一種還原劑及其合成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種還原劑及其合成方法，所述還原劑的組分的質(zhì)量百分比為：焦化廢料40％～45％、軋鋼油泥40％～45％、石灰石5％～10％、白云石5％～10％，木質(zhì)素磺酸鈉1％～2％、分子量為30000～50000聚丙烯酰胺0.1％～1％；其中，所述焦化廢料的固定碳含量≥80％、含硫量小于0.30％；所述石灰石的碳酸鈣≥50％、含硫量小于0.10％；所述白云石的碳酸鎂≥60％、含硫量小于0.10％。本申請的還原劑的原材料大部分來自工業(yè)廢渣焦化廢料，其他各種藥劑易得、成本低，降低了生產(chǎn)鋼鐵的成本。
【專利說明】
-種還原劑及其合成方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種還原劑及其合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國鋼鐵廠企業(yè)往往配套有焦炭加工車間，在焦炭生產(chǎn)過程中有大量的廢焦粉粒 無法用于生產(chǎn)，直接將運(yùn)些廢焦粉用于發(fā)熱生產(chǎn)，既浪費(fèi)資源又會(huì)產(chǎn)生一定的環(huán)境污染。
[0003] 同樣，鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)又有大量的還原劑的需求，現(xiàn)有的還原劑主要W炭基和貴金 屬基為主，鋼鐵行業(yè)則是W炭基為主，炭基還原劑一般W煤炭為主要原料，要求有一定的透 氣性和骨架強(qiáng)度。由于，國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)量巨大，因此還原劑的需求也十分巨大，采用煤炭為主 要原料的炭基還原劑導(dǎo)，致生產(chǎn)鋼鐵的成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本申請?zhí)峁┮环N還原劑及其合成方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鋼鐵行業(yè)采用煤炭為主 要原料的炭基還原劑，導(dǎo)致生產(chǎn)鋼鐵的成本較高的技術(shù)問題。
[0005] 本申請?zhí)峁┮环N還原劑，所述還原劑的組分的質(zhì)量百分比為：
[0006] 焦化廢料40%~45%、社鋼油泥40 %~45 %、石灰石5%~10%、白云石5 %~ 10%，木質(zhì)素橫酸鋼1 %~2%、分子量為30000~50000聚丙締酷胺0.1 %~1 %;
[0007] 其中，所述焦化廢料的固定碳含量含80 %、含硫量小于0.30 % ;所述石灰石的碳酸 巧> 50%、含硫量小于0.10% ;所述白云石的碳酸儀> 60%、含硫量小于0.10%。
[000引優(yōu)選地，所述焦化廢料的焦粉顆粒的粒徑小于等于2毫米。
[0009] 優(yōu)選地，所述焦化廢料與所述社鋼油泥的滲入質(zhì)量比為1:1。
[0010] 優(yōu)選地，所述白云石與所述石灰石的滲入質(zhì)量比為1:1。
[0011] 優(yōu)選地，所述木質(zhì)素橫酸鋼與所述聚丙締酷胺的滲入質(zhì)量比為2:1。
[0012] 本申請還提供一種還原劑的合成方法，用于合成上述的還原劑，所述合成方法包 括：
[0013] 將所述焦化廢料、所述社鋼油泥、所述石灰石、所述白云石、所述木質(zhì)素橫酸鋼和 所述聚丙締酷胺按比例計(jì)量稱重；
[0014] 將稱重后的所述焦化廢料、所述社鋼油泥、所述石灰石、所述白云石、所述木質(zhì)素 橫酸鋼和所述聚丙締酷胺干燥至含水率<1 % ;
[0015] 將干燥后的所述焦化廢料、所述社鋼油泥、所述石灰石、所述白云石、所述木質(zhì)素 橫酸鋼和所述聚丙締酷胺投入密閉混拌系統(tǒng)中，攬拌，獲得所述還原劑。
[0016] 優(yōu)選地，所述將干燥后的所述焦化廢料、所述社鋼油泥、所述石灰石、所述白云石、 所述木質(zhì)素橫酸鋼和所述聚丙締酷胺投入密閉混拌系統(tǒng)中，攬拌，獲得所述還原劑，具體 為：
