一种铁水预处理脱硅/脱磷剂及其使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种铁水预处理脱硅/脱磷剂及其使用方法，属于钢铁冶金工业铁水 预处理技术领域。
【背景技术】
[0002] 钢铁冶金工业中，铁水预处理工序主要是为炼钢工序提供成分稳定、磷硫含量尽 量低的铁水，以方便炼钢的操作控制，提高炼钢经济性，因此集中在铁水脱硅、脱磷和脱硫 三个方面。采取的方法主要有喷粉法、KR搅拌法等。
[0003] 铁水预处理脱硅主要是利用硅的强氧化性，通过向铁水中加入固态氧化铁进行脱 除：
[0004] [Si]+2Fe0(s)=(Si02)+2[Fe]
[0005]
[0006] 铁水预处理脱磷主要是利用氧化剂使铁水中的[P]氧化成（P205)，再使之与加入 的碱性氧化物造渣剂结合，成为在渣中稳定存在的磷酸盐。
[0007]
[0008]
[0009] 对于铁水预处理脱硅、脱磷的一般要求是：低温、一定的氧化性和碱度，目前铁水 预处理脱硅/脱磷剂主要利用烧结矿粉、铁磷等含氧化铁的物质为主。但由于烧结矿粉、 铁磷等全氧含量较高，致使加入后反应剧烈，炉渣发泡严重，极易从铁水罐等反应容器内溢 出，而造成各类生产事故，因此未得到充分的推广利用。
[0010] 赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般每生产1.0吨氧化铝，附 带产生1.0-2. 0吨赤泥。赤泥中含有的元素较多，主要以铁、铝、钠等的氧化物为主。对于 赤泥的无害化利用一直在存在较多困难，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，也 对周围的土壤、水资源等造成了严重的污染。因此，最大限度的开发和利用赤泥，成为我国 氧化铝产业健康环保发展的重要方面。
[0011]目前，鲜有将赤泥作为脱硅或脱磷、脱硫剂应用于铁水预处理工序的报道，中国专 利"一种铁水预处理剂及其制备方法"(200410013065. 6)公开了一种铁水预处理剂，其中含 有15-30%的赤泥。但该专利的铁水预处理剂混合物的组成中，Ca0/Si02均在3. 0以上，目 的是造高碱度的铁水预处理剂，以实现兼顾铁水脱硅、脱硫和脱磷，但如此高碱度的预处理 剂，在脱硅过程中并不需要，且造成脱硅炉渣黏度大，极易造成炉渣发泡严重，溢出反应容 器，造成生产和安全事故；其次，如此高碱度的预处理剂，在预处理过程中，炉渣熔化困难， 脱硫和脱磷效率并不能保证。所利用赤泥未作铁元素的提纯处理，需要额外与Fe203混合以 提高预处理剂的全铁含量，以保证预处理剂的氧化能力，增加了成本。且该专利对赤泥的利 用数量较少，仅占该铁水预处理剂配比的15-30%。另外，该专利的生产方法需要将赤泥与 Fe203、CaO、NaC03、Mn02、CaCl2、Si02S含有这些成分的其他冶金废弃物进行混磨，配料种类 多，工艺配比复杂。
【发明内容】
[0012] 针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种铁水预处理脱硅/脱磷剂及其使用 方法。
[0013] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0014] -种铁水预处理脱硅/脱磷剂，由高铁赤泥和石灰颗粒按质量比为1 : (0. 2-0. 3) 混合而成；所述高铁赤泥中的TFe含量为40-50wt%，高铁赤泥的粒度为0. 088-0. 5mm。
[0015] 所述脱硅/脱磷剂的粒度< 3mm，其中，粒度为l-3mm的脱硅/脱磷剂的含量 < 5wt% (即粒度为l-3mm的脱硅/脱磷剂的含量不超过脱硅/脱磷剂总质量的5% )。采 用该粒度的高铁赤泥和石灰颗粒，可以避免使用烧结矿、氧化铁皮等所需的磨粉工序，可以 直接喷粉使用，也可以通过搅拌加入使用，脱硅/脱磷剂的使用方式更为多样化。且同石灰 颗粒配比混和后，粒度小，参加反应的比表面积大，有利于提高成渣速度。而且还可以方便 脱硅/脱磷剂的运输和上料。
[0016] 本发明的高铁赤泥的制备方法为：将拜耳法生产氧化铝的固体废弃物中的铁元素 经磁选提纯富集后，即得到TFe含量40-50wt%的高铁赤泥。
