[发明专利]一种铁水预处理脱磷剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种铁水预处理脱磷剂及其制备方法。

背景技术

钢铁冶金烧结机头电除尘灰是铁矿石烧结过程中通过电除尘器收集的烟气与粉尘，其产生量约占烧结矿产量的2％-4％。年产钢铁1000万吨规模的联合企业产生的烧结机头电除尘灰高达约30万吨/年。铁矿石原料中常含钾、钠、氟等杂质元素，产生的烧结烟尘中钾、钠含量较高。烧结灰直接回高炉炉循环利用会导致钾、钠等元素在其中逐步富集。可能导致高炉炉壁腐蚀，影响高炉使用寿命和顺行。近几年来，有的钢企为解决上述问题，对钾、钠含量较高电场除尘灰则采取外排处置。这种方式一方面造成铁资源浪费,另一方面易造成二次污染。因此，研究开发烧结机头除尘灰综合利用新技术，是烧结工序节能减排的重要内容之一。

磷是钢中的有害元素，因此要进行脱除。在传统技术中钢中的磷含量一般控制在0.010％以下，一些纯净钢和特殊钢中的磷含量一般控制在0.005％以下。为实现这一目标大多数钢铁厂采用铁水预处理的方式将铁水中的磷脱除。铁水预处理通常采用的脱磷剂有石灰系和苏打系两种。苏打系能使铁水同时脱磷和脱硫，但是苏打脱磷剂成本高，会引起铁水温度大幅度下降以及一系列环境污染问题，受到一定的限制。因此，由萤石、氧化铁和生石灰组成的石灰系脱磷剂应用较为普遍，但石灰系脱磷剂在实际应用时也有如下缺点：

①初期成渣速度慢；

②脱磷剂成本高；

③脱磷剂含有5～20％的CaF₂，对耐火材料侵蚀严重，而且脱磷渣中的氟化物对土壤有污染，不利于环保。

CN03115576.6(一种以转炉渣为原料的铁水脱磷剂)公布了一种以转炉渣为主要原料的铁水脱磷剂，组分为(wt％)转炉渣20～50、石灰15～28、铁氧化物20～43、石灰石0～3、苏打0～3和萤石0～3。其选择废弃转炉渣为原料成本低廉，有利于环保，但由于转炉渣本身含磷，会影响脱磷剂的脱磷效率。

CN 200810150125.7(一种含转炉渣的预熔型铁水预处理脱磷剂)公布了一种以转炉渣为主要原料的预熔型铁水脱磷剂，该方法将铁氧化物(15％～50％)，转炉渣(10％～60％)，活性石灰(15％～40％)，萤石(5％～15％)按比例混合后，然后在1250～1400℃的温度下经过充分预熔处理后，破碎成颗粒状后待用。

上述专利存在不足在于，尽管上述两种方法都是与废弃的转炉渣为脱磷剂原料，降低了铁水脱磷成本且有利于环境保护，但由于转炉渣本身含磷，会影响脱磷剂的脱磷效率和脱磷渣的利用率。

CN 201110117960.2(一种含金属镁渣的铁水预处理脱磷剂)公开了一种以镁渣、碳酸钡、转炉污泥、氧化铁皮、萤石、氧化硼配制而成的脱磷剂。该脱磷剂不足之处在于脱磷剂中含有CaF₂，会对环境产生不利影响。

CN 200910273109.1(无氟铁水脱磷剂)空开了一种以铁氧化物、CaO、MgO、B₂O₃配制而成的无氟脱磷剂。该脱磷剂以B₂O₃替代助熔剂CaF₂，且B₂O₃助熔效果明显，不仅不污染环境，且脱磷渣中含有硼和磷元素可用于制作硼磷复合肥，但是脱磷后的铁水也会残留一定量的硼元素，这将会对钢的淬透性产生不利影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种以烧结机头电除尘灰为原料制备的铁水预处理脱磷剂，利用钢铁厂自有的高KCl-NaCl含量烧结机头电除尘灰为主要原料配加部分含铁氧化物及含石灰物质生产高附加值的高效脱磷产品，可用于铁水罐和鱼雷罐喷粉铁水预处理脱磷，形成钢铁厂固体废弃物的再循环利用。

本发明用烧结机头电除尘灰中高含量的低熔点KCl和NaCl代替传统脱磷剂中的助熔剂CaF₂，烧结电除尘灰中碱金属氯化物最高达到30％～50％，KCl和NaCl的熔点分别为790和801℃，而CaF₂熔点为1400℃，利用烧结机头电除尘灰代替CaF₂后，脱磷剂熔点显著降低，同时充分回收利用烧结机头电除尘灰中的铁氧化物和CaO。本发明不仅可以实现对钢铁厂固体废弃物烧结机头除尘灰的回收利用，而且能够促进铁水预处理过程中脱磷反应的进行，所炼多组元终渣熔点低，流动性好，完全避免了萤石的使用。

本发明目的是通过下面的技术方案实现的：