CN111850241B - 一种烧结型合成渣及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种烧结型合成渣，包含如下重量百分比原料：10‑15％的高吸附填料，25‑35％的CaO，10‑20％的SiO2，8‑10％的MgO，6‑10％的FeO，1‑2.5％的CaF2，0.01‑0.03％的P,5‑8％的水，3‑5％的铝铁球，余量为杂质；本发明还公开了一种烧结型合成渣的制备方法；将CaO和SiO2研磨成粉状，之后依次添加水、MgO、FeO、CaF2、P、高吸附填料，混合均匀后制成球状，控制粒径为50‑60mm，之后与铝铁球混合均匀后转移至高温炉中烧制，控制高温炉的温度为1200‑1300℃，烧制时间为3h，制得所述烧结型合成渣；高吸附填料能够清除钢液内部的氢和浮游的氧化夹渣，使钢液更纯净，其本身具有的强吸附性能对夹渣进行吸附，并迅速从熔体中逸出，提升钢液的纯度。

Description

一种烧结型合成渣及其制备方法
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体为一种烧结型合成渣及其制备方法。
背景技术
合成渣精炼技术已成为炼钢生产流程中生产洁净钢的一道重要工序。由于合成渣精炼技术能降低钢中氧、硫及夹杂物的含量，因而得到广泛应用。在应用合成渣精炼技术地炼钢生产中，合成渣通常分为混合型合成渣、压制成型合成渣和预熔型合成渣。混合型合成渣，是将各种块状和粉状原料按配比称量后混合而成，在运输和保管过程中，极易破碎、受潮和粉化，因此使用过程中粉尘大，物料损失多，熔化慢，环境污染严重；压制成型合成渣是采用高压力成型机，不添加粘结剂直接压制成球，压制的合成渣球体强度高，粒度均匀，成球率高，但仍存在受潮和粉化问题，而且高压力成型机的投资费用较大。
中国发明专利公开号为CN1377977，公开了一种适用于炼钢中脱氧、硫的合成渣及其制造方法，该合成渣的组成为：铝2-15％、铈3-15％、镁5-8％、钡2-10％、氧化钙20-50％氧化铝0-48％、氧化镁2-10％、硅酸钠2-10％、纤维素2-8％，其制造方法是将石灰石、莹石等高碱度材料及助熔剂，经熔化成熔渣后，放出冷却至常温，特征是将熔渣、铝的冶金炉渣、氧化钙质原料均破碎成粒度小于0.5mm的粉料后按[(2-4)∶(2-6)∶(1-3)]的比例混合同时加入硅酸钠和纤维素，混合均匀后造成φ10-20mm球状合成渣并进行低温烘干；该合成渣的生产工序较烦琐，原料和制备成本较高。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明提供一种烧结型合成渣及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种烧结型合成渣，包含如下重量百分比原料：10-15％的高吸附填料，25-35％的CaO，10-20％的SiO2，8-10％的MgO，6-10％的FeO，1-2.5％的CaF2，0.01-0.03％的P,5-8％的水，3-5％的铝铁球，余量为杂质；
该烧结型合成渣由如下方法制成：
将CaO和SiO2研磨成粉状，之后依次添加水、MgO、FeO、CaF2、P、高吸附填料，混合均匀后制成球状，控制粒径为50-60mm，之后与铝铁球混合均匀后转移至高温炉中烧制，控制高温炉的温度为1200-1300℃，烧制时间为3h，制得所述烧结型合成渣。
进一步地，所述高吸附填料由如下方法制成：
步骤(1)将伊利石在450℃煅烧1h后加入质量分数10％氯化钠溶液中，65-70℃水浴加热2h，之后加入质量分数10％稀盐酸溶液，超声并匀速搅拌10min，过滤，将滤渣置于烧杯中，用去离子水洗涤至中性，过滤，将滤渣置在80℃下烘干，研磨，过50目筛，制得处理后的伊利石；
步骤(2)将氟化钠、碳酸钠和氯化镁研磨粉碎，过50目筛，制得混合粉末，将混合粉末在550℃下煅烧3h，静置30min后加入去离子水制成浆液，加入质量分数10％稀盐酸调节pH，直至pH＝5，制得混合液A；
步骤(3)将混合液A转移至球磨机中，以1800r/min的转速球磨30min，加入质量分数10％氢氧化钠溶液调节pH，直至中性，加入处理后的伊利石、纳米二氧化硅和六氟铝酸钠，以800r/min的转速搅拌10min，烘干、粉碎，制得高吸附填料。