[0017] 將干燥后的所述焦化廢料、所述社鋼油泥、所述石灰石、所述白云石、所述木質(zhì)素 橫酸鋼和所述聚丙締酷胺同時(shí)投入密閉混拌系統(tǒng)中，攬拌，獲得所述還原劑。
[001引本申請有益效果如下：
[0019] 本申請的還原劑的原材料大部分來自工業(yè)廢渣焦化廢料，做到資源的二次循環(huán)， 同時(shí)將社鋼油泥的滲入可W有效降低系統(tǒng)粉塵的排放，減少二次污染。而聚丙締酷胺與木 質(zhì)素橫酸鋼則需購買工業(yè)成品，采用分子量為30000~50000的聚丙締酷胺，W保證處理效 果的同時(shí)控制生產(chǎn)成本。
[0020] 本申請的還原劑的原材料大部分來自工業(yè)廢渣焦化廢料，其他各種藥劑易得、成 本低，降低了生產(chǎn)鋼鐵的成本，適用于在鋼鐵冶金企業(yè)大量推廣，同時(shí)直接利用工業(yè)廢渣焦 炭廢料，做到資源的二次循環(huán)和清潔生產(chǎn)，因此，本申請不僅解決冶金企業(yè)焦化廠廢焦粉排 放引起的污染問題，而且還提供一種穩(wěn)定性好、生產(chǎn)成本低、安全系數(shù)高、性能優(yōu)異、實(shí)施方 便簡單、適用于大規(guī)模使用的直接還原鐵生產(chǎn)用高效還原劑，實(shí)現(xiàn)的降低成本，還達(dá)到了 W 廢治廢的技術(shù)效果。
[0021] 本申請的還原劑是鋼鐵冶金生產(chǎn)中用量較大的一種原料，該還原劑的使用可W有 效降低鋼鐵冶金系統(tǒng)污染物的排放量，同時(shí)其反應(yīng)時(shí)間短，用量少，可W有效提高生產(chǎn)效 率，降低生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0022] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述 中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些 實(shí)施例。
[0023] 圖1為本申請一較佳實(shí)施方式一種還原劑的合成方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本申請實(shí)施例通過提供一種還原劑及其合成方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鋼鐵行業(yè)采 用煤炭為主要原料的炭基還原劑，導(dǎo)致生產(chǎn)鋼鐵的成本較高的技術(shù)問題。
[0025] 本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案為上述技術(shù)問題，總體思路如下：
[0026] 本申請?zhí)峁┮环N還原劑，所述還原劑的組分的質(zhì)量百分比為：
[0027] 焦化廢料40%~45%、社鋼油泥40 %~45 %、石灰石5%~10%、白云石5 %~ 10%，木質(zhì)素橫酸鋼1 %~2%、分子量為30000~50000聚丙締酷胺0.1 %~1 %;
[0028] 其中，所述焦化廢料的固定碳含量含80 %、含硫量小于0.30 % ;所述石灰石的碳酸 巧> 50%、含硫量小于0.10% ;所述白云石的碳酸儀> 60%、含硫量小于0.10%。
[0029] -種還原劑的合成方法，用于合成上述的還原劑，所述合成方法包括：
[0030] 將所述焦化廢料、所述社鋼油泥、所述石灰石、所述白云石、所述木質(zhì)素橫酸鋼和 所述聚丙締酷胺按比例計(jì)量稱重；
[0031] 將稱重后的所述焦化廢料、所述社鋼油泥、所述石灰石、所述白云石、所述木質(zhì)素 橫酸鋼和所述聚丙締酷胺干燥至含水率<1 % ;
[0032] 將干燥后的所述焦化廢料、所述社鋼油泥、所述石灰石、所述白云石、所述木質(zhì)素 橫酸鋼和所述聚丙締酷胺投入密閉混拌系統(tǒng)中，攬拌，獲得所述還原劑。
[0033] 本申請的還原劑的原材料大部分來自工業(yè)廢渣焦化廢料，其他各種藥劑易得、成 本低，降低了生產(chǎn)鋼鐵的成本，適用于在鋼鐵冶金企業(yè)大量推廣，同時(shí)直接利用工業(yè)廢渣焦 炭廢料，做到資源的二次循環(huán)和清潔生產(chǎn)，因此，本申請不僅解決冶金企業(yè)焦化廠廢焦粉排 放引起的污染問題，而且還提供一種穩(wěn)定性好、生產(chǎn)成本低、安全系數(shù)高、性能優(yōu)異、實(shí)施方 便簡單、適用于大規(guī)模使用的直接還原鐵生產(chǎn)用高效還原劑，實(shí)現(xiàn)的降低成本，還達(dá)到了 W 廢治廢的技術(shù)效果。
