专利名称：含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于金属冶炼技术领域的脱硫剂及其制备方法，具体涉及一种含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂及其制备方法。
背景技术：
近几十年来，由于近海石油的开采、汽车工业的发展和大型建筑工程对钢材质量的要求越来越高、越来越苛刻，要求钢材具有高强度、低温韧性、良好的冷成型性能和焊接性能。为了满足市场的这一要求，世界各国钢铁工业都在努力地通过降低钢中杂质特别是硫含量的途径来提高钢材质量。例如为避免钢坯(特别是连铸坯)产生内部裂纹和得到良好的表面质量，许多用户要求普通钢[S]＜0.02％；为使结构钢具有均匀的机械性能(即减少各向异性)，要求钢中[S]＜0.01％；输油管、海上采油平台用钢、厚船板、航空用钢等要求更均匀的机械性能和更高的冲击韧性，硅钢要求良好的磁性，薄板钢要求具有良好的深冲性能等等，这些钢中[S]＜0.005％以下才能满足上述性能要求。作为转炉冶炼优质钢种或合金钢种而实施的铁水炉外脱硫，一般需要深脱硫将硫脱至“双零”水平而小于0.005％～0.001％。而传统的以CaO、CaC2为主的脱硫剂已不能满足深脱硫的要求。近年来，镁基脱硫剂由于具有优异的脱硫性能，被越来越多的钢铁厂采用。但是由于纯的镁粒阻燃时间短、易燃烧，放入钢水中如果过快燃烧就达不到好的脱硫效果，所以镁粒需要进行表面钝化处理。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利公开号为1354057的发明专利，报道的是在金属镁粉的表面涂敷一层疏水层，再在疏水层表面上粘附一层阻燃层，其中疏水层为松香、沥青及树脂及其混合物，阻燃层为CaO、CaCO3、MgO、MgCO3、Al2O3、SiO2及其混合物。但是此法中使用的疏水层的材料对铁水会产生副影响，增加铁水的带渣量，且其阻燃层覆盖与疏水层表面在运输中极易脱落，并且在使用喷吹法时容易造成喷头的堵塞。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂及其制备方法，本发明工艺简单，可以制备得到钝化层均匀牢固且脱硫效果好的钝化镁粒。本发明通过物理和化学相结合的方法，在金属镁粒的表面包覆上一层阻燃氧化物并生成薄的钝化层，所述阻燃层为氧化铈和氧化镁粉剂形成，该阻燃层具有良好的阻燃性且其中的氧化铈也具有好的脱硫效果。所述钝化层是由阻燃层与钝化液反应生成，钝化液为醋酸和氯化镁的水溶液。这样制得的阻燃镁粒可以满足储运及铁水深脱硫的要求。
本发明是通过以下技术方案实现的本发明所述的含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂，包含的组分及重量百分比为活性镁95％～97％，氧化铈1.5％～2％，氧化镁0.5％～1.5％，氯化镁1％~1.5％。活性镁主要起到脱硫的作用，而氧化铈、氧化镁和氯化镁主要包敷在活性镁粒表面起到阻燃的作用，本发明的钝化镁脱硫剂可以取得较好的阻燃及脱硫效果。
本发明上述含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂的制备方法，采用以下两种方法中的任意一种实现方法一，先将金属镁粒与氧化铈、氧化镁粉剂进行干混，再将醋酸、氯化镁与水混合配成钝化液，钝化液温度控制在60～80℃，然后把钝化液倒入混好氧化铈和氧化镁粉剂的金属镁粒中，搅拌直到物料干燥为止，自然冷却后即制得含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂。
方法二，先将金属镁粒与氧化铈、氧化镁粉剂进行干混加热，温度控制在80～100℃，再将醋酸、氯化镁与水混合配成钝化液，然后把钝化液倒入混好氧化铈和氧化镁粉剂的金属镁粒中，搅拌直到物料干燥为止，自然冷却后即制得含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂。
上述两种方法中，所述的氧化铈和氧化镁粉剂的细度为350～450目；所述的氧化铈与氧化镁粉剂的重量比为10～12∶1，每1千克镁粒与10～12克氧化铈和氧化镁粉剂进行干混；所述的钝化剂醋酸和氯化镁的重量比为1∶1～2；所述的钝化液的浓度为65～75g/L。钝化液与经过干混的镁粒重量比为1∶30～40。
