亿吨，占世界产 量的三分之一。但是我国炼焦煤的资源状况并不乐观，1990年公布的煤炭所 有储量中，炼焦煤仅占29％。因此，以煤代焦不仅可以缓解对焦煤资源的需 求，而且能够改善环境，降低生铁的成本。

为了提高煤粉的燃烧效率，通常需要在喷吹煤粉的同时加入添加剂，例 如，CN1401747A公开了一种高炉喷吹煤粉催化剂助燃剂，其特征在于，它 是由下列原料按质量的百分比配制成的混合物，

FeCl₃ 5-12％、CaCl₂ 5-15％、MnO₂ 3-12％、CaO 10-20％、MgO 5-15％、 B₂O₃ 3-12％、KMnO₄ 1-5％、LiCO₃ 5-10％、CeO₂ 1-8％、La₂O₃ 3-8％、H₃BO₃5-16％、Al₂O₃ 1-5％、余量为粉煤灰。该方法的助燃剂中含有K、Cl等有害 高炉生产质量的元素。

CN1827783A公开了一种高炉喷吹煤粉用组合物，其特征在于，主要成 分重量百分比为：氧化剂20-40％，催化剂15-25％，助燃剂20-50％，钝化 剂1-15％。其中，氧化剂为锰酸钡、硝酸钙和硝酸铈中的一种，或者为三者 的混合物；催化剂为二茂铁或二茂铁与二氧化锰的混合物(按照10-90％的 二茂铁与90-10％的二氧化锰的比例混合)；助燃剂为废旧橡胶或塑料射流喷 雾冷却制粉；钝化剂为氧化钴、氯化因和氯化钴中的一种，或者为三者的混 合物。该方法的组合物中含有大量硝酸盐，排放物对空气有明显污染且添加 量偏大成本偏高。

西安建筑科技大学冶金工程学院张朝晖的关于《高炉喷煤添加剂》的综 述性文章提到煤燃烧催化的氧传递理论：在加热条件下催化剂首先被还原成 金属或低价的金属氧化物，然后依靠金属或低价金属氧化物吸附氧气，使金 属或低价金属氧化物氧化得到金属氧化物或高价金属，紧接着碳再次还原金 属氧化物或高价金属氧化物，就这样金属或低价金属氧化物一直处于氧化还 原循环中，在金属或低价金属氧化物和氧化物或高价金属氧化物两种状态来 回变动。从宏观上，氧原子不断从金属或低价金属氧化物向碳原子传递，加 快氧气扩散速度，使煤燃烧反应易于进行。试验表明，碱金属、碱土金属的 盐及氧化物；MnO₂、CeO₂和La₂O₃；含铁化合物，如FeCl₃、FeCl₂和Fe₂O₃； 过渡金属类催化剂，如CuO、ZnO、CuSO₄、ZnCl₂等。还提到煤燃烧复合催 化剂主要包括碱金属、碱土金属和过渡元素的氧化物、氢氧化物及其盐类， 其中，应用最多的是碱金属、碱土金属的盐类。

发明内容

本发明的发明目的是克服现有的高炉喷吹煤粉用组合物的煤粉燃烧效 率不高、综合焦比不高且对环境有污染的缺陷，提供一种能够提高煤粉燃烧 效率和综合焦比并对环境友好的高炉喷吹煤粉用组合物。