[0034] 為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖W及具體的實(shí)施方式對(duì)上 述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0035] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中鋼鐵行業(yè)采用煤炭為主要原料的炭基還原劑，導(dǎo)致生產(chǎn)鋼鐵 的成本較高的技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┮环N還原劑。
[0036] 所述還原劑的組分的質(zhì)量百分比為:焦化廢料40 %~45 %、社鋼油泥40 %~45 %、 石灰石5%~10%、白云石5%~10%，木質(zhì)素橫酸鋼1 %~2%、分子量為30000~50000聚丙 締酷胺0.1 %~1 %，其中，所述焦化廢料的固定碳含量含80%、含硫量小于0.30% ;所述石 灰石的碳酸巧> 50%、含硫量小于0.10% ;所述白云石的碳酸儀> 60%、含硫量小于 0.10%。
[0037] 具體地，為了提升還原劑的性能，所述焦化廢料的焦粉顆粒的粒徑小于等于2毫 米。
[0038] 另外，為了提升所述焦化廢料的焦粉的氣化速度，W及在熱反應(yīng)過程中的催化效 率，優(yōu)選地，所述焦化廢料與所述社鋼油泥的滲入質(zhì)量比為1:1。
[0039] 所述白云石與所述石灰石的滲入質(zhì)量比為1:1，所述木質(zhì)素橫酸鋼與所述聚丙締 酷胺的滲入質(zhì)量比為2:1。
[0040] 本申請還提供一種上述還原劑的合成方法，用于合成上述還原劑，如圖1所示，所 述合成方法包括W下步驟：
[0041] 步驟110;將所述焦化廢料、所述社鋼油泥、所述石灰石、所述白云石、所述木質(zhì)素 橫酸鋼和所述聚丙締酷胺按比例計(jì)量稱重；
[0042] 步驟120;將稱重后的所述焦化廢料、所述社鋼油泥、所述石灰石、所述白云石、所 述木質(zhì)素橫酸鋼和所述聚丙締酷胺干燥至含水率<1 % ;
[0043] 步驟130;將干燥后的所述焦化廢料、所述社鋼油泥、所述石灰石、所述白云石、所 述木質(zhì)素橫酸鋼和所述聚丙締酷胺投入密閉混拌系統(tǒng)中，攬拌，獲得所述還原劑。
[0044] 為了提升還原劑的性能，所述步驟130具體為，將干燥后的所述焦化廢料、所述社 鋼油泥、所述石灰石、所述白云石、所述木質(zhì)素橫酸鋼和所述聚丙締酷胺同時(shí)投入密閉混拌 系統(tǒng)中，攬拌，獲得所述還原劑。
[0045] 發(fā)明人對(duì)轉(zhuǎn)化處理的組分進(jìn)行了深入研究，獲得了本還原劑的配方。所述還原劑 的各個(gè)組分的作用和機(jī)理分析如下：
[0046] 焦化廢料:還原劑主要功能提供者。炭基還原劑的主要功能成分是廢焦粉中的固 定碳，本品W細(xì)顆粒焦粉為主要原料，可W取得快速氣化的效果，達(dá)到提供反應(yīng)速度的目 的，焦化廢料滲入量與還原劑整體性能密切相關(guān)。
[0047] 社鋼油泥:社鋼油泥與廢焦粉組合使用，組成整個(gè)體系的高效還原體系。社鋼油泥 中的油相可W很好的對(duì)焦化廢料中的廢舊焦粉起到粘連和球聚作用，在熱反應(yīng)過程中又是 熱源和催化劑，在焦粉快速氣化過程中有著不可替代的作用，焦化廢料滲入量按照與社鋼 油泥1:1選取。
[0048] 石灰石:石灰石是系統(tǒng)脫硫劑和礦化劑，在熱反應(yīng)過程中可W有效改善還原劑的 冶金性能和熱反應(yīng)性。其滲量低于5%，系統(tǒng)脫硫不徹底會(huì)引起二次污染，礦化效果也會(huì)較 差，其滲量高于10%，還原劑冶金性能會(huì)差，系統(tǒng)排放粉塵量會(huì)增加，系統(tǒng)反應(yīng)速度也下降 明顯。