[0017] 具体的，本发明的高铁赤泥的主要成分包括：TFe:40_50wt%、T.0 :12_18wt%、 Al203:7-15wt%、Na20 :4-8wt%、Si02:3-8wt%、Mg0 :0· 5-2wt% ;
[0018] 所述高铁赤泥中，P< 0· 040wt%。
[0019] 其中，"TFe"是指全铁含量；"T. 0"是指铁的氧化物中氧含量。
[0020] 本发明的铁水预处理脱硅/脱磷剂的制备方法为：将高铁赤泥和石灰颗粒按常规 方法混合，即得。
[0021] 本发明还提供了该铁水预处理脱硅/脱磷剂的使用方法，步骤如下：
[0022] 根据炼钢冶炼钢种需求以及铁水进站条件确定是单独进行脱硅操作，脱磷操作还 是两种操作均进行；
[0023] 若铁水中[Si]彡0.40%，则进行脱硅操作，根据目标脱硅量，向铁水中加入脱硅/ 脱磷剂，将铁水中的硅含量降低到〇. 40%以下；
[0024] 冶炼低磷钢种（[P]彡0· 010% )和/或超低磷钢种（[P]彡0· 005% )，需进行脱 磷操作，若铁水中[Si]彡0. 15%，则直接进行脱磷操作；若铁水中[Si] > 0. 15%，则先进 行脱硅操作，将铁水中硅含量降低到〇. 15%以下，再根据目标磷控制要求，加入脱硅/脱磷 剂进行脱磷操作。
[0025] 进行脱硅操作时，脱硅/脱磷剂的加入量与目标脱硅量之间的关系为：
[0026] Υ1= 131. 2X1；
[0027] 式中，1代表脱硅/脱磷剂的加入量（kg/t)，X表目标脱硅量（Xi% )。
[0028] 进行脱磷操作时，脱硅/脱磷剂的加入量与目标脱磷量之间的关系为：
[0029] Y2= 124. 5Χ2+1. 5 ；
[0030] 式中，Υ2代表脱娃/脱磷剂的加入量（kg/t)，X2代表目标脱磷量（X2% )。
[0031] 优选的，进行脱硅操作时，加入脱硅/脱磷剂后，进行搅拌处理，搅拌处理时间为 20-25min;具体为：先中速搅拌10-15min，确保将脱硅/脱磷剂搅入铁水中，防止脱硅渣起 泡；再高速搅拌5-10min，确保反应充分。
[0032] 优选的，铁水进站条件应控制为：铁水包净空要求大于500mm。
[0033] 铁水温度：1350°C<T<1450°C。过程铁水温度小于1250°C，停止脱硅、脱磷操 作。
[0034] 铁水带渣量彡0· 8 %。
[0035] 下料速度控制为200-300kg/min。
[0036] 本发明中，[Si]代表硅的含量，wt%。
[0037] 本发明的有益效果：
[0038] (1)本发明的铁水预处理脱硅/脱磷剂中所使用的高铁赤泥，相比烧结矿粉和氧 化铁皮等全铁和全氧含量要低，氧化性要弱一些，脱硅过程同铁水中的碳反应要慢，因此炉 渣不易发泡。
[0039](2)本发明的铁水预处理脱硅/脱磷剂中所使用的高铁赤泥中含有7-15%左右的 A1203，能够降低炉渣黏度，这也有利于降低炉渣发泡性能。而且，A1203还是良好的助熔剂， 有利于在较低的温度促进炉渣熔化，快速成渣。能够改善脱磷的动力学条件。避免了萤石 的使用。
[0040] (3)本发明的铁水预处理脱硅/脱磷剂中所使用的高铁赤泥中含有4-8%左右 的Na20,其作为强碱性氧化物，同铁水中的硅和磷氧化物结合更为紧密，能够提高炉渣的脱 硫、脱磷能力。
[0041] (4)本发明的铁水预处理脱硅/脱磷剂中所使用的高铁赤泥粒度为0. 088-0. 5mm， 避免了使用烧结矿、氧化铁皮等所需要的磨粉工序，可以直接喷粉使用。且同石灰粉面配比 混和后，粒度小，参加反应的比表面积大，有利于提高成渣速度。
[0042] (5)本发明的脱硅/脱磷剂中，Ca0/Si02均在3.0以下，能够很好的兼顾脱硅和脱 磷需求，脱硅炉渣黏度小，避免出现炉渣发泡严重，溢出反应容器，造成生产和安全事故的 发生。
[0043] (6)在进行脱硅或脱磷操作时，脱硅/脱磷剂的加入量直接影响脱硅或脱磷的效 果，加入量过多，则会增加脱除成本，加入量过少，则会导致脱硅或脱磷效果不理想；本发明 对脱硅/脱磷剂的加入量进行了优化，综合平衡了脱除成本和脱除效果之间的关系。
【具体实施方式】
[0044] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明，应该说明的是，下述说明仅是为了解 释本发明，并不对其内容进行限定。
[0045] 实施例1 :脱硅/脱磷剂的制备
[0046] 选用国内某铝厂拜耳法生产所得到的赤泥，对其中的铁元素进行磁