与现有技术相比，本发明的优点是将表面包覆与表面钝化处理技术相结合，即将镁粒与粉剂充分混合后，将表面裹敷粉剂的金属镁粒再与钝化液反应生成致密钝化层，这样既可有效阻止镁粒与钝化液的反应，减少金属镁的损失，同时表面包覆的氧化铈也有很好的脱硫效果，也使得该新型钝化镁脱硫剂能很好地满足铁水脱硫的要求。本发明的制备方法具有工艺简单、生产效率高的特点，其产品钝化层均匀牢固，阻燃时间长。
具体实施例方式
为了进一步理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式
对本发明做进一步的说明。下面实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1按氧化铈与氧化镁的重量比10∶1，细度350目配置氧化铈和氧化镁粉剂，按每1千克镁粒加入10g氧化铈和氧化镁粉剂放入搅拌器进行干混。将醋酸与氯化镁按重量比1∶1混合后配成水溶液，调节水的用量，使钝化液的浓度为65g/L，并加热钝化液到60℃，然后把钝化液与经过干混的镁粒按1∶30(重量比)的比例混合，在搅拌器中直到物料干燥为止，自然冷却即制得本发明的钝化镁脱硫剂。该镁脱硫剂外观呈银灰色，形状为不规则球形，其活性镁含量97％，氧化铈含量1.5％，氧化镁含量0.5％，氯化镁含量1％。1000℃阻燃时间19s，燃点610℃±10℃.平均粒度为1mm。
实施例2按氧化铈与氧化镁的重量比11∶1，细度400目配置氧化铈和氧化镁粉剂，按每1千克镁粒加入11g氧化铈和氧化镁粉剂放入搅拌器进行干混。将醋酸与氯化镁按重量比1∶1.5混合后配成水溶液，调节水的用量，使钝化液的浓度为70g/L，并加热钝化液到70℃，然后把钝化液与经过干混的镁粒按1∶35(重量比)的比例混合，在搅拌器中搅拌直到物料干燥为止，自然冷却即制得本发明的钝化镁脱硫剂。该钝化镁脱硫剂外观呈银灰色，形状为不规则球形，其活性镁含量96％，氧化铈含量1.8％，氧化镁含量1％，氯化镁含量1.2％。1000℃阻燃时间21s，燃点625℃±10℃，平均粒度为1.0mm。
实施例3
按氧化铈与氧化镁的重量比12∶1，细度450目配置氧化铈和氧化镁粉剂，按每1千克镁粒加入12g氧化铈和氧化镁粉剂放入搅拌器进行干混。将醋酸与氯化镁按重量比1∶2混合后配成水溶液，调节水的用量，使钝化液的浓度为75g/L，并加热钝化液到80℃，然后把钝化液与经过干混的镁粒按1∶40(重量比)的比例混合，在搅拌器中搅拌直到物料干燥为止，自然冷却即制得本发明的钝化镁脱硫剂。该钝化镁脱硫剂外观呈银灰色，形状为不规则球形，其活性镁含量95％，氧化铈含量2％，氧化镁含量1.5％，氯化镁含量1.5％。1000℃阻燃时间23s，燃点640℃±10℃，平均粒度为1.0mm。
实施例4按氧化铈与氧化镁的重量比10∶1，细度350目配置氧化铈和氧化镁粉剂，按每1千克镁粒加入10g氧化铈和氧化镁粉剂放入搅拌器进行干混加热，温度控制在80℃。再将醋酸与氯化镁按重量比1∶1混合后配成水溶液，调节水的用量，使钝化液的浓度为65g/L，然后把钝化液与经过干混的镁粒按1∶30(重量比)的比例混合，在搅拌器中搅拌直到物料干燥为止，自然冷却即制得本发明的钝化镁脱硫剂。该钝化镁脱硫剂外观呈银灰色，形状为不规则球形，其活性镁含量97％，氧化铈含量1.5％，氧化镁含量0.5％，氯化镁含量1％。1000℃阻燃时间19s，燃点610℃±10℃，平均粒度为1.0mm。
实施例5按氧化铈与氧化镁的重量比11∶1，细度400目配置氧化铈和氧化镁粉剂，按每1千克镁粒加入11g氧化铈和氧化镁粉剂放入搅拌器进行干混加热，温度控制在90℃。再将醋酸与氯化镁按重量比1∶1.5混合后配成水溶液，调节水的用量，使钝化液的浓度为70g/L，然后把钝化液与经过干混的镁粒按1∶35(重量比)的比例混合，在搅拌器中搅拌直到物料干燥为止，自然冷却即制得本发明的钝化镁脱硫剂。该钝化镁脱硫剂外观呈银灰色，形状为不规则球形，其活性镁含量96％，氧化铈含量1.8％，氧化镁含量1％，氯化镁含量1.2％。1000℃阻燃时间21s，燃点630℃±10℃，平均粒度为1.0mm。
实施例6按氧化铈与氧化镁的重量比12∶1，细度450目配置氧化铈和氧化镁粉剂，按每1千克镁粒加入12g氧化铈和氧化镁粉剂放入搅拌器进行干混加热，温度控制在100℃。再将醋酸与氯化镁按重量比1∶2混合后配成水溶液，调节水的用量，使钝化液的浓度为75g/L，然后把钝化液与经过干混的镁粒按1∶40(重量比)的比例混合，在搅拌器中搅拌直到物料干燥为止，自然冷却即制得本发明的钝化镁脱硫剂。该钝化镁脱硫剂外观呈银灰色，形状为不规则球形，其活性镁含量95％，氧化铈含量2％，氧化镁含量1.5％，氯化镁含量1.5％。1000℃阻燃时间23s，燃点640℃±10℃，平均粒度为1.0mm。
