专利名称：：涂层颗粒镁脱硫剂及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种用于钢铁冶炼工业中铁水预脱硫及钢水深脱硫的涂层颗粒镁脱硫剂及其制备方法，尤其是一种含土状石墨粉、氧化镁、氯盐、亚硒酸及硅脂系列的复合涂层颗粒镁脱硫剂及其制备方法。技术背景现代工业的发展对钢铁工业提出了较高的要求，如何最大限度的降低钢中硫的含量成了炼钢过程中的首选任务之一，特别是对于强度和韧性要求都很高的附加值钢种(如IF钢、高级管线钢等)的生产。金属镁是一种很轻的金属，原子序数为12，原子量24.305，固态下密度为1.74X103kg/cm3，仅为铁的1/4，熔点(65rC)和沸点(1107°C)都很低。在钢铁冶炼温度下是以气体形式存在，镁在铁水中的溶解度极为有限，而镁脱硫率主要取决于其在铁水中的溶解度，如将镁直接加入铁水中，易引起铁水喷溅甚至爆炸。另外，金属镁易氧化、燃烧，在加工、保存、运输和使用方面都存在着很大的困难。因此，为安全高效的使用镁脱硫剂，必须对它表面进行涂层处理，以保证它的使用安全及延长它在铁水中的阻燃时间——使喷入铁水中的镁以最高的效率气化并溶入铁水，发生高效的脱硫反应，达到最经济的脱硫目的。现有公开的专利文献中，如中国专利公开号为CN1459510的-种铁水脱硫剂-涂层颗粒镁的制造方法"披露了将各种氯盐(氯化钠、氯化镁、氯化钾、氯化钙、氯化钡)按一定比例混合后在10(TC水中溶解成液态的氯盐，再置于有原料的温度为210'C-24(TC的旋转釜内，一边旋转一边将液态氯盐喷淋在原料镁粒表面，在高温下烘干而制得产品的技术方案，此技术方案中氯盐覆盖在镁粒表面，极易吸潮，严重时甚至结块，不但不利于产品的存放，且在喷吹过程中易产生堵枪、喷溅等现象。又如中国专利公开号为CN1962889的"含稀土氧化物的钝化镁脱硫剂及其制备方法"公开的是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的氧化铈和氧化镁粉剂的金属镁中，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，此公开的钝化镁脱硫剂中的氧化铈是一种稀土氧化物'市场价格昂贵(约为Y25000元-Y30000元每吨)，在制备该脱硫剂过程中氧化铈用量大，生产成本极高；而且此发明中的醋酸具有强烈的腐蚀性，其水溶液呈酸性，易与金属镁发生反应，损耗镁含量、使脱硫率降低。再如，中国专利公开号为CN1647873的"一种钝化镁粉"公开的是在颗粒状的镁粉中加阻燃剂和粘结剂制成的用于炼钢脱硫的钝化镁粉，其阻燃剂为玻璃水、氢氧化镁、化石粉、白云石或其混合物'粘结剂为107胶，但此发明制备出的钝化镁粉表面涂层容易脱落，不利于镁的运输与贮存，且在脱硫过程中易引起喷溅，所用的107胶中含有危害人体健康的甲醛，对环境污染严重。还有，中国专利公开号为CN1311070的"复合涂层镁颗粒及其制备方法"披露的是先在金属镁粒的表面涂一层疏水剂，再在疏水剂上面涂一层阻燃剂，其疏水层为松香、硅油、氢氧化锂中的-'种或两种，阻燃层为氧化钙、氧化镁、三氧化二铝、五氧化二磷、二氧化硅及其混合物，但此发明中所述的疏水层的材料会对铁水产生副影响，使脱硫过程中产生的渣多，从而使扒渣引起的铁损增大，且此种方法生产出的颗粒镁表面涂层在运输过程中极易脱落，在脱硫使用过程中易造成粘枪甚至堵枪。