[0049] 白云石：白云石也是系統(tǒng)脫硫劑和礦化劑，在熱反應(yīng)過程中可W有效改善還原劑 的冶金性能和熱反應(yīng)性，對(duì)熱工性能具有一定的改善和調(diào)節(jié)作用。其滲量低于5%，系統(tǒng)脫 硫不徹底會(huì)引起二次污染，礦化效果也會(huì)較差，其滲量高于10%，還原劑冶金性能會(huì)差，系 統(tǒng)排放粉塵量會(huì)增加，系統(tǒng)反應(yīng)速度也下降明顯，白云石與石灰石組合使用，最優(yōu)方式按照 1:1比例選取。
[0050] 木質(zhì)素橫酸鋼:主要起分散作用，能降低表面張力，促進(jìn)各種有效成分在體系中的 分散效果。木質(zhì)素橫酸鋼含量低于1%，降低表面張力不明顯，含量高于2%，導(dǎo)致系統(tǒng)中粘 度增加，影響反應(yīng)物料粘接的均勻性，且成本增加。
[0051 ]分子量為30000~50000聚丙締酷胺:主要表面活性劑，與木質(zhì)素橫酸鋼配合使用， 兩者重量比1:2進(jìn)行控制。
[0052] 經(jīng)實(shí)踐證明，使用本申請的還原劑，相對(duì)于現(xiàn)有的還原劑，可W縮短還原時(shí)間 40%，提高生產(chǎn)效率約50% W上，使用本發(fā)明的還原劑可W節(jié)約還原劑用量40% W上，可W 大幅度的降低生產(chǎn)成本，并且使用本還原劑的直接還原鐵生產(chǎn)系統(tǒng)排氣出口全部滿足國家 排放標(biāo)準(zhǔn)《GB5085-2007》闊值。
[0053] 另外，本申請的還原劑的合成方法簡單方便，成本低廉，有利于大規(guī)模生產(chǎn)，且在 使用時(shí)，直接將本申請的還原劑按比例加入鐵礦粉或者鐵礦石中即可，因此，使用本申請的 還原劑的方法也簡單，操作易行，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
[0054] 本申請的還原劑的原材料大部分來自工業(yè)廢渣焦化廢料，做到資源的二次循環(huán)， 同時(shí)將社鋼油泥的滲入可W有效降低系統(tǒng)粉塵的排放，減少二次污染。而聚丙締酷胺與木 質(zhì)素橫酸鋼則需購買工業(yè)成品，采用分子量為30000~50000的聚丙締酷胺，W保證處理效 果的同時(shí)控制生產(chǎn)成本。
[0055] 本申請的還原劑的原材料大部分來自工業(yè)廢渣焦化廢料，其他各種藥劑易得、成 本低，降低了生產(chǎn)鋼鐵的成本，適用于在鋼鐵冶金企業(yè)大量推廣，同時(shí)直接利用工業(yè)廢渣焦 炭廢料，做到資源的二次循環(huán)和清潔生產(chǎn)，因此，本申請不僅解決冶金企業(yè)焦化廠廢焦粉排 放引起的污染問題，而且還提供一種穩(wěn)定性好、生產(chǎn)成本低、安全系數(shù)高、性能優(yōu)異、實(shí)施方 便簡單、適用于大規(guī)模使用的直接還原鐵生產(chǎn)用高效還原劑，實(shí)現(xiàn)的降低成本，還達(dá)到了 W 廢治廢的技術(shù)效果。
[0056] 本申請的還原劑是鋼鐵冶金生產(chǎn)中用量較大的一種原料，該還原劑的使用可W有 效降低鋼鐵冶金系統(tǒng)污染物的排放量，同時(shí)其反應(yīng)時(shí)間短，用量少，可W有效提高生產(chǎn)效 率，降低生產(chǎn)成本。
[0057] 通過對(duì)還原劑的組分進(jìn)行了深入研究，精選出=個(gè)組份，解決市場需求W及工業(yè) 廢物資源化利用的問題，提供一種使用效果好、生產(chǎn)成本低、設(shè)備條件要求低、不造成二次 污染的的環(huán)境友好型炭基還原劑。
[0化引還原劑的制備：
[0化9]按照成分配方及質(zhì)量百分比：焦化廢料40%~45%、社鋼油泥40%~45%、石灰石 5%~10%、白云石5%~10%，木質(zhì)素橫酸鋼I %~2%、分子量為30000~50000聚丙締酷胺 0.1 %~1 %，上述組分合計(jì)100%。所述聚丙締酷胺的分子量為30000~50000。首先將各組 分按比例計(jì)量承重，待用。按原料配比同時(shí)將投入密閉混拌系統(tǒng)，拌合均勻，即可。所述還原 劑1-3中組分及配比參見表1:
[0060] 表 1
