CN111871397B - 一种用于炼钢的脱硫剂及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于炼钢的脱硫剂及其生产工艺,该脱硫剂由如下重量份原料制成:20‑30份组分A、10‑15份组分B;1‑3份十二烷基苯磺酸钠;50‑80份去离子水;组分A增加了自身表面三价铁离子导带中的电子数量,增加了自身导电率,使得自身表面碱性增强,进而增加了对硫化物的吸附能力,组分B表面分散有大量的氯化亚铜和氧化铁,使得组分B能够很好的将炼钢产生的一氧化碳进行吸收,将组分A和组分B进行混合焙烧制得的脱硫剂,具有很好的脱硫效果的同时具有脱除一氧化碳的效果,并能多次使用,大大降低了炼钢废气处理的成本。
Description
技术领域
本发明属于金属冶炼技术领域,具体涉及一种用于炼钢的脱硫剂及其生产工艺。
背景技术
随着钢铁行业的迅猛发展,转炉炼钢除尘灰作为炼钢工艺流程中的固体废弃物,其总量也急剧增加,既容易造成环境污染,又占用了生产空间。因此,如何将废弃物进行回收综合利用成为目前研究的热点问题。目前多数钢铁企业采用的处理炼钢除尘灰方式主要有三种:配加到烧结料中、对外销售与填埋。但因除尘灰的组成成分与物理化学性质,并不能较好地对其进行资源化利用,甚至会对生产过程产生某些不利影响。因此,有必要寻找更加合理的途径实现其资源化利用。
现有的用于炼钢的脱硫剂,在使用过程中只能将废气中的部分硫化物去除,废气中仍残留有大量硫化物,且废气中的一氧化碳不能很好的解决,使得废气处理效果较差,且多次使用后脱硫剂的效果大大降低,使得脱硫剂无法重复使用,进而增加了脱硫成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于炼钢的脱硫剂及其生产工艺。
本发明要解决的技术问题:
现有的用于炼钢的脱硫剂,在使用过程中只能将废气中的部分硫化物去除,废气中仍残留有大量硫化物,且废气中的一氧化碳不能很好的解决,使得废气处理效果较差,且多次使用后脱硫剂的效果大大降低,使得脱硫剂无法重复使用,进而增加了脱硫成本。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种用于炼钢的脱硫剂,由如下重量份原料制成:20-30份组分A、10-15份组分B;1-3份十二烷基苯磺酸钠;50-80份去离子水;
该脱硫剂由如下步骤制成:
步骤S1:将组分B、十二烷基苯磺酸钠、去离子水加入反应釜中,在转速为300-500r/min的条件下,进行搅拌30-40min,制得混合液;
步骤S2:将组分A加入步骤S1制得的混合液中,在转速为150-200r/min的条件下,进行搅拌20-30min后,在频率为8-10kHz的条件下,进行超声处理1-3h后,过滤去除滤液,将滤饼在温度为300-400℃的条件下,焙烧2-3h,制得脱硫剂。
进一步,所述的组分A由如下步骤制成:
步骤A1:将氢氧化钙和乙醇加入反应釜中,在转速为500-800r/min,温度为30-40℃的条件下,进行搅拌至混合均匀后,滴加磷酸溶液,滴加完毕后,加入氨水至反应液pH值为10-11后,继续搅拌1-1.5h,加入甘油在温度为50-60℃的条件下,进行陈化10-15h后,在转速为10000-12000r/min的条件下,进行离心3-5min后,去除上清液,沉淀物用去离子水进行洗涤2-3次,每次洗涤30-50s后,在温度为60-65℃的条件下,进行干燥,制得第一预载体;
步骤A2:将铁粉、均苯三酸、去离子水、硝酸溶液、饱和氟化氢水溶液加入反应釜中,进行搅拌至混合均匀后,以速率为5-8℃/min的条件进行升温,至温度为160-170℃,进行保温2-2.5h后,以速率为1-3℃的条件进行降温,至温度为25-30℃后,在转速为8000-10000r/min的条件下,进行离心10-15min,去除上清液,将沉淀物加入乙醇中,在转速为300-500r/min,温度为70-75℃的条件下,进行搅拌15-20h后,真空干燥,制得第二预载体;