发明内容针对上述情况，本发明的目的在于提供一种涂层颗粒镁脱硫剂，它既表面均匀密实、活性镁含量高，又阻燃时间长、流动性好，且在喷吹过程中不粘枪、不堵枪、不喷溅，方便运输和储存。本发明的另一个目的在于提供一种涂层颗粒镁脱硫剂的制备方法，它既工艺简单，设备投资少，生产成本低，又操作方便，加工时间短，产量大，效率高。为实现上述目的，一种涂层颗粒镁脱硫剂，其组分及含量(重量百分含量)为金属颗粒镁94%-97%氧化镁粉1%-4%石墨粉0.1%-1.0%氯盐0.5°/。-1.5%亚硒酸0.1%-0.5%硅脂0.2%-0.6%。为实现上述目的，其进一步优化措施是组分及含量(重量百分含量)为金属颗粒镁95%氧化镁粉3%石墨粉1.0%氯盐0.5%亚硒酸0.1%硅脂0.4%。为实现上述目的，其进一步优化措施是组分及含量(重量百分含量)为金属颗粒镁97%氧化镁粉1%石墨粉0.4%氯盐1.0%亚硒酸0.3%硅脂0.3%。为实现上述目的，其进一步优化措施是所述组份的要求为金属颗粒镁为粉状，其粒度为14目-60目，镁含量不低于99%;石墨粉中碳含量不低于80%;氧化镁粉中镁含量不低于85%;氯盐为氯化钾、氯化镁中的一种或两种；亚硒酸为无色六方晶体的强氧化剂；硅脂系列包裹剂为阻燃性硅脂或高含氢硅脂。为实现上述另一个目的，制备涂层颗粒镁脱硫剂的方法，它包括如下步骤I、工艺流程原料一混合一搅拌一反应一加入包裹剂-干燥-筛分-成品；II、组合物操作步骤①选取原料,备用；②取金属颗粒镁于锥形双螺旋混合器中；③往混合器中加入粒度为300目-450目的氧化镁粉，300目-450目的土状石墨粉，搅拌均匀，制得涂层颗粒镁混合物；④取氯化镁于容器中，加水配制成浓度为90g/L-100g/L的氯化镁溶液，备用；⑤于上述氯化镁溶液中加入0.1-0.5克亚硒酸制得钝化液；⑥将上述钝化液与上述涂层颗粒镁混合物按1:151:30比例混合反应5-15分钟，制得涂层颗粒镁反应物，备用；⑦取0.2g-0.6g高含氢硅脂加入上述涂层颗粒镁反应物，搅拌均匀，制得含硅脂涂层颗粒镁；⑧将含硅脂涂层颗粒镁于105。C-12(TC温度下千燥；⑨经振动筛筛分制得涂层颗粒镁成品。本发明采用含土状石墨粉、氧化镁、氯盐、亚硒酸和硅脂组成组合物以及采取从原料一混合一搅拌—反应一加入包裹剂-干燥-筛分-成品的制备技术方案，它克服了现有涂层颗粒镁脱硫剂存在镁粒表面易吸潮、结块，不便存放和运输，喷吹过程中易产生粘枪、堵枪、喷溅等而且氧化铈用量大、价格昂贵，甲醛影响人体健康和污染环境等缺陷。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果(I)本发明制得的涂层颗粒镁不但表面均匀密实，且金属颗粒镁在涂层过程中不损失，活性镁含量高(大于93.5%);因此在脱硫过程中镁耗量低(平均耗镁量为0.387kg/t铁)，脱硫率高(平均脱硫率达到90.53%)。(II)本发明制得的涂层颗粒镁阻燃时间长(100(TC温度下为ns-22s)，流动性好(IC〈26°C)，在喷吹过程中不粘枪、不堵枪、不喷溅。(III)本发明制得的涂层颗粒镁防潮性能明显(湿存水量<0.24%),不产生粉尘，更有利于产品的运输和储存。(IV)本发明的生产工艺简单，生产设备投资少，成本低，操作方便，加工时间短，生产效率高，产量大。本发明广泛应用于钢铁冶炼工业中铁水预脱硫及钢水深脱硫生产中。下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。具体实施方式实施例lA、涂层颗粒镁脱硫剂的组分及含量(重量百分含量)为金属颗粒镁94%氧化镁粉4%石墨粉0.1%氯盐1.5%亚硒酸0.2%硅脂0.2%。