步骤(1)中对伊利石进行处理，伊利石层状结构存在Mg、Na等阳离子，且这些阳离子与伊利石晶胞的作用很不稳定，易被其它阳离子交换，先将伊利石进行煅烧后用氯化钠溶液进行处理，钠离子与铝、镁的结合强度大于钙离子，通过钠离子取代伊利石层间的钙离子而达到钠化改性，之后将钠化的伊利石与体积分数为10％稀盐酸混合，层间中的钙离子、镁离子、铝离子等金属离子以可溶性盐的形式溶出，使得其孔道得到疏通，有利于吸附质分子的扩散，同时由于氢原子的半径小于钙离子、镁离子、铝离子，所以电离出来的氢离子可以置换出层间的金属阳离子，从而减弱层间作用力，使得伊利石自身上的永久性负电荷变得更多，更加有利于阳离子之间的交换，因而吸附能力得到提升，所以处理后的伊利石孔径和结构发生改变，比表面积增大，吸附性能增强。
进一步地，步骤(2)中控制氟化钠、碳酸钠和氯化镁的重量比为1∶1∶0.5-0.8。
进一步地，步骤(3)中控制混合液A、伊利石、纳米二氧化硅和六氟铝酸钠的重量比为1∶1∶0.8∶1。
一种烧结型合成渣的制备方法，包括如下步骤：
将CaO和SiO2研磨成粉状，之后依次添加水、MgO、FeO、CaF2、P、高吸附填料，混合均匀后制成球状，控制粒径为50-60mm，之后与铝铁球混合均匀后转移至高温炉中烧制，控制高温炉的温度为1200-1300℃，烧制时间为3h，制得所述烧结型合成渣。
本发明的有益效果：
本发明一种烧结型合成渣以高吸附填料和CaO等作为原料，高吸附填料制备过程中步骤(1)中对伊利石进行处理，伊利石层状结构存在Mg、Na等阳离子，且这些阳离子与伊利石晶胞的作用很不稳定，易被其它阳离子交换，先将伊利石进行煅烧后用氯化钠溶液进行处理，钠离子与铝、镁的结合强度大于钙离子，通过钠离子取代伊利石层间的钙离子而达到钠化改性，之后将钠化的伊利石与体积分数为10％稀盐酸混合，层间中的钙离子、镁离子、铝离子等金属离子以可溶性盐的形式溶出，使得其孔道得到疏通，有利于吸附质分子的扩散，同时由于氢原子的半径小于钙离子、镁离子、铝离子，所以电离出来的氢离子可以置换出层间的金属阳离子，从而减弱层间作用力，使得伊利石自身上的永久性负电荷变得更多，更加有利于阳离子之间的交换，因而吸附能力得到提升，所以处理后的伊利石孔径和结构发生改变，比表面积增大，吸附性能增强，赋予制得的填料优异的吸附性能，一方面能够增强制得的合成渣的稳定性，另一方面能够清除钢液内部的氢和浮游的氧化夹渣，使钢液更纯净，其本身具有的强吸附性能对夹渣进行吸附，并迅速从熔体中逸出，提升钢液的纯度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种烧结型合成渣，包含如下重量百分比原料：10％的高吸附填料，25％的CaO，10％的SiO2，8％的MgO，6-10％的FeO，1％的CaF2，0.01％的P,5％的水，3％的铝铁球，余量为杂质；
该烧结型合成渣由如下方法制成：
将CaO和SiO2研磨成粉状，之后依次添加水、MgO、FeO、CaF2、P、高吸附填料，混合均匀后制成球状，控制粒径为50mm，之后与铝铁球混合均匀后转移至高温炉中烧制，控制高温炉的温度为1200℃，烧制时间为3h，制得所述烧结型合成渣。
高吸附填料由如下方法制成：
步骤(1)将伊利石在450℃煅烧1h后加入质量分数10％氯化钠溶液中，65℃水浴加热2h，之后加入质量分数10％稀盐酸溶液，超声并匀速搅拌10min，过滤，将滤渣置于烧杯中，用去离子水洗涤至中性，过滤，将滤渣置在80℃下烘干，研磨，过50目筛，制得处理后的伊利石；
步骤(2)将氟化钠、碳酸钠和氯化镁研磨粉碎，过50目筛，制得混合粉末，将混合粉末在550℃下煅烧3h，静置30min后加入去离子水制成浆液，加入质量分数10％稀盐酸调节pH，直至pH＝5，制得混合液A，氟化钠、碳酸钠和氯化镁的重量比为1∶1∶0.5；
步骤(3)将混合液A转移至球磨机中，以1800r/min的转速球磨30min，加入质量分数10％氢氧化钠溶液调节pH，直至中性，加入处理后的伊利石、纳米二氧化硅和六氟铝酸钠，以800r/min的转速搅拌10min，烘干、粉碎，制得高吸附填料，步骤(3)中控制混合液A、伊利石、纳米二氧化硅和六氟铝酸钠的重量比为1∶1∶0.8∶1。
