用於處理渣罐或桶及高溫冶金工具之方法
本發明係關於處理用於鋼鐵冶金或非鐵金屬冶金之渣罐及桶之領域。
通常，高溫冶金工業產生由於其密度低於熔融金屬之密度而漂浮於熔融金屬浴上方之爐渣，亦稱為熔渣。 以各種方式收集爐渣。第一技術在於罐之傾斜，在該罐中，熔融金屬槽上方為上清液。亦可藉由刮擦或藉由傾斜期間之溢流收集爐渣。 接著回收於通常由耐火材料、鑄鐵或鋼形成之渣罐或桶中。 在鋼鐵冶金工業中，存在高爐爐渣及煉鋼廠爐渣。 高爐爐渣為在高爐中製造鑄鐵而產生的副產物，其對應於鐵礦石，向高爐添加礦物摻合料及燃料熔渣，特定言之焦炭、煤及/或替代性燃料的熔渣。因此該副產物藉由密度差異與液體熔融鐵分離。 所產生的爐渣之量直接對應於所使用的鐵礦之富度。對於對富含鐵的礦石起作用的高爐而言，一般達到每頓鑄鐵產生180 kg至350 kg之爐渣的比例。 煉鋼廠爐渣來自高溫冶金工具，諸如各種精煉工具，諸如用於鑄鐵之脫硫的工具、將鑄鐵轉變成鋼的轉爐(BOF-鹼性氧氣爐)、電爐(EAF-電弧爐)、不鏽鋼精煉轉爐(AOD-氬氧脫碳)及用於二次冶金分級之各種工具。生產一噸的鋼會產生50 kg至150 kg的煉鋼廠爐渣。 煉鋼廠爐渣之功能為將雜質及非所要化學元素收集在一起。後者在大部分情況下呈氧化物之形式。其一般在所關注之高溫冶金工具之使用期間產生。 出於此目的，有必要管理其組成，以便使其具有反應性。高石灰含量將例如使爐渣能夠捕獲轉爐處的磷氧化物，使得有可能設想將其再處理為肥料。在熔桶冶金中，高石灰含量使爐渣呈鹼性，其有利於捕獲氧化鋁夾雜物。然而，此爐渣亦必須考慮到耐火磚。
更特定而言，本發明係關於處理用於在鋼鐵冶金及非鐵金屬冶金中製備金屬之工場中的由鋼或鑄鐵製成之渣罐及桶以及坩堝及管殼之領域。 更特定而言，本發明之上下文中所涉及之爐渣為煉鋼廠爐渣或來自非鐵金屬冶金之爐渣。 在本發明之上下文中，意欲收集煉鋼廠爐渣或來自冶金工業之爐渣的由鋼或鑄鐵製成之罐、桶、坩堝、管殼及類似者將被簡稱為「渣罐」。 在冶金工業中，渣罐之處理通常委託給轉包商，形成製造之一部分的渣罐通常形成冶金工業之一部分。 此外，在運送渣罐期間，出於安全原因，需要將渣罐保持在150℃以上以便防止任何水積聚。此係因為當爐渣自身溫度超過1200℃時倒入將引起爆炸。因此，在使渣罐投入使用之前常常加熱渣罐。 在渣罐之正常使用期間，憑藉來自爐渣之熱的積聚及保留，其溫度保持穩定且通常在250℃以上。當罐之溫度波動時，爐渣與形成罐之鑄鐵或鋼之間的膨脹係數的差異事實上將引起脫落。然而，在正常使用期間，該溫度的波動不足以引起脫落。因此，促進「渣殼(skull)」之形成。本發明之目標尤其在於克服此缺點。 當然，「渣殼」之形成為該過程中固有的且在所有情況下發生。然而，取決於處理方法是否最佳，其發生的範圍可更大或更小。 「渣殼」之形成亦取決於產生爐渣之煉鋼工具。具有物理或化學性質之一些煉鋼工具比其他煉鋼工具更易於形成渣殼。 此外，當渣罐之清潔花費較長時間且需要「去渣殼」(機械地移除黏附於渣罐壁的渣殼層)時，渣罐在暴露於氣候條件下及「去渣殼」過程之持續時間之後顯著地冷卻。接著，需要後續再加熱。然而，此加熱表示顯著及過高的熱能，以便使得有可能返回至約250℃之最佳溫度範圍。因此，一般而言，清潔之後，出於上文所提及之安全原因，將容器再加熱至約150℃。 目前，礦物層可沈積於渣罐之內壁上。此解決方案主要對中間渣相之形成起作用。舉例而言，經沈積之此礦物層可涉及藉助於提供冷卻效應的吸熱反應形成中間渣相，或相反以較高熔點形成中間相，或對與相變相關的其他效應起作用，諸如藉由對膨脹或對收縮起作用。 上文所提及之此等技術主要使用耐火懸浮液或混合之石灰及爐渣之礦物懸浮液。然而，此等懸浮液包含混合物中之化合物，其組成對爐渣之組成具有影響，爐渣之化學性質因此而經修改，諸如鹼度(藉由固體級分中鹼性元素之量與酸性元素之量的比率判定)，藉由根據倒入渣罐或桶中之爐渣的鹼度調適懸浮液之鹼度來修改該鹼度。 儘管涉及懸浮液的此等技術解決方案目前被認為正確地發揮了作用，但其亦高度取決於倒入渣罐或桶中之爐渣的化學組成及均質性。因此，坦白而言，由於爐渣之組成並非總是均質的，且由於其總體組成亦可因工具不同而不同或甚至對於相同工具而言隨時間而變化，故亦必須調適此等懸浮液之組成，這使得該過程尤其複雜且高度手動化。此(例如)描述於文獻US 5437890中。 文獻US 5437890揭示具有耐火材料之渣罐壁的預處理，該耐火材料具有包含石灰、細渣及水之實質礦物混合物，以便防止爐渣黏著至耐火壁而損壞罐壁。 