步骤A3:将步骤A1制得的第一预载体、步骤A2制得的第二预载体、蔗糖酯、乙二醇加入反应釜中,在转速为300-500r/min的条件下,进行分散至分散均匀后,在温度为40-45℃的条件下,加入正硅酸乙酯,进行搅拌15-20h后,升温在温度为80-100℃的条件下,进行保温10-15h后,过滤去除滤液,将滤饼进行干燥后,在温度为500-600℃的条件下,进行焙烧6-8h,制得预吸附载体;
步骤A4:将步骤A3制得的预吸附载体,进行粉碎并过3-5目筛网,将粉碎后预吸附载体和硝酸溶液加入反应釜中,在温度为75-80℃的条件下,进行回流2-3h后,过滤去除硝酸溶液,将滤饼和盐酸溶液加入反应釜中,在温度为50-60℃的条件下,进行回流2-2.5h后,过滤去除盐酸溶液,滤饼用去离子水进行清洗至表面成中性,得到吸附载体,将吸附载体加入活化炉中,在温度为600-700℃的条件下,用水蒸汽进行活化1-3h,制得活化载体;
步骤A5:将硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰、去离子水加入反应釜中,在转速为500-800r/min的条件下,进行搅拌至硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰完全溶解后,加入聚乙二醇继续搅拌5-10min后,加入乙二胺四甲叉磷酸钠和步骤A4制得的活化载体,在温度为60-65℃的条件下,继续搅拌2-3h,调节pH值为9-10,在温度为25-30℃的条件下,静置20-25h后,过滤去除滤液,将滤饼在温度为110-120℃的条件下,进行烘干5-8h,以速率为10-20℃/min的条件进行升温,至300-400℃,进行焙烧30-50min后,以速率为30-50℃/min的条件进行升温,至温度为600-650℃,焙烧1-1.5h,制得组分A。
进一步,步骤A1所述的氢氧化钙、乙醇、磷酸溶液的用量比为2g:100mL:5-8mL,磷酸溶液的质量分数为30-35%,甘油的用量为氢氧化钙用量的10-15%,步骤A2所述的铁粉、均苯三酸、去离子水、硝酸溶液、饱和氟化氢水溶液的用量物质的量比为1:0.67:278:2:1.2-1.5,步骤A3所述的第一预载体、第二预载体、蔗糖酯、乙二醇的用量比为1g:1g:3-3.5mL:30mL,正硅酸乙酯的用量为第一预载体和第二预载体质量总和的50-60%,步骤A4所述的硝酸溶液的质量分数为25-30%,盐酸溶液的质量分数为38-40%,步骤A5所述的硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰的用量物质的量比为1:3:6,去离子水的用量为硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰质量和的10-15倍,聚乙二醇的用量为硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰质量和的3-5%,乙二胺四甲叉磷酸钠的用量为硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰质量和的2-5倍,活化载体的用量为硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰质量和的30-50%。
进一步,所述的组分B由如下步骤制成:
步骤B1:将碳纳米管加入双氧水中,进行搅拌至混合均匀后,在温度为80-85℃的条件下,进行保温2-3h后,过滤去除滤液,将滤饼用去离子水进行洗涤至pH值为7后,进行烘干,得到改性碳纳米管,将改性碳纳米管和氯化亚铜进行混合至混合均匀后,在温度为400-450℃的条件下,进行焙烧4-5h,制得碳纳米管载体;