权利要求
1.一种含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂，其特征在于，组分及重量百分比为活性镁95％～97％，氧化铈1.5％～2％，氧化镁0.5％～1.5％，氯化镁1％~1.5％。
2.一种如权利要求1所述的含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂的制备方法，其特征在于，先将金属镁粒与氧化铈、氧化镁粉剂进行干混，再将醋酸、氯化镁与水混合配成钝化液，钝化液温度控制在60～80℃，然后把钝化液倒入混好氧化铈和氧化镁粉剂的金属镁粒中，搅拌直到物料干燥为止，自然冷却后制得含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂。
3.根据权利要求2所述的含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂的制备方法，其特征是，所述的氧化铈与氧化镁粉剂的重量比为10～12∶1，每1千克镁粒与10～12克氧化铈和氧化镁粉剂进行干混。
4.根据权利要求2或者3所述的含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂的制备方法，其特征是，所述的氧化铈和氧化镁粉剂的细度为350～450目。
5.根据权利要求2所述的含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂的制备方法，其特征是，所述的钝化剂醋酸和氯化镁的重量比为1∶1～2，所述的钝化液的浓度为65～75g/L。
6.一种如权利要求1所述的含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂的制备方法，其特征在于，先将金属镁粒与氧化铈、氧化镁粉剂进行干混加热，温度控制在80～100℃，再将醋酸、氯化镁与水混合配成钝化液，然后把钝化液倒入混好氧化铈和氧化镁粉剂的金属镁粒中，搅拌直到物料干燥为止，自然冷却后制得含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂。
7.根据权利要求6所述的含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂的制备方法，其特征是，所述的氧化铈与氧化镁粉剂的重量比为10～12∶1，每1千克镁粒与10～12克氧化铈和氧化镁粉剂进行干混。
8.根据权利要求6或者7所述的含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂的制备方法，其特征是，所述的氧化铈和氧化镁粉剂的细度为350～450目。
9.根据权利要求6所述的含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂的制备方法，其特征是，所述的钝化剂醋酸和氯化镁的重量比为1∶1～2。
10.根据权利要求6所述的含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂的制备方法，其特征是，所述的钝化液的浓度为65～75g/L。
全文摘要
一种用于金属冶炼技术领域的含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂及其制备方法。本发明钝化镁脱硫剂组分及重量百分比为活性镁95％～97％，氧化铈1.5％～2％，氧化镁0.5％～1.5％，氯化镁1％~1.5％。制备方法为先将金属镁粒与氧化铈、氧化镁粉剂进行干混，再将醋酸、氯化镁与水混合配成钝化液，然后把钝化液倒入混好氧化铈和氧化镁粉剂的金属镁粒中，搅拌直到物料干燥为止，自然冷却后制得含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂。本发明工艺简单、生产效率高，制得的阻燃镁粒钝化层均匀牢固，阻燃效果好，完全可以满足储运及钢铁冶金工业中铁水深脱硫的要求。
文档编号C23C22/05GK1962889SQ20061011924
公开日2007年5月16日 申请日期2006年12月7日 优先权日2006年12月7日
发明者黄均麟, 万见峰, 谢超英, 陈锦松, 龙川江 申请人:上海交通大学