B、制备涂层颗粒镁脱硫剂的步骤I、工艺流程原料一混合一搅拌一反应一加入包裹剂-干燥-筛分-成品；II、组合物操作步骤(1)选取上述原料，备用；(2)取金属颗粒镁94克于锥形双螺旋混合器中；(3)往混合器中加入4g粒度为300目的氧化镁粉，0.lg粒度为300目的土状石墨粉，搅拌均匀，制得涂层颗粒镁混合物；(4)取1.5g氯化镁于容器中，加水配制成浓度为90g/L的氯化镁溶液，备用；(5)于上述氯化镁溶液中加入O.2克亚硒酸制得钝化液；(6)将上述钝化液与上述涂层颗粒镁混合物按1:15的比例混合反应5分钟，制得涂层颗粒镁反应物，备用；(7)取0.2g高含氢硅脂加入上述涂层颗粒镁反应物，搅拌均匀，制得含硅脂涂层颗粒镁；(8)将含硅脂涂层颗粒镁于105'C温度下干燥；(9)经振动筛筛分制得涂层颗粒镁成品。实施例2A、涂层颗粒镁脱硫剂的组分及含量(重量百分含量)为金属颗粒镁95%氧化镁粉3%石墨粉1.0%氯盐0.5°/。亚硒酸0.1%硅脂0.4%。B、制备涂层颗粒镁脱硫剂的步骤I、工艺流程原料一混合_搅拌一反应一加入包裹剂-干燥-筛分-成品；II、组合物操作步骤(1)选取上述原料,备用；(2)取金属颗粒镁95克于锥形双螺旋混合器中；(3)往混合器中加入3g粒度为350目的氧化镁粉，1.0g粒度为350目的土状石墨粉，搅拌均匀，制得涂层颗粒镁混合物；(4)取0.5g氯化镁于容器中，加水配制成浓度为93g/L的氯化镁溶液，备用；(5)于上述氯化镁溶液中加入O.l克亚硒酸制得钝化液；(6)将上述钝化液与上述涂层颗粒镁混合物按]:20的比例混合反应7分钟，制得涂层颗粒镁反应物，备用；(7)取0.4g高含氢硅脂加入上述涂层颗粒镁反应物，搅拌均匀，制得含硅脂涂层颗粒镁；(8)将含硅脂涂层颗粒镁于11(TC温度下干燥；(9)经振动筛筛分制得涂层颗粒镁成品。实施例3A、涂层颗粒镁脱硫剂的组分及含量(重量百分含量)为金属颗粒镁96%氧化镁粉2%石墨粉0.2%氯盐0.7%亚硒酸0.5%硅脂0.6°/0。B、制备涂层颗粒镁脱硫剂的步骤I、工艺流程原料一混合—搅拌一反应一加入包裹剂-干燥-筛分-成品；II、组合物操作步骤(1)选取上述原料，备用；(2)取金属颗粒镁96克于锥形双螺旋混合器中；(3)往混合器中加入2g粒度为400目的氧化镁粉，0.2g粒度为400目的土状石墨粉，搅拌均匀，制得涂层颗粒镁混合物；(4)取0.7g氯化镁于容器中，加水配制成浓度为96g/L的氯化镁溶液，备用；(5)于上述氯化镁溶液中加入O.5克亚硒酸制得钝化液；(6)将上述钝化液与上述涂层颗粒镁混合物按1:25的比例混合反应9分钟，制得涂层颗粒镁反应物，备用；(7)取0.6g高含氢硅脂加入上述涂层颗粒镁反应物，搅拌均匀，制得含硅脂涂层颗粒镁；(8)将含硅脂涂层颗粒镁于115"C温度下千燥；(9)经振动筛筛分制得涂层颗粒镁成品。实施例4A、涂层颗粒镁脱硫剂的组分及含量(重量百分含量)为<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>B、制备涂层颗粒镁脱硫剂的步骤I、工艺流程原料一混合一搅拌一反应一加入包裹剂-干燥-筛分-成品；II、组合物操作步骤(1)选取上述原料,备用；(2)取金属颗粒镁97克于锥形双螺旋混合器中；(3)往混合器中加入lg粒度为450目的氧化镁粉，0.4g粒度为450目的土状石墨粉，搅拌均匀，制得涂层颗粒镁混合物；(4)取1.0g氯化镁于容器中，加水配制成浓度为100g/L的氯化镁溶液，备用；(5)于上述氯化镁溶液中加入O.3克亚硒酸制得钝化液；(6)将上述钝化液与上述涂层颗粒镁混合物按1:30的比例混合反应11分钟，制得涂层颗粒镁反应物，备用；(7)取0.3g高含氢硅脂加入上述涂层颗粒镁反应物，搅拌均匀，制得含硅脂涂层颗粒镁；(8)将含硅脂涂层颗粒镁于12(TC温度下干燥；(9)经振动筛筛分制得涂层颗粒镁成品。