步骤B2:将碳纳米管载体和去离子水加入反应釜中,在转速为300-500r/min的条件下,进行搅拌至混合均匀后,加入氯化铁继续搅拌10-15h,静置2-3h后,过滤去除滤液,将滤饼在110-120℃的条件下,进行干燥3-5h后,在温度为300-400℃的条件下,进行焙烧10-15h,制得组分B。
进一步,步骤B1所述的改性碳纳米管和氯化亚铜的用量质量比为5:1-1.5,步骤B2所述的碳纳米管载体和氯化铁的用量质量比为10:1-2。
一种用于炼钢的脱硫剂的生产工艺,具体包括如下步骤:
步骤S1:将组分B、十二烷基苯磺酸钠、去离子水加入反应釜中,在转速为300-500r/min的条件下,进行搅拌30-40min,制得混合液;
步骤S2:将组分A加入步骤S1制得的混合液中,在转速为150-200r/min的条件下,进行搅拌20-30min后,在频率为8-10kHz的条件下,进行超声处理1-3h后,过滤去除滤液,将滤饼在温度为300-400℃的条件下,焙烧2-3h,制得脱硫剂。
本发明的有益效果:本发明在制备一种用于炼钢的脱硫剂的过程中,制备了一种组分A,该组分A以氢氧化钙为原料与磷酸溶液反应,制得第一预载体,该第一预载体具有一定的吸附能力且能够重复使用,以铁粉和均苯三酸为原料聚合制得第二预载体,三价铁共用一个顶点形成铁三聚体,四个三聚体分别占据一个正四面体的顶点后,四个苯三羧酸连接体占据四个面来形成正四面体,正四面体进一步空间发展壮大成网笼状结构,进而增加了自身比表面积,将第一预载体和第二预载体作为基体,蔗糖酯作为模板剂,再与正硅酸乙酯反应,在第一预载体和第二预载体之间产生硅氧键,进而使得第一预载体和第二预载体连接起来,制得预吸附载体,且预吸附载体表面含有部分二氧化硅,二氧化硅增加了预吸附载体的再生稳定性,将预吸附载体用硝酸溶液和盐酸溶液进行处理,使得表面刻蚀凹槽增多,以硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰为原料,在络合剂乙二胺四甲叉磷酸钠的作用下,使得锰基铁酸锌固定在预吸附载体上进而制得组分A,该组分A具有很好的脱硫效果,且组分A增加了自身表面三价铁离子导带中的电子数量,增加了自身导电率,使得自身表面碱性增强,进而增加了对硫化物的吸附能力,并制备了一种组分B,该组分B以碳纳米管为原料先经过双氧水的处理,使得表面活性基团增加,再与氯化亚铜进行共混焙烧,使得氯化亚铜在碳纳米管的表面分散得到碳纳米管载体,再将碳纳米管载体用氯化铁进行浸渍焙烧,使得碳纳米管载体附着有大量氧化铁得到组分B,该组分B能够很好的将炼钢产生的一氧化碳进行吸收,将组分A和组分B进行混合焙烧制得的脱硫剂具有很好的脱硫效果的同时具有脱除一氧化碳的效果,并能多次使用,大大降低了炼钢废气处理的成本。
具体实施方式
下面将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
一种用于炼钢的脱硫剂,由如下重量份原料制成:20份组分A、10份组分B;1份十二烷基苯磺酸钠;50份去离子水;
该脱硫剂由如下步骤制成:
步骤S1:将组分B、十二烷基苯磺酸钠、去离子水加入反应釜中,在转速为300r/min的条件下,进行搅拌30min,制得混合液;
步骤S2:将组分A加入步骤S1制得的混合液中,在转速为150r/min的条件下,进行搅拌20min后,在频率为8kHz的条件下,进行超声处理1h后,过滤去除滤液,将滤饼在温度为300℃的条件下,焙烧2h,制得脱硫剂。
所述的组分A由如下步骤制成:
步骤A1:将氢氧化钙和乙醇加入反应釜中,在转速为500r/min,温度为30℃的条件下,进行搅拌至混合均匀后,滴加磷酸溶液,滴加完毕后,加入氨水至反应液pH值为10后,继续搅拌1h,加入甘油在温度为50℃的条件下,进行陈化10h后,在转速为10000r/min的条件下,进行离心3min后,去除上清液,沉淀物用去离子水进行洗涤2次,每次洗涤30s后,在温度为60℃的条件下,进行干燥,制得第一预载体;