在過去，有時將石灰懸浮液用於此類型之應用。冶金工業中之工場則粗製地生產石灰懸浮液，其具有許多缺點，諸如低效能、極厚之壁上包層、容器中或渣罐中存在殘餘水，此表示危險、變髒及複雜且高度手動的應用，且最後，相較於簡化處理所獲得的不佳結果，此等解決方案極其昂貴。 文獻JP 2015/094020及文獻JPS 63295458例如對使用石灰懸浮液的處理進行了報告。 舉例而言，文獻JP 2015/094020揭示渣罐之內表面之處理，該處理藉由在實施脫硫處理期間噴灑待用於熱渣再循環過程中之石灰懸浮液而進行。噴灑石灰懸浮液之管道連接至石灰懸浮液儲集器，其中石灰懸浮液的石灰濃度相對於石灰懸浮液之總重量為13.5 wt%至15 wt%。皆噴灑至渣罐之內表面上之石灰懸浮液及洗滌水之過量部分返回至石灰懸浮液儲集器。 文獻JPS 63295458亦揭示將熟石灰送至渣罐壁上以便有助於在爐渣冷卻及固化時將爐渣自罐排空。然而，此文獻未揭示石灰之任何特性，或如何或甚至以何種比例塗覆於渣罐之內壁。此外，此文獻未描述關於藉由傾倒沈積爐渣之任何內容。相反，根據此文獻，等待爐渣固化以便能夠將其自渣罐或桶移除。 如可見，現有技術使用礦物懸浮液，其組成複雜且需要可適於爐渣之組成的調配步驟，抑或極粗且不可控的礦物懸浮液，該等懸浮液最後並不極其有效。因此，需要獲得最佳化的、實施簡單且有效的渣罐或桶之處理。 本發明之目標在於藉由獲得以下方法來克服先前技術之缺點，該方法獲得鋼或鑄鐵渣罐及桶的最佳化預處理以便有助於其在高溫冶金煉鋼場的處理，該等高溫冶金煉鋼場位於煉鋼或高溫冶金工具處收集爐渣之點與沈積場(通常，掩埋場)中之爐渣之傾倒點之間。 為解決此問題，根據本發明提供一種用於處理渣罐或桶之方法，該渣罐或桶包含內壁及外壁，該方法包含以下步驟： a)將爐渣收集在高溫冶金工具之該渣罐或桶中， b)將該渣罐或桶自該高溫冶金工具輸送至爐渣沈積場，通常輸送至掩埋場， c)在該爐渣沈積場處、通常在掩埋場處排空該罐或桶，以便消除其含有之爐渣， d)在至少一個步驟-爐渣之收集之前將礦物懸浮液噴灑至該渣罐或桶之內壁上，以便使該內壁內襯有礦物層，及 e)將內襯有該礦物層之該渣罐或桶投入使用，以供爐渣之收集a)。 根據本發明之方法之特徵在於該渣罐或桶為鋼或鑄鐵罐或桶，且特徵在於該礦物懸浮液包含懸浮液中呈水相在之形成鈣粒子乳之鈣粒子及視情況選用之添加劑，該等鈣粒子選自由以下組成的群組：熟石灰、至少部分熟化之脫二氧化碳白雲石、石灰石及其混合物，且鈣粒子含量相對於該鈣粒子乳之重量介於20 wt%與60 wt%之間，該礦物層為精細層。 在本發明之含義中，用語「投入使用」意謂使渣罐或桶進入渣罐或桶預期作用(亦即爐渣之收集)的循環。 如可見，根據本發明之方法係針對鋼或鑄鐵罐。 此係因為在本發明之上下文中，與由鋼或鑄鐵製成(而非由耐火材料製成)之渣罐或桶相關的選擇使得有可能最好地利用形成渣罐或桶之金屬類型的材料與形成爐渣之氧化物之間的膨脹係數的差異。 當由排他地選自由熟石灰、至少部分熟化之脫二氧化碳白雲石、石灰石及其混合物組成的小群組之鈣粒子形成之乳液的鈣粒子含量相對於鈣粒子乳之總重量介於20 wt%與60 wt%之間時，該乳液經塗佈於渣罐或桶之內壁，產生精細均質礦物層，且出人意料地發現倒入其上之乳液在排放倒出時不黏著或僅有極少黏著。因此形成之層充當剝除劑，該剝除劑形成藉由顯著減小渣罐或桶與倒入其中之爐渣之間的黏著力而顯著減少渣殼之形成的層。 鈣粒子乳中鈣粒子之介於20%與60%之間的特定濃度使得有可能在噴灑鈣粒子乳時，在接觸熱壁時差不多立即蒸發的懸浮液中所含之水及待塗覆且因而形成精細均質層之鈣粒子層不會影響爐渣中之鈣粒子之濃度，且亦避免促成爐渣中存在殘餘水，該殘餘水對渣罐或桶之處理而言很危險。 此係因為當噴灑鈣粒子乳時，罐或桶之溫度大於100℃，導致鈣粒子乳中所含之水蒸發，且因此留下鈣粒子之精細均質層。 在本發明之含義中，用語「在表面上塗佈有礦物層之渣罐或桶」意謂大致70%、例如超過80%、特定言之超過85%或甚至超過90%的表面塗佈有精細礦物層。 氧化鈣CAO通常被稱為「生石灰」，而氫氧化鈣CA(OH)2
被稱為「消石灰」或「熟石灰」，該兩種化合物有時通俗地被稱為「石灰」。換言之，石灰為一種分別基於氧化鈣或氫氧化鈣之工業產物。 「生石灰」意謂一種礦物固體材料，其化學組成主要為氧化鈣CaO。生石灰一般藉由石灰石(主要由CaCO3
組成)之煅燒獲得。 生石灰亦可含有雜質，諸如氧化鎂MgO，氧化硫SO3