实施例5A、涂层颗粒镁脱硫剂的组分及含量(重量百分含量)为金属颗粒镁94%氧化镁粉將石墨粉0.1%氯盐1.5%亚硒酸0.2%硅脂0.2°/。。B、制备涂层颗粒镁脱硫剂的步骤I、工艺流程原料一混合一搅拌一反应一加入包裹剂-干燥-筛分-成品；II、组合物操作歩骤(1)选取上述原料,备用；(2)取金属颗粒镁94克于锥形双螺旋混合器中；(3)往混合器中加入4g粒度为300目的氧化镁粉，0.lg粒度为300目的土状石墨粉，搅拌均匀，制得涂层颗粒镁混合物；(4)取0.75g氯化镁、0.75g氯化钾于容器中，加水配制成浓度为90g/L的氯化镁溶液，备用；(5)于上述氯化镁溶液中加入O.2克亚硒酸制得钝化液；(6)将上述钝化液与上述涂层颗粒镁混合物按1:15的比例混合反应12钟，制得涂层颗粒镁反应物，备用；(7)取0.2g阻燃性硅脂加入上述涂层颗粒镁反应物，搅拌均匀，制得含硅脂涂层颗粒镁；(8)将含硅脂涂层颗粒镁于105'C温度下干燥；(9)经振动筛筛分制得涂层颗粒镁成品。实施例6A、涂层颗粒镁脱硫剂的组分及含量(重量百分含量)为金属颗粒镁95%氧化镁粉3%石墨粉1.0%氯盐0.5%亚硒酸0.1%硅脂0.4%。B、制备涂层颗粒镁脱硫剂的步骤I、工艺流程原料一混合一搅拌一反应—加入包裹齐U-干燥-筛分-成品；II、组合物操作步骤(1)选取上述原料,备用；(2)取金属颗粒镁95克于锥形双螺旋混合器中；(3)往混合器中加入3g粒度为350目的氧化镁粉，1.0g粒度为350目的土状石墨粉，搅拌均匀，制得涂层颗粒镁混合物；(4)取0.25g氯化镁、0.25g氯化钾于容器中，加水配制成浓度为93g/L的氯化镁溶液，备用；(5)于上述氯化镁溶液中加入O.l克亚硒酸制得钝化液；(6)将上述钝化液与上述涂层颗粒镁混合物按1:20的比例混合反应13分钟，制得涂层颗粒镁反应物，备用；(7)取0.4g阻燃性硅脂加入上述涂层颗粒镁反应物，搅拌均匀，制得含硅脂涂层颗粒镁；(8)将含硅脂涂层颗粒镁于11(TC温度下干燥；(9)经振动筛筛分制得涂层颗粒镁成品。实施例7A、涂层颗粒镁脱硫剂的组分及含量(重量百分含量)为金属颗粒镁96%氧化镁粉2%石墨粉0.2%氯盐0.7%亚硒酸0.5%硅脂0.6%。B、制备涂层颗粒镁脱硫剂的步骤I、工艺流程原料一混合一搅拌一反应一加入包裹剂-干燥-筛分-成品；II、组合物操作步骤(1)选取上述原料，备用；(2)取金属颗粒镁96克于锥形双螺旋混合器中；(3)往混合器中加入2g粒度为400目的氧化镁粉，0.2g粒度为400目的土状石墨粉，搅拌均匀，制得涂层颗粒镁混合物；(4)取0.35g氯化镁、0.35g氯化钾于容器中，加水配制成浓度为96g/L的氯化镁溶液，备用；(5)于上述氯化镁溶液中加入O.5克亚硒酸制得钝化液；(6)将上述钝化液与上述涂层颗粒镁混合物按1:25的比例混合反应14分钟，制得涂层颗粒镁反应物，备用；(7)取0.6g阻燃性硅脂加入上述涂层颗粒镁反应物，搅拌均匀，制得含硅脂涂层颗粒镁；(8)将含硅脂涂层颗粒镁于115'C温度下干燥；(9)经振动筛筛分制得涂层颗粒镁成品。实施例8A、涂层颗粒镁脱硫剂的组分及含量(重量百分含量)为金属颗粒镁97%氧化镁粉1%石墨粉0.4%氯盐1.0%亚硒酸0.3%硅脂0.3%。B、制备涂层颗粒镁脱硫剂的步骤I、工艺流程原料一混