步骤A2:将铁粉、均苯三酸、去离子水、硝酸溶液、饱和氟化氢水溶液加入反应釜中,进行搅拌至混合均匀后,以速率为5℃/min的条件进行升温,至温度为160℃,进行保温2h后,以速率为1℃的条件进行降温,至温度为25℃后,在转速为8000r/min的条件下,进行离心10min,去除上清液,将沉淀物加入乙醇中,在转速为300r/min,温度为70℃的条件下,进行搅拌15h后,真空干燥,制得第二预载体;
步骤A3:将步骤A1制得的第一预载体、步骤A2制得的第二预载体、蔗糖酯、乙二醇加入反应釜中,在转速为300r/min的条件下,进行分散至分散均匀后,在温度为40℃的条件下,加入正硅酸乙酯,进行搅拌15h后,升温在温度为80℃的条件下,进行保温10h后,过滤去除滤液,将滤饼进行干燥后,在温度为500℃的条件下,进行焙烧6h,制得预吸附载体;
步骤A4:将步骤A3制得的预吸附载体,进行粉碎并过3目筛网,将粉碎后预吸附载体和硝酸溶液加入反应釜中,在温度为75℃的条件下,进行回流2h后,过滤去除硝酸溶液,将滤饼和盐酸溶液加入反应釜中,在温度为50℃的条件下,进行回流2h后,过滤去除盐酸溶液,滤饼用去离子水溶液进行清洗至表面成中性,得到吸附载体,将吸附载体加入活化炉中,在温度为600℃的条件下,用水蒸汽进行活化1h,制得活化载体;
步骤A5:将硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰、去离子水加入反应釜中,在转速为500r/min的条件下,进行搅拌至硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰完全溶解后,加入聚乙二醇继续搅拌5min后,加入乙二胺四甲叉磷酸钠和步骤A4制得的活化载体,在温度为60℃的条件下,继续搅拌2h,调节pH值为9,在温度为25℃的条件下,静置20h后,过滤去除滤液,将滤饼在温度为110℃的条件下,进行烘干5h,以速率为10℃/min的条件进行升温,至300℃,进行焙烧30min后,以速率为30℃/min的条件进行升温,至温度为600℃,焙烧1h,制得组分A。
所述的组分B由如下步骤制成:
步骤B1:将碳纳米管加入双氧水中,进行搅拌至混合均匀后,在温度为80℃的条件下,进行保温2h后,过滤去除滤液,将滤饼用去离子水进行洗涤至pH值为7后,进行烘干,得到改性碳纳米管,将改性碳纳米管和氯化亚铜进行混合至混合均匀后,在温度为400℃的条件下,进行焙烧4h,制得碳纳米管载体;
步骤B2:将碳纳米管载体和去离子水加入反应釜中,在转速为300r/min的条件下,进行搅拌至混合均匀后,加入氯化铁继续搅拌10h,静置2h后,过滤去除滤液,将滤饼在110℃的条件下,进行干燥3h后,在温度为300℃的条件下,进行焙烧10h,制得组分B。
实施例2
一种用于炼钢的脱硫剂,由如下重量份原料制成:25份组分A、13份组分B;2份十二烷基苯磺酸钠;60份去离子水;
该脱硫剂由如下步骤制成:
步骤S1:将组分B、十二烷基苯磺酸钠、去离子水加入反应釜中,在转速为400r/min的条件下,进行搅拌35min,制得混合液;
步骤S2:将组分A加入步骤S1制得的混合液中,在转速为180r/min的条件下,进行搅拌25min后,在频率为9kHz的条件下,进行超声处理2h后,过滤去除滤液,将滤饼在温度为350℃的条件下,焙烧3h,制得脱硫剂。
所述的组分A由如下步骤制成:
步骤A1:将氢氧化钙和乙醇加入反应釜中,在转速为600r/min,温度为35℃的条件下,进行搅拌至混合均匀后,滴加磷酸溶液,滴加完毕后,加入氨水至反应液pH值为11后,继续搅拌1.5h,加入甘油在温度为55℃的条件下,进行陈化13h后,在转速为11000r/min的条件下,进行离心4min后,去除上清液,沉淀物用去离子水进行洗涤3次,每次洗涤40s后,在温度为63℃的条件下,进行干燥,制得第一预载体;
步骤A2:将铁粉、均苯三酸、去离子水、硝酸溶液、饱和氟化氢水溶液加入反应釜中,进行搅拌至混合均匀后,以速率为6℃/min的条件进行升温,至温度为165℃,进行保温2.3h后,以速率为2℃的条件进行降温,至温度为30℃后,在转速为9000r/min的条件下,进行离心13min,去除上清液,将沉淀物加入乙醇中,在转速为400r/min,温度为73℃的条件下,进行搅拌18h后,真空干燥,制得第二预载体;
步骤A3:将步骤A1制得的第一预载体、步骤A2制得的第二预载体、蔗糖酯、乙二醇加入反应釜中,在转速为400r/min的条件下,进行分散至分散均匀后,在温度为45℃的条件下,加入正硅酸乙酯,进行搅拌18h后,升温在温度为90℃的条件下,进行保温13h后,过滤去除滤液,将滤饼进行干燥后,在温度为550℃的条件下,进行焙烧7h,制得预吸附载体;
步骤A4:将步骤A3制得的预吸附载体,进行粉碎并过4目筛网,将粉碎后预吸附载体和硝酸溶液加入反应釜中,在温度为78℃的条件下,进行回流3h后,过滤去除硝酸溶液,将滤饼和盐酸溶液加入反应釜中,在温度为55℃的条件下,进行回流2.3h后,过滤去除盐酸溶液,滤饼用去离子水溶液进行清洗至表面成中性,得到吸附载体,将吸附载体加入活化炉中,在温度为650℃的条件下,用水蒸汽进行活化2h,制得活化载体;
步骤A5:将硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰、去离子水加入反应釜中,在转速为600r/min的条件下,进行搅拌至硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰完全溶解后,加入聚乙二醇继续搅拌8min后,加入乙二胺四甲叉磷酸钠和步骤A4制得的活化载体,在温度为60℃的条件下,继续搅拌3h,调节pH值为10,在温度为30℃的条件下,静置23h后,过滤去除滤液,将滤饼在温度为115℃的条件下,进行烘干6h,以速率为15℃/min的条件进行升温,至350℃,进行焙烧40min后,以速率为40℃/min的条件进行升温,至温度为600℃,焙烧1.3h,制得组分A。
所述的组分B由如下步骤制成:
步骤B1:将碳纳米管加入双氧水中,进行搅拌至混合均匀后,在温度为83℃的条件下,进行保温2.5h后,过滤去除滤液,将滤饼用去离子水进行洗涤至pH值为7后,进行烘干,得到改性碳纳米管,将改性碳纳米管和氯化亚铜进行混合至混合均匀后,在温度为430℃的条件下,进行焙烧5h,制得碳纳米管载体;
步骤B2:将碳纳米管载体和去离子水加入反应釜中,在转速为400r/min的条件下,进行搅拌至混合均匀后,加入氯化铁继续搅拌13h,静置2.5h后,过滤去除滤液,将滤饼在115℃的条件下,进行干燥4h后,在温度为350℃的条件下,进行焙烧13h,制得组分B。
实施例3
一种用于炼钢的脱硫剂,由如下重量份原料制成:30份组分A、15份组分B;3份十二烷基苯磺酸钠;80份去离子水;
该脱硫剂由如下步骤制成:
步骤S1:将组分B、十二烷基苯磺酸钠、去离子水加入反应釜中,在转速为500r/min的条件下,进行搅拌40min,制得混合液;
步骤S2:将组分A加入步骤S1制得的混合液中,在转速为200r/min的条件下,进行搅拌30min后,在频率为10kHz的条件下,进行超声处理3h后,过滤去除滤液,将滤饼在温度为400℃的条件下,焙烧3h,制得脱硫剂。
所述的组分A由如下步骤制成:
步骤A1:将氢氧化钙和乙醇加入反应釜中,在转速为800r/min,温度为40℃的条件下,进行搅拌至混合均匀后,滴加磷酸溶液,滴加完毕后,加入氨水至反应液pH值为11后,继续搅拌1.5h,加入甘油在温度为60℃的条件下,进行陈化15h后,在转速为12000r/min的条件下,进行离心5min后,去除上清液,沉淀物用去离子水进行洗涤3次,每次洗涤50s后,在温度为65℃的条件下,进行干燥,制得第一预载体;
步骤A2:将铁粉、均苯三酸、去离子水、硝酸溶液、饱和氟化氢水溶液加入反应釜中,进行搅拌至混合均匀后,以速率为8℃/min的条件进行升温,至温度为170℃,进行保温2.5h后,以速率为3℃的条件进行降温,至温度为30℃后,在转速为10000r/min的条件下,进行离心15min,去除上清液,将沉淀物加入乙醇中,在转速为500r/min,温度为75℃的条件下,进行搅拌20h后,真空干燥,制得第二预载体;
步骤A3:将步骤A1制得的第一预载体、步骤A2制得的第二预载体、蔗糖酯、乙二醇加入反应釜中,在转速为500r/min的条件下,进行分散至分散均匀后,在温度为45℃的条件下,加入正硅酸乙酯,进行搅拌20h后,升温在温度为100℃的条件下,进行保温15h后,过滤去除滤液,将滤饼进行干燥后,在温度为600℃的条件下,进行焙烧8h,制得预吸附载体;
步骤A4:将步骤A3制得的预吸附载体,进行粉碎并过5目筛网,将粉碎后预吸附载体和硝酸溶液加入反应釜中,在温度为80℃的条件下,进行回流3h后,过滤去除硝酸溶液,将滤饼和盐酸溶液加入反应釜中,在温度为60℃的条件下,进行回流2.5h后,过滤去除盐酸溶液,滤饼用去离子水溶液进行清洗至表面成中性,得到吸附载体,将吸附载体加入活化炉中,在温度为700℃的条件下,用水蒸汽进行活化3h,制得活化载体;
步骤A5:将硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰、去离子水加入反应釜中,在转速为800r/min的条件下,进行搅拌至硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰完全溶解后,加入聚乙二醇继续搅拌10min后,加入乙二胺四甲叉磷酸钠和步骤A4制得的活化载体,在温度为65℃的条件下,继续搅拌3h,调节pH值为10,在温度为30℃的条件下,静置25h后,过滤去除滤液,将滤饼在温度为120℃的条件下,进行烘干8h,以速率为20℃/min的条件进行升温,至400℃,进行焙烧50min后,以速率为50℃/min的条件进行升温,至温度为650℃,焙烧1.5h,制得组分A。
所述的组分B由如下步骤制成:
步骤B1:将碳纳米管加入双氧水中,进行搅拌至混合均匀后,在温度为85℃的条件下,进行保温3h后,过滤去除滤液,将滤饼用去离子水进行洗涤至pH值为7后,进行烘干,得到改性碳纳米管,将改性碳纳米管和氯化亚铜进行混合至混合均匀后,在温度为450℃的条件下,进行焙烧5h,制得碳纳米管载体;
步骤B2:将碳纳米管载体和去离子水加入反应釜中,在转速为500r/min的条件下,进行搅拌至混合均匀后,加入氯化铁继续搅拌15h,静置3h后,过滤去除滤液,将滤饼在120℃的条件下,进行干燥5h后,在温度为400℃的条件下,进行焙烧15h,制得组分B。
对比例
本对比例为市场上一种常见的脱硫剂。
对上述实施例1-3和对比例制得的脱硫剂,进行性能测试测试结果如下表1所示;
表1
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 | |
脱硫率(%) | 93.28 | 90.03 | 92.55 | 72.35 |
硫容量(%) | 43.51 | 42.82 | 43.16 | 23.66 |
使用20次后的脱硫率(%) | 90.02 | 87.74 | 88.35 | 42.85 |
使用20次后的硫容量(%) | 28.74 | 26.31 | 26.93 | 7.32 |