，二氧化矽SiO2
或氧化鋁Al2
O3
等，其總量為幾wt%。雜質在此以其氧化物形式表示，但其當然可以各種相呈現。生石灰一般亦含有幾wt%之殘餘石灰石，被稱為生的(uncooked)殘餘物。 根據本發明之合適的生石灰可包含MgO，以MgO形式表示，其量相對於生石灰之總重量處於0.5 wt%至10 wt%之範圍內，較佳地小於或等於5 wt%，更佳地小於或等於3 wt%，尤佳地小於或等於1 wt%。 通常，為形成熟石灰，在水存在下使用生石灰。生石灰中之氧化鈣在被稱為水合作用或熟化之高度放熱的反應中與水快速反應以便形成二氫氧化鈣Ca(OH)2
，呈熟石灰或消石灰之形式。下文中，二氫氧化鈣將被簡稱為氫氧化鈣。 因此，熟石灰可含有與生石灰之雜質相同的雜質，該熟石灰由該生石灰產生。 熟石灰亦可包含Mg(OH)2
，其量相對於熟石灰之總重量處於0.5 wt%至10 wt%之範圍內，較佳地小於或等於5 wt%，更佳地小於或等於3 wt%，尤佳地小於或等於1 wt%。 熟石灰亦可包含在熟化步驟期間可能尚未完全水合之氧化鈣，或碳酸鈣CaCO3
。碳酸鈣可來自原始(生的)石灰石，該熟石灰係自該原始石灰石獲得(藉助於氧化鈣)，或碳酸鈣可來自藉由與含有CO2
之氛圍接觸的熟石灰之部分碳酸化反應。 根據本發明之熟石灰中之氧化鈣之量一般為相對於熟石灰之總重量小於或等於3 wt%，較佳地小於或等於2 wt%且更佳地小於或等於1 wt%。 根據本發明之熟石灰中之CO2
(主要呈CaCO3
形式)之量相對於根據本發明之熟石灰之總重量小於或等於5 wt%，較佳地小於或等於3 wt%，更佳地小於或等於2 wt%。 在本發明之含義中，用語「石灰乳」意謂呈水相的濃度大於或等於200 g/kg的熟石灰固體粒子懸浮液。固體粒子顯然可含有雜質，亦即衍生自SiO2
、Al2
O3
、Fe2
O3
、MnO、P2
O5
及/或SO3
之相，總體相當於每公斤幾十公克。此等固體粒子亦可含有在熟化期間未經水合之氧化鈣，正如其可含有可能以白雲石形式組合的碳酸鈣CaCO3
及/或碳酸鎂MgCO3
。 同樣，在本發明之含義中，字組「鈣粒子乳」意謂呈水相之濃度大於或等於200 g/kg之固體鈣粒子懸浮液。 白雲石包含比例可變之碳酸鈣及碳酸鎂兩者以及各種雜質。白雲石之熬煉引起CO2
之釋放(脫二氧化碳)且獲得生白雲質產物，亦即主要由CaO及MgO組成，但可餘留更多或更少量之碳酸鹽、尤其CaCO3
。在熟化期間，為了產生至少部分水合的脫二氧化碳白雲石，添加水以便水合脫二氧化碳白雲石之生的部分。由於CaO對水之親合力比MgO對水之親合力高得多，因此通常需要在壓力下例如在高壓釜中進行水合，因此得到至少部分水合的產物。實際上一部分MgO通常保持呈MgO形式。在至少部分水合的脫二氧化碳白雲石中，氧化物、碳酸鹽與水合部分之間的Ca/Mg比例高度可變。 在本發明之含義中，術語「石灰石」意謂自石灰石礦產生之自然礦物材料，或當必須控制性質時自生石灰之碳酸化產生之自然礦物材料。石灰石具有通式CaCO3
且顯然可含有雜質。 在根據本發明之一特定實施例中，鈣粒子乳為石灰乳，且該等鈣粒子為熟石灰粒子。 當爐渣經傾倒至渣罐或桶中時，礦物層之熟石灰粒子有可能當場全部或部分地轉變成生石灰。然而，在任何情況下，礦物層之剝除效應使爐渣能夠被排放，其夾帶礦物層且因此使渣罐或桶完全清潔以供之後的操作。 更特定而言，當傾倒爐渣時，由於渣之溫度在1200℃以上，熟石灰無論如何亦轉變成生石灰。此轉變釋放蒸汽，該蒸汽在爐渣與渣罐或桶之內壁之間形成的大量附著點處使傾倒之爐渣剝離。此顯著地減小爐渣黏著至由石灰粒子形成之礦物層的總表面積。 即使塗覆塗層且將渣罐或桶儲存不確定之時間段，包含氫氧化鈣之礦物層與碳酸化合且因此轉變成碳酸鈣層。當將爐渣倒入碳酸鈣時，由於爐渣之溫度在1200℃以上，因此藉由釋放CO2
而非蒸汽 (但兩種現象可同時出現)，碳酸鈣經脫二氧化碳且形成生石灰。 因此，由於不再需要進行所形成渣殼之機械剝離或將罐或桶升至足以投入使用的溫度，故簡化了渣罐及桶之處理。一旦已傾卸爐渣，僅需要再次汽化石灰乳。 層之精細度及其均質性為石灰乳中熟石灰粒子之濃度及大小之結果，其對於在傾卸期間以及同時為了達成剝除效應而達成帶有爐渣之礦物層之消除而言顯然相當重要。 有利地，該礦物懸浮液之鈣粒子乳中之該等鈣粒子的平均粒度d50
介於1.5 μm與10 μm之間。 有利地，該礦物懸浮液之鈣粒子乳中之該等鈣粒子的平均粒度d50