实施例2
一种烧结型合成渣，包含如下重量百分比原料：12％的高吸附填料，28％的CaO，12％的SiO2，9％的MgO，8％的FeO，1.5％的CaF2，0.02％的P,6％的水，4％的铝铁球，余量为杂质；
该烧结型合成渣由如下方法制成：
将CaO和SiO2研磨成粉状，之后依次添加水、MgO、FeO、CaF2、P、高吸附填料，混合均匀后制成球状，控制粒径为50mm，之后与铝铁球混合均匀后转移至高温炉中烧制，控制高温炉的温度为1200℃，烧制时间为3h，制得所述烧结型合成渣。
高吸附填料由如下方法制成：
步骤(1)将伊利石在450℃煅烧1h后加入质量分数10％氯化钠溶液中，65℃水浴加热2h，之后加入质量分数10％稀盐酸溶液，超声并匀速搅拌10min，过滤，将滤渣置于烧杯中，用去离子水洗涤至中性，过滤，将滤渣置在80℃下烘干，研磨，过50目筛，制得处理后的伊利石；
步骤(2)将氟化钠、碳酸钠和氯化镁研磨粉碎，过50目筛，制得混合粉末，将混合粉末在550℃下煅烧3h，静置30min后加入去离子水制成浆液，加入质量分数10％稀盐酸调节pH，直至pH＝5，制得混合液A，氟化钠、碳酸钠和氯化镁的重量比为1∶1∶0.5；
步骤(3)将混合液A转移至球磨机中，以1800r/min的转速球磨30min，加入质量分数10％氢氧化钠溶液调节pH，直至中性，加入处理后的伊利石、纳米二氧化硅和六氟铝酸钠，以800r/min的转速搅拌10min，烘干、粉碎，制得高吸附填料，步骤(3)中控制混合液A、伊利石、纳米二氧化硅和六氟铝酸钠的重量比为1∶1∶0.8∶1。
实施例3
一种烧结型合成渣，包含如下重量百分比原料：14％的高吸附填料，30％的CaO，18％的SiO2，9％的MgO，8％的FeO，2.0％的CaF2，0.02％的P,6％的水，5％的铝铁球，余量为杂质；
该烧结型合成渣由如下方法制成：
将CaO和SiO2研磨成粉状，之后依次添加水、MgO、FeO、CaF2、P、高吸附填料，混合均匀后制成球状，控制粒径为50mm，之后与铝铁球混合均匀后转移至高温炉中烧制，控制高温炉的温度为1200℃，烧制时间为3h，制得所述烧结型合成渣。
高吸附填料由如下方法制成：
步骤(1)将伊利石在450℃煅烧1h后加入质量分数10％氯化钠溶液中，65℃水浴加热2h，之后加入质量分数10％稀盐酸溶液，超声并匀速搅拌10min，过滤，将滤渣置于烧杯中，用去离子水洗涤至中性，过滤，将滤渣置在80℃下烘干，研磨，过50目筛，制得处理后的伊利石；
步骤(2)将氟化钠、碳酸钠和氯化镁研磨粉碎，过50目筛，制得混合粉末，将混合粉末在550℃下煅烧3h，静置30min后加入去离子水制成浆液，加入质量分数10％稀盐酸调节pH，直至pH＝5，制得混合液A，氟化钠、碳酸钠和氯化镁的重量比为1∶1∶0.5；
步骤(3)将混合液A转移至球磨机中，以1800r/min的转速球磨30min，加入质量分数10％氢氧化钠溶液调节pH，直至中性，加入处理后的伊利石、纳米二氧化硅和六氟铝酸钠，以800r/min的转速搅拌10min，烘干、粉碎，制得高吸附填料，步骤(3)中控制混合液A、伊利石、纳米二氧化硅和六氟铝酸钠的重量比为1∶1∶0.8∶1。
实施例4
一种烧结型合成渣，包含如下重量百分比原料：15％的高吸附填料，35％的CaO，20％的SiO2，10％的MgO，10％的FeO，2.5％的CaF2，0.03％的P,8％的水，5％的铝铁球，余量为杂质；
该烧结型合成渣由如下方法制成：
将CaO和SiO2研磨成粉状，之后依次添加水、MgO、FeO、CaF2、P、高吸附填料，混合均匀后制成球状，控制粒径为50mm，之后与铝铁球混合均匀后转移至高温炉中烧制，控制高温炉的温度为1200℃，烧制时间为3h，制得所述烧结型合成渣。
高吸附填料由如下方法制成：
步骤(1)将伊利石在450℃煅烧1h后加入质量分数10％氯化钠溶液中，65℃水浴加热2h，之后加入质量分数10％稀盐酸溶液，超声并匀速搅拌10min，过滤，将滤渣置于烧杯中，用去离子水洗涤至中性，过滤，将滤渣置在80℃下烘干，研磨，过50目筛，制得处理后的伊利石；
步骤(2)将氟化钠、碳酸钠和氯化镁研磨粉碎，过50目筛，制得混合粉末，将混合粉末在550℃下煅烧3h，静置30min后加入去离子水制成浆液，加入质量分数10％稀盐酸调节pH，直至pH＝5，制得混合液A，氟化钠、碳酸钠和氯化镁的重量比为1∶1∶0.5；