由上表1可知实施例1-3制得的脱硫剂的脱硫率为90.03-93.28%,硫容量为42.82-43.51%,对比例制得的脱硫剂的脱硫率72.35%,硫容量为23.66%,实施例1-3制得的脱硫剂在使用20次后的脱硫率为87.74-90.02%,硫容量为26.31-28.74%,对比例制得的脱硫剂在使用20次后的脱硫率为42.85%,硫容量为7.32%,表明本发明制得脱硫剂具有很好的脱硫效果,且多次使用后仍具有很好的脱硫效果。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明,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,只要不偏离发明的构思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 (4)
1.一种用于炼钢的脱硫剂,其特征在于:由如下重量份原料制成:20-30份组分A、10-15份组分B、1-3份十二烷基苯磺酸钠、50-80份去离子水;
该脱硫剂由如下步骤制成:
步骤S1:将组分B、十二烷基苯磺酸钠、去离子水加入反应釜中,在转速为300-500r/min的条件下,进行搅拌30-40min,制得混合液;
步骤S2:将组分A加入步骤S1制得的混合液中,在转速为150-200r/min的条件下,进行搅拌20-30min后,在频率为8-10kHz的条件下,进行超声处理1-3h后,过滤去除滤液,将滤饼在温度为300-400℃的条件下,焙烧2-3h,制得脱硫剂;
所述的组分A由如下步骤制成:
步骤A1:将氢氧化钙和乙醇加入反应釜中,在转速为500-800r/min,温度为30-40℃的条件下,进行搅拌至混合均匀后,滴加磷酸溶液,滴加完毕后,加入氨水至反应液pH值为10-11后,继续搅拌1-1.5h,加入甘油在温度为50-60℃的条件下,进行陈化10-15h后,在转速为10000-12000r/min的条件下,进行离心3-5min后,去除上清液,沉淀物用去离子水进行洗涤2-3次,每次洗涤30-50s后,在温度为60-65℃的条件下,进行干燥,制得第一预载体;
步骤A2:将铁粉、均苯三酸、去离子水、硝酸溶液、饱和氟化氢水溶液加入反应釜中,进行搅拌至混合均匀后,以速率为5-8℃/min的条件进行升温,至温度为160-170℃,进行保温2-2.5h后,以速率为1-3℃的条件进行降温,至温度为25-30℃后,在转速为8000-10000r/min的条件下,进行离心10-15min,去除上清液,将沉淀物加入乙醇中,在转速为300-500r/min,温度为70-75℃的条件下,进行搅拌15-20h后,真空干燥,制得第二预载体;
步骤A3:将步骤A1制得的第一预载体、步骤A2制得的第二预载体、蔗糖酯、乙二醇加入反应釜中,在转速为300-500r/min的条件下,进行分散至分散均匀后,在温度为40-45℃的条件下,加入正硅酸乙酯,进行搅拌15-20h后,升温在温度为80-100℃的条件下,进行保温10-15h后,过滤去除滤液,将滤饼进行干燥后,在温度为500-600℃的条件下,进行焙烧6-8h,制得预吸附载体;
步骤A4:将步骤A3制得的预吸附载体,进行粉碎并过3-5目筛网,将粉碎后预吸附载体和硝酸溶液加入反应釜中,在温度为75-80℃的条件下,进行回流2-3h后,过滤去除硝酸溶液,将滤饼和盐酸溶液加入反应釜中,在温度为50-60℃的条件下,进行回流2-2.5h后,过滤去除盐酸溶液,滤饼用去离子水进行清洗至表面成中性,得到吸附载体,将吸附载体加入活化炉中,在温度为600-700℃的条件下,用水蒸气 进行活化1-3h,制得活化载体;