小於或等於8 μm，特定言之小於或等於6 μm，更特定而言小於或等於5 μm，更特定而言小於4 μm。 有利地，該礦物懸浮液之鈣粒子乳中之該等鈣粒子的平均粒度d50
大於或等於2 μm，特定言之大於或等於2.5 μm。 符號dx
表示直徑，以μm表示，關於該直徑，所量測之粒子或顆粒之X%較小。 粒子越精細，發生蒸汽或CO2
之釋放的反應越好，其允許如上文所說明之爐渣之脫落。 在本發明之含義中，石灰乳之反應性根據歐洲標準EN 12485 (2010) § 6.11 (「Determination of solubility index by conductivity」)加以表徵。此方法自身來源於van Eekeren等人之作品，其揭示於文獻「Improved milk-of-lime for softening of drinking water」中，M.W.M. van Eekeren，J.A.M. van Paassen，C.W.A.M. Merks，KIWA NV Research and Consultancy，Nieuwegein，1993年9月，由KIWA，Royal Netherland Water Analysis Institute (KIWA NV Research and Consultancy，Groningenhaven 7，PO Box 1072，3430BB Nieuwegein)製作及發行。 因此石灰乳之反應性藉由溶液之傳導性之量測隨時間之變化而評估，該溶液藉由在較大體積之脫礦質水中稀釋少量石灰乳而製備。特定言之應注意，對應於端點處為最大傳導性之x% (x% = 63%、80%、90%及95%)的傳導性的點(參見EN 12485 (2010) § 6.11.6.2)。接著自傳導性相對於時間的曲線圖獲得以秒計之對應溶解時間 t ( x %)
(參見EN 12485 (2010)之圖2)。 已知當粒子之大小越小時，石灰粒子在脫礦質水中之溶解速率越快(t(x%)越小)。換言之，當石灰乳之組成粒子越小時，其反應性一般越高。 在根據本發明之方法之一較佳實施例中，當該礦物懸浮液含有或為石灰乳時，石灰乳具有以溶解時間t(90%)形式表示之反應性，該溶解時間大於0.1秒、特定言之大於0.2秒，且小於10秒、特定言之小於5秒。 當石灰乳具有此反應性時，熟石灰粒子具有對於促成精細礦物層(特定言之均質礦物層)之形成亦足夠精細之粒度，該精細礦物層參與爐渣之剝除之簡化。 有利地，該鈣粒子乳具有由如文獻WO 2001/096240中描述之瓶子試驗表徵之穩定性。 較佳地，該礦物懸浮液之該等添加劑選自由以下組成的群組：碳水化合物以及分散劑及流化添加劑，諸如聚碳酸鹽或聚丙烯酸鹽或聚膦酸鹽，特定言之DTPMP。 有利地，該礦物懸浮液之流化添加劑之該分散相對於該礦物懸浮液之重量具有0.2%與5%之間的質量比例。較佳地，相對於該礦物懸浮液之重量，前述添加劑之比例小於或等於3%，特定言之小於或等於2%，更特定而言小於或等於1.5%。較佳地，相對於該礦物懸浮液之重量，前述添加劑之比例大於或等於0.5%。 在存在碳水化合物之情況下，以例如相對於該礦物懸浮液之總重量介於0.2 wt%與3 wt%之間、較佳地介於0.4 wt%與2 wt%之間、更佳地介於0.5 wt%與1.5 wt%之間、甚至更有利地介於0.5 wt%與1 wt%之間的比例，礦物懸浮液經塗佈於渣罐或桶之內壁上。 當然，複數種前述添加劑可存在於該礦物懸浮液中，特定言之一或多種碳水化合物以及一或多種分散劑或流化劑。 如上文所提及，在噴灑礦物懸浮液時，懸浮液中所含之水與熱壁接觸時幾乎立即蒸發。若礦物懸浮液含有碳水化合物，亦由於渣罐或桶之溫度在100℃以上，礦物懸浮液中所含之水之蒸發引起碳水化合物濃度迅速增加，直至形成協助鈣粒子黏著至渣罐之壁的弱黏著劑。 當將自熔爐出來之爐渣倒入渣罐或桶中時，爐渣之溫度產生碳水化合物之煅燒反應，當鈣粒子為熟石灰粒子或至少部分水合的脫二氧化碳白雲石時，可能同時伴有氫氧化鈣之脫水，其有助於爐渣之剝除，此等現象自500℃起出現。 此係因為當將爐渣倒入渣罐或桶中時，由噴灑形成之精細礦物層使得有可能在礦物層後(在渣罐或桶之內壁與礦物層之間的界面處)產生剪切平面。相較於爐渣至渣罐或桶之內壁的潛在黏著，由於碳水化合物之存在滿足弱黏著劑之作用，可先驗地產生剪切平面。 隨後，「黏合」至渣罐或桶之內壁之礦物層由精細礦物粒子組成。在將爐渣倒入之前，渣罐或桶之溫度為100℃至350℃之通常溫度，即礦物粒子穩定的溫度。因此可在渣罐或桶之使用之前很久，將礦物層塗覆至渣罐或桶。因此經塗佈之渣罐或桶甚至可儲存。 例如比例介於0%與5%之間、較佳地介於0.05%與3%之間、更特定而言介於0.1%與2%之間的分散劑或流化劑可例如為：聚合物或礦物添加劑，諸如陰離子聚合物或酸性聚合物；硼酸及硼酸之水溶性鹽，諸如鹼金屬硼酸鹽、硼酸鋁；例如包含至少兩個酸基之C2