步骤(3)将混合液A转移至球磨机中，以1800r/min的转速球磨30min，加入质量分数10％氢氧化钠溶液调节pH，直至中性，加入处理后的伊利石、纳米二氧化硅和六氟铝酸钠，以800r/min的转速搅拌10min，烘干、粉碎，制得高吸附填料，步骤(3)中控制混合液A、伊利石、纳米二氧化硅和六氟铝酸钠的重量比为1∶1∶0.8∶1。
对比例1
本对比例与实施例1相比，未加入高吸附填料，制备方法如下所示：
将CaO和SiO2研磨成粉状，之后依次添加水、MgO、FeO、CaF2、P混合均匀后制成球状，控制粒径为50mm，之后与铝铁球混合均匀后转移至高温炉中烧制，控制高温炉的温度为1200℃，烧制时间为3h，制得所述烧结型合成渣。
对比例2
本对比例为现有的一种烧结型合成渣。
对实施例1-4和对比例1-3的合成渣的脱硫率进行检测，结果如下表所示；
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2
脱硫率％ 73 75 78 76 53 50
从上表中能够看出实施例1-4的脱硫率为73-78％，对比例1-2的脱硫率为50-53％；所以本发明制得的填料具有优异的吸附性能，一方面能够增强制得的合成渣的稳定性，另一方面能够清除钢液内部的氢和浮游的氧化夹渣，使钢液更纯净，其本身具有的强吸附性能对夹渣进行吸附，并迅速从熔体中逸出，提升钢液的纯度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种烧结型合成渣，其特征在于，由如下重量百分比原料组成：10-15%的高吸附填料，25-35%的CaO，10-20%的SiO2，8-10%的MgO，6-10%的FeO，1-2.5%的CaF2，0.01-0.03%的P,5-8%的水，3-5%的铝铁球，余量为杂质；
该烧结型合成渣由如下方法制成：
将CaO和SiO2研磨成粉状，之后依次添加水、MgO、FeO、CaF2、P、高吸附填料，混合均匀后制成球状，控制粒径为50-60mm，之后与铝铁球混合均匀后转移至高温炉中烧制，控制高温炉的温度为1200-1300℃，烧制时间为3h，制得所述烧结型合成渣；
所述高吸附填料由如下方法制成：
步骤（1）将伊利石在450℃煅烧1h后加入质量分数10%氯化钠溶液中，65-70℃水浴加热2h，之后加入质量分数10%稀盐酸溶液，超声并匀速搅拌10min，过滤，将滤渣置于烧杯中，用去离子水洗涤至中性，过滤，将滤渣置在80℃下烘干，研磨，过50目筛，制得处理后的伊利石；
步骤（2）将氟化钠、碳酸钠和氯化镁研磨粉碎，过50目筛，制得混合粉末，将混合粉末在550℃下煅烧3h，静置30min后加入去离子水制成浆液，加入质量分数10%稀盐酸调节pH，直至pH=5，制得混合液A；
步骤（3）将混合液A转移至球磨机中，以1800r/min的转速球磨30min，加入质量分数10%氢氧化钠溶液调节pH，直至中性，加入处理后的伊利石、纳米二氧化硅和六氟铝酸钠，以800r/min的转速搅拌10min，烘干、粉碎，制得高吸附填料；
步骤（2）中控制氟化钠、碳酸钠和氯化镁的重量比为1∶1∶0.5-0.8；
步骤（3）中控制混合液A、伊利石、纳米二氧化硅和六氟铝酸钠的重量比为1∶1∶0.8∶1。
2.根据权利要求1所述的一种烧结型合成渣的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将CaO和SiO2研磨成粉状，之后依次添加水、MgO、FeO、CaF2、P、高吸附填料，混合均匀后制成球状，控制粒径为50-60mm，之后与铝铁球混合均匀后转移至高温炉中烧制，控制高温炉的温度为1200-1300℃，烧制时间为3h，制得所述烧结型合成渣。
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Pledgor: Wuhu County Tianhai Refractory Furnace Charge Co.,Ltd.

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