步骤A5:将硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰、去离子水加入反应釜中,在转速为500-800r/min的条件下,进行搅拌至硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰完全溶解后,加入聚乙二醇继续搅拌5-10min后,加入乙二胺四甲叉磷酸钠和步骤A4制得的活化载体,在温度为60-65℃的条件下,继续搅拌2-3h,调节pH值为9-10,在温度为25-30℃的条件下,静置20-25h后,过滤去除滤液,将滤饼在温度为110-120℃的条件下,进行烘干5-8h,以速率为10-20℃/min的条件进行升温,至300-400℃,进行焙烧30-50min后,以速率为30-50℃/min的条件进行升温,至温度为600-650℃,焙烧1-1.5h,制得组分A;
所述的组分B由如下步骤制成:
步骤B1:将碳纳米管加入双氧水中,进行搅拌至混合均匀后,在温度为80-85℃的条件下,进行保温2-3h后,过滤去除滤液,将滤饼用去离子水进行洗涤至pH值为7后,进行烘干,得到改性碳纳米管,将改性碳纳米管和氯化亚铜进行混合至混合均匀后,在温度为400-450℃的条件下,进行焙烧4-5h,制得碳纳米管载体;
步骤B2:将碳纳米管载体和去离子水加入反应釜中,在转速为300-500r/min的条件下,进行搅拌至混合均匀后,加入氯化铁继续搅拌10-15h,静置2-3h后,过滤去除滤液,将滤饼在110-120℃的条件下,进行干燥3-5h后,在温度为300-400℃的条件下,进行焙烧10-15h,制得组分B。
2.根据权利要求1所述的一种用于炼钢的脱硫剂,其特征在于:步骤A1所述的氢氧化钙、乙醇、磷酸溶液的用量比为2g:100mL:5-8mL,磷酸溶液的质量分数为30-35%,甘油的用量为氢氧化钙用量的10-15%,步骤A2所述的铁粉、均苯三酸、去离子水、硝酸溶液、饱和氟化氢水溶液的用量物质的量比为1:0.67:278:2:1.2-1.5,步骤A3所述的第一预载体、第二预载体、蔗糖酯、乙二醇的用量比为1g:1g:3-3.5mL:30mL,正硅酸乙酯的用量为第一预载体和第二预载体质量总和的50-60%,步骤A4所述的硝酸溶液的质量分数为25-30%,盐酸溶液的质量分数为38-40%,步骤A5所述的硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰的用量物质的量比为1:3:6,去离子水的用量为硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰质量和的10-15倍,聚乙二醇的用量为硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰质量和的3-5%,乙二胺四甲叉磷酸钠的用量为硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰质量和的2-5倍,活化载体的用量为硝酸铁、硝酸锌、硝酸锰质量和的30-50%。
3.根据权利要求1所述的一种用于炼钢的脱硫剂,其特征在于:步骤B1所述的改性碳纳米管和氯化亚铜的用量质量比为5:1-1.5,步骤B2所述的碳纳米管载体和氯化铁的用量质量比为10:1-2。
4.根据权利要求1所述的一种用于炼钢的脱硫剂的制备方法,其特征在于:具体包括如下步骤:
步骤S1:将组分B、十二烷基苯磺酸钠、去离子水加入反应釜中,在转速为300-500r/min的条件下,进行搅拌30-40min,制得混合液;
步骤S2:将组分A加入步骤S1制得的混合液中,在转速为150-200r/min的条件下,进行搅拌20-30min后,在频率为8-10kHz的条件下,进行超声处理1-3h后,过滤去除滤液,将滤饼在温度为300-400℃的条件下,焙烧2-3h,制得脱硫剂。
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