[0061]
[0062] 將還原劑用于某制鐵漸進(jìn)式循環(huán)閉合加熱爐生產(chǎn)直接還原鐵線，記錄生產(chǎn)制度關(guān) 鍵參數(shù)及尾氣排放如下表2所示：
[0063] 表 2
[0064]
[0065] 現(xiàn)有技術(shù)中的還原劑的參數(shù)如表3所示：
[0066] 表 3 [00671
[0068] 有上述數(shù)據(jù)可知，使用本申請的還原劑，相對(duì)于現(xiàn)有的還原劑，可W節(jié)約還原劑用 量40% W上，可W縮短還原時(shí)間40% W上，提高生產(chǎn)效率約50% W上，可W大幅度的降低生 產(chǎn)成本。
[0069] 盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造 性概念，則可對(duì)運(yùn)些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所W，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu) 選實(shí)施例W及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0070] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可W對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。運(yùn)樣，倘若本發(fā)明的運(yùn)些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含運(yùn)些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種還原劑，其特征在于，所述還原劑的組分的質(zhì)量百分比為： 焦化廢料40%~45%、乳鋼油泥40%~45%、石灰石5%~10%、白云石5%~10%，木 質(zhì)素磺酸鈉1 %~2%、分子量為30000~50000聚丙烯酰胺0.1 %~1 % ; 其中，所述焦化廢料的固定碳含量2 80 %、含硫量小于0.30 % ;所述石灰石的碳酸鈣2 50%、含硫量小于0.10% ;所述白云石的碳酸鎂2 60%、含硫量小于0.10%。2. 如權(quán)利要求1所述的還原劑，其特征在于，所述焦化廢料的焦粉顆粒的粒徑小于等于 2毫米。3. 如權(quán)利要求1所述的還原劑，其特征在于，所述焦化廢料與所述乳鋼油泥的摻入質(zhì)量 比為1: 1。4. 如權(quán)利要求1或3所述的還原劑，其特征在于，所述白云石與所述石灰石的摻入質(zhì)量 比為1: 1。5. 如權(quán)利要求4所述的還原劑，其特征在于，所述木質(zhì)素磺酸鈉與所述聚丙烯酰胺的摻 入質(zhì)量比為2:1。6. -種還原劑的合成方法，用于合成如權(quán)利要求1-5中任一所述的還原劑，其特征在 于，所述合成方法包括： 將所述焦化廢料、所述乳鋼油泥、所述石灰石、所述白云石、所述木質(zhì)素磺酸鈉和所述 聚丙烯酰胺按比例計(jì)量稱重； 將稱重后的所述焦化廢料、所述乳鋼油泥、所述石灰石、所述白云石、所述木質(zhì)素磺酸 鈉和所述聚丙烯酰胺干燥至含水率〈1 % ; 將干燥后的所述焦化廢料、所述乳鋼油泥、所述石灰石、所述白云石、所述木質(zhì)素磺酸 鈉和所述聚丙烯酰胺投入密閉混拌系統(tǒng)中，攪拌，獲得所述還原劑。7. 如權(quán)利要求6所述的合成方法，其特征在于，所述將干燥后的所述焦化廢料、所述乳 鋼油泥、所述石灰石、所述白云石、所述木質(zhì)素磺酸鈉和所述聚丙烯酰胺投入密閉混拌系統(tǒng) 中，攪拌，獲得所述還原劑，具體為： 將干燥后的所述焦化廢料、所述乳鋼油泥、所述石灰石、所述白云石、所述木質(zhì)素磺酸 鈉和所述聚丙烯酰胺同時(shí)投入密閉混拌系統(tǒng)中，攪拌，獲得所述還原劑。
【文檔編號(hào)】C21B13/00GK105861772SQ201610440484
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】朱書景, 秦瑩
【申請人】武漢鋼鐵股份有限公司