至C10
羧酸及其鹽，諸如鹼金屬鹽或銨鹽；氫氧化物；碳酸鹽；硫酸鹽；硝酸鹽；磷酸鹽；或鹼金屬或銨金屬。 用於本發明之上下文中之術語「陰離子聚合物」描述含有酸基、呈游離形式、經中和或部分經中和的所有聚合物。 在本發明之上下文中合適的此類陰離子聚合物之實例可選自用於礦物懸浮液生產之可商購的陰離子分散劑，諸如： -均聚物，其使用酸單體製備，該酸單體諸如丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸、順丁烯二酸酐、反丁烯二酸、衣康酸、衣康酸酐、阿康酸(aconitic acid)、丁烯酸、異丁烯酸、甲基反丁烯二酸、乙烯基乙酸、羥基丙烯酸、十一碳烯酸、烯丙基磺酸、乙烯基磺酸、烯丙基膦酸、乙烯基膦酸、2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸或2-丙烯醯胺基乙醇酸； -共聚物，其使用上文所提及之群組中之至少一種單體及視情況選用之一或多種非酸單體製備，該一或多種非酸單體諸如丙烯醯胺、丙烯酸酯、丙烯醛、甲基丙烯酸酯、順丁烯二酸酯、衣康酸酯、反丁烯二酸酯、乙酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、正乙烯吡咯啶酮、2-羥乙基丙烯酸酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯醯胺、N-(羥甲基)丙烯醯胺或乙烯基甲醯胺。 此等聚合物可呈游離酸、鹼金屬鹽、部分或完全可溶於水之混合鹽形式。較佳的離子聚合物由丙烯酸及選自以下之單體中之一者或其他者以100:0至50:50(以重量計)之較佳組成形成且以鈉鹽形式完全中和：丙烯醯胺、二甲基丙烯醯胺、甲基丙烯酸、順丁烯二酸或AMPS(2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸)。 在本發明之一特定實施例中，該分散劑或流化劑為磷酸鹽或膦酸，該磷酸鹽或膦酸選自經氮化或未經氮化之有機膦酸或其鹽，更特定而言選自由以下組成的群組：胺基伸烷基聚膦酸，其中伸烷基含有1至20個碳原子；羥基亞烷基膦酸，其中亞烷基含有2至50個碳原子；膦醯基-烷基聚羧酸，其中烷基含有3至12碳原子，且其中烷基膦酸與羧酸之莫耳比在1:2至1:4範圍內；其衍生物，諸如其鹽；及其混合物。 在本發明之另一特定實施例中，該膦酸鹽或膦酸包含2至8個、較佳地2至6個呈酸形式之特徵性「膦酸」基團。 更特定而言，該膦酸鹽或膦酸選自由以下組成的群組：胺基參(亞甲基膦)酸(ATMP)、1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸(HEDP)、乙二胺肆(亞甲基膦)酸(EDTMP)、六亞甲基二胺肆(亞甲基膦)酸(HDTMP)、二伸乙基三胺五(亞甲基膦)酸(DTPMP)、(2-羥基)乙胺基-N,N-雙(亞甲基膦)酸(HEMPA)、2-膦醯基-1,2,4-丁烷三羧酸(PBTC)、6-胺基-1-羥基伸己基-N,N-二膦酸(奈立膦酸(neridronic acid))、N,N'-雙(3-胺丙基)乙二胺六(亞甲基膦)酸、雙(六亞甲基三胺)五(亞甲基膦)酸、胺基參(亞甲基膦酸)氧化酸、其衍生物(諸如其鹽)及其混合物。 在本發明之一特定實施例中，該碳水化合物選自由以下組成的群組：雙醣，諸如蔗糖(sucrose或saccharose)；山梨醇；單醣；寡醣；木糖；葡萄糖；半乳糖；果糖；甘露糖；乳糖；麥芽糖；葡糖醛酸；葡萄糖酸；赤藻糖醇；木糖醇；乳糖醇；麥芽糖醇；糊精；環糊精；菊糖；葡萄糖醇；糖醛酸；鼠李糖；阿拉伯糖；赤藻糖；蘇糖；核糖；阿洛糖；海藻糖；半乳糖醛酸；及其混合物。 在根據本發明之方法之一尤佳實施例中，該碳水化合物選自由諸如蔗糖之雙醣、山梨醇及其混合物組成的群組。 除降低此等碳水化合物之成本之態樣以外，結合其與石灰乳之完美相容性，已知此等碳水化合物減小石灰乳之黏度且使其一直保持較低，因此有助於滿足石灰乳之儲存條件。 在根據本發明之方法之一個實施例中，該鈣粒子乳之黏度介於0.1 Pa.s與2 Pa.s之間，換言之介於100 cps與2000 cps之間。有利地，該黏度大於0.15 Pa.s且小於1 Pa.s，較佳地小於0.6 Pa.s，更佳地小於0.5 Pa.s，甚至更佳地小於0.3 Pa.s。 石灰乳之黏度對於懸浮液之使用及操控(泵送、在管道中輸送等)為決定性性質。為此，可根據經驗確定懸浮液之動態黏度必須小於2 Pa.s (US 5616283)且期望動態黏度不超出1.5 Pa.s (WO 2007/110401)。 在本發明之上下文中之黏度係藉助於Brookfield類型DV-III黏度計(流變儀)在100轉/分鐘(rpm)下使用LV 3號針量測。 在本發明之又一變體中，該鈣粒子乳之該等鈣粒子之d97
粒度介於7 μm與100 μm之間。 有利地，該鈣粒子乳之該等鈣粒子之d97
粒度大於或等於10 μm且小於或等於20 μm，特定言之小於或等於15 μm。 更特定而言，在根據本發明之方法中，該鈣粒子乳之鈣粒子含量相對於鈣粒子乳之總重量大於或等於25 wt%，較佳地大於或等於27 wt%，較佳地大於或等於30 wt%，及較佳地大於或等於35 wt%，且鈣粒子含量相對於鈣粒子乳之總重量小於或等於55 wt%，較佳地小於或等於50 wt%，較佳地小於或等於48 wt%。 尤其有利地，在根據本發明之方法中，塗佈於內壁上之該礦物層之層厚度介於0.1 mm與5 mm之間，較佳地介於0.15 mm與3 mm之間，更佳地介於0.2 mm與2 mm之間，特定言之介於0.5 mm與1 mm之間。 在隨附申請專利範圍中說明根據本發明之方法之其他實施例。 本發明之另一主題在於選自由熟石灰、至少部分熟化之脫二氧化碳白雲石、石灰石及其混合物組成的群組的鈣粒子乳之用途，其用於使由鋼或鑄鐵製成的渣罐或桶之內壁內襯有鈣粒子乳之礦物層，其中該鈣粒子乳經噴灑且鈣粒子含量相對於鈣粒子乳之總重量介於20 wt%與60 wt%之間。 有利地，鈣粒子乳之該礦物層之層厚度介於0.1 mm與5 mm之間，較佳地介於0.15 mm與3 mm之間，更佳地介於0.2 mm與2 mm之間，特定言之介於0.5 mm與1 mm之間。 根據一較佳用途，鈣粒子乳為石灰乳且該等鈣粒子為熟石灰粒子。 更特定而言，該礦物懸浮液之該等鈣粒子的平均粒度d50
介於1.5 μm與10 μm之間。 有利地，該礦物懸浮液之鈣粒子乳中之該等鈣粒子的平均粒度d50
小於或等於8 μm，特定言之小於或等於6 μm，更特定而言小於或等於5 μm，更特定而言小於4 μm。 有利地，該礦物懸浮液之鈣粒子乳中之該等鈣粒子的平均粒度d50
大於或等於2 μm，特定言之大於或等於2.5 μm。 根據本發明之一較佳用途，該礦物懸浮液之該等添加劑選自由以下組成的群組：碳水化合物、分散劑、流化添加劑，諸如聚碳酸鹽或聚丙烯酸鹽或聚膦酸鹽，特定言之DTPMP。 根據本發明之一更佳用途，該碳水化合物選自由以下組成的群組：雙醣，諸如蔗糖；山梨醇；單醣；寡醣；木糖；葡萄糖；半乳糖；果糖；甘露糖；乳糖；麥芽糖；葡糖醛酸；葡萄糖酸；赤藻糖醇；木糖醇；乳糖醇；麥芽糖醇；糊精；環糊精；菊糖；葡萄糖醇；糖醛酸；鼠李糖；阿拉伯糖；赤藻糖；蘇糖；核糖；阿洛糖；海藻糖；半乳糖醛酸；及其混合物。 更特定而言，該碳水化合物選自由諸如蔗糖或醣類之雙醣、山梨醇及其混合物組成的群組。 較佳地，根據本發明，該鈣粒子乳之黏度介於0.1 Pa.s與2 Pa.s之間。 在本發明之一較佳用途中，該鈣粒子乳之該等鈣粒子之d97
粒度介於7 μm與100 μm之間。 有利地，根據本發明，該鈣粒子乳之鈣粒子含量相對於鈣粒子乳之總重量大於或等於25 wt%，較佳地大於或等於27 wt%，較佳地大於或等於30 wt%，及較佳地大於或等於35 wt%，且鈣粒子含量相對於鈣粒子乳之總重量小於或等於55 wt%，較佳地小於或等於50 wt%，較佳地小於或等於48 wt%。 在隨附申請專利範圍中提及根據本發明之其他實施例。 本發明亦係關於一種用於處理高溫冶金工具的方法，該高溫冶金工具包含內壁及外壁，該方法包含以下步驟： a)使用該高溫冶金工具， b)清潔該高溫冶金工具， c)在至少一個步驟-使用該高溫冶金工具之前將礦物懸浮液噴灑至該高溫冶金工具之該內壁及/或該外壁上，以便使該內壁及/或該外壁內襯有礦物層，及 d)將該高溫冶金工具投入使用，該高溫冶金工具之該內壁及/或該外壁內襯有該礦物層，以供其使用a)。 該外壁有時亦被稱為外殼。 此方法之特徵在於該高溫冶金工具為由鋼或鑄鐵製成之工具，且特徵在於該礦物懸浮液包含在懸浮液中呈水相之形成鈣粒子乳之鈣粒子及視情況選用之添加劑，該等鈣粒子選自由以下組成的群組：熟石灰、至少部分熟化之脫二氧化碳白雲石、石灰石及其混合物，且鈣粒子含量相對於該鈣粒子乳之重量介於20 wt%與60 wt%之間，該礦物層為精細層。 如可見，根據本發明之方法係針對由鋼或鑄鐵罐製成之罐。 此係因為在本發明之上下文中，與由鋼或鑄鐵製成(而非由耐火材料製成)之渣罐或桶相關的選擇使得有可能最好地利用形成渣罐或桶之金屬類型的材料與爐渣氧化物之間的膨脹係數的差異。 當排他地選自由熟石灰、至少部分熟化之脫二氧化碳白雲石、石灰石及其混合物組成的小群組之鈣粒子乳的鈣粒子含量相對於鈣粒子乳之總重量介於20 wt%與60 wt%之間時，其內襯於該高溫冶金工具之內壁或外壁，形成精細均質礦物層，且出人意料地發現此等高溫冶金工具之維護的頻率顯著降低且更容易。 在根據本發明之一特定實施例中，鈣粒子乳為石灰乳，且該等鈣粒子為熟石灰粒子。 有利地，該礦物懸浮液之鈣粒子乳中之該等鈣粒子的平均粒度d50
介於1.5 μm與10 μm之間。 有利地，該礦物懸浮液之該鈣粒子乳中之該等鈣粒子的平均粒度d50
小於或等於8 μm，特定言之小於或等於6 μm，更特定而言小於或等於5 μm，更特定而言小於4 μm。 有利地，該礦物懸浮液之該鈣粒子乳中之該等鈣粒子的平均粒度d50
大於或等於2 μm，特定言之大於或等於2.5 μm。 符號dx
表示直徑，以μm表示，關於該直徑，所量測之粒子或顆粒之X%較小。 粒子越精細，釋放蒸汽或CO2
之反應越好，其允許如先前所說明之乳液之脫落。 在本發明之含義中，石灰乳之反應性根據歐洲標準EN 12485 (2010) § 6.11 (「Determination of solubility index by conductivity」)加以表徵。此方法自身來源於van Eekeren等人之作品，其揭示於文獻「Improved milk-of-lime for softening of drinking water」中，M.W.M. van Eekeren，J.A.M. van Paassen，C.W.A.M. Merks，KIWA NV Research and Consultancy，Nieuwegein，1993年9月，由KIWA，Royal Netherland Water Analysis Institute (KIWA NV Research and Consultancy，Groningenhaven 7，PO Box 1072，3430BB Nieuwegein)製作及發行。 因此石灰乳之反應性藉由溶液之傳導性之量測隨時間之變化而評估，該溶液藉由在較大體積之脫礦質水中稀釋少量石灰乳而製備。特定言之應注意，對應於端點處為最大傳導性之x% (x% = 63%、80%、90%及95%)的傳導性的點(參見EN 12485 (2010) § 6.11.6.2)。接著自傳導性相對於時間的曲線圖獲得以秒計之對應溶解時間
t(x%) (參見EN 12485 (2010)之圖2)。 已知當粒子之大小越小時，石灰粒子在脫礦質水中之溶解速率越快(t(x%)越小)。換言之，當石灰乳之組成粒子越小時，其反應性一般越高。 在根據本發明之方法之一較佳實施例中，當該礦物懸浮液含有或為石灰乳時，其具有以溶解時間t(90%)形式表示之反應性，該溶解時間大於0.1秒、特定言之大於0.2秒，且小於10秒、特定言之小於5秒。 當石灰乳具有此反應性時，熟石灰粒子具有對於促成精細礦物層(特定言之均質礦物層)之形成亦足夠精細之粒度，該精細礦物層參與爐渣之剝除之簡化。 可使用如文獻WO 2001/096240中描述之被稱為瓶子試驗的穩定性方法判定鈣粒子乳之穩定性或礦物懸浮液之穩定性。 較佳地，該礦物懸浮液之該等添加劑選自由以下組成的群組：碳水化合物以及分散劑及流化添加劑及其混合物，諸如聚碳酸鹽或聚丙烯酸鹽或聚膦酸鹽，特定言之DTPMP。 先前已提及可用於本發明之上下文中之分散劑或流化劑。 當然，複數種前述添加劑可存在於該礦物懸浮液中，特定言之一或多種碳水化合物以及一或多種分散劑或流化劑。 在本發明之一特定實施例中，該碳水化合物選自由以下組成的群組：雙醣，諸如蔗糖；山梨醇；單醣；寡醣；木糖；葡萄糖；半乳糖；果糖；甘露糖；乳糖；麥芽糖；葡糖醛酸；葡萄糖酸；赤藻糖醇；木糖醇；乳糖醇；麥芽糖醇；糊精；環糊精；菊糖；葡萄糖醇；糖醛酸；鼠李糖；阿拉伯糖；赤藻糖；蘇糖；核糖；阿洛糖；海藻糖；半乳糖醛酸；及其混合物。 在根據本發明之方法之一尤佳實施例中，該碳水化合物選自由諸如蔗糖之雙醣、山梨醇及其混合物組成的群組。 除降低此等碳水化合物之成本之態樣以外，結合其與石灰乳之完美相容性，已知此等碳水化合物減小石灰乳之黏度且使其一直保持較低，因此有助於滿足石灰乳之儲存條件。 在根據本發明之方法之一個實施例中，該鈣粒子乳之黏度介於0.1 Pa.s與2 Pa.s之間，換言之介於100 cps與2000 cps之間。 石灰乳之黏度對於懸浮液之使用及操控(泵送、在管道中輸送等)為決定性性質。為此，可根據經驗確定懸浮液之動態黏度必須小於2 Pa.s (US 5616283)且期望動態黏度不超出1.5 Pa.s (WO 2007/110401)。 在本發明之上下文中之黏度係藉助於Brookfield類型DV-III黏度計(流變儀)在100轉/分鐘(rpm)下使用LV 3號針量測。 在本發明之又一變體中，該鈣粒子乳之該等鈣粒子之d97
粒度介於7 μm與100 μm之間。 更特定而言，在根據本發明之方法中，該鈣粒子乳之鈣粒子含量相對於鈣粒子乳之總重量大於或等於25 wt%，較佳地大於或等於27 wt%，較佳地大於或等於30 wt%，較佳地大於或等於35 wt%，且鈣粒子含量相對於鈣粒子乳之總重量小於或等於55 wt%，較佳地小於或等於50 wt%，較佳地小於或等於48 wt%。 尤其有利地，在根據本發明之方法中，塗佈於內壁上之該礦物層之層厚度介於0.1 mm與5 mm之間，較佳地介於0.15 mm與3 mm之間，更佳地介於0.2 mm與2 mm之間，特定言之介於0.5 mm與1 mm之間。 在隨附申請專利範圍中說明根據本發明之方法之其他實施例。 最後，本發明係關於選自由熟石灰、至少部分熟化之脫二氧化碳白雲石、石灰石及其混合物組成的小群組之鈣粒子乳之用途，其用於使由鋼或鑄鐵製成之高溫冶金工具之內壁及/或外壁內襯有礦物層，以便降低該高溫冶金工具之處理頻率，其中該鈣粒子乳經噴灑且鈣粒子含量相對於鈣粒子乳之總重量介於20 wt%與60 wt%之間。 有利地，石灰乳之該礦物層之層厚度介於0.1 mm與5 mm之間，較佳地介於0.15 mm與3 mm之間，更佳地介於0.2 mm與2 mm之間，特定言之介於0.5 mm與1 mm之間。 根據一較佳用途，鈣粒子乳為石灰乳且該等鈣粒子為熟石灰粒子。 更特定而言，該礦物懸浮液之該等鈣粒子的平均粒度d50
介於1.5 μm與10 μm之間。 有利地，該礦物懸浮液之鈣粒子乳中之該等鈣粒子的平均粒度d50
小於或等於8 μm，特定言之小於或等於6 μm，更特定而言小於或等於5 μm，更特定而言小於4 μm。 有利地，該礦物懸浮液之鈣粒子乳中之該等鈣粒子的平均粒度d50
大於或等於2 μm，特定言之大於或等於2.5 μm。 根據本發明之一較佳用途，該礦物懸浮液之該等添加劑選自由以下組成的群組：碳水化合物以及分散劑及流化添加劑，諸如聚碳酸鹽或聚丙烯酸鹽或聚膦酸鹽，特定言之DTPMP。 當然，複數種前述添加劑可存在於該礦物懸浮液中，特定言之一或多種碳水化合物以及一或多種分散劑或流化劑。 根據本發明之一更佳用途，該碳水化合物選自由以下組成的群組：雙醣，諸如蔗糖；山梨醇；單醣；寡醣；木糖；葡萄糖；半乳糖；果糖；甘露糖；乳糖；麥芽糖；葡糖醛酸；葡萄糖酸；赤藻糖醇；木糖醇；乳糖醇；麥芽糖醇；糊精；環糊精；菊糖；葡萄糖醇；糖醛酸；鼠李糖；阿拉伯糖；赤藻糖；蘇糖；核糖；阿洛糖；海藻糖；半乳糖醛酸；及其混合物。 更特定而言，該碳水化合物選自由諸如蔗糖或醣類之雙醣、山梨醇及其混合物組成的群組。 較佳地，根據本發明，該鈣粒子乳之黏度介於0.1 Pa.s與2 Pa.s之間。 在本發明之一較佳用途中，該鈣粒子乳之該等鈣粒子之d97
粒度介於7 μm與100 μm之間。 有利地，根據本發明，該鈣粒子乳之鈣粒子含量相對於鈣粒子乳之總重量大於或等於25 wt%，較佳地大於或等於27 wt%，較佳地大於或等於30 wt%，及較佳地大於或等於35 wt%，且鈣粒子含量相對於鈣粒子乳之總重量小於或等於55 wt%，較佳地小於或等於50 wt%，較佳地小於或等於48 wt%。 在隨附申請專利範圍中提及根據本發明之用途之其他形式。 本發明之其他特徵、細節及優點將非限制性地在以下給定之描述中出現。 當然，本發明決不限於上文所描述之實施例且可在不背離隨附申請專利範圍之範疇的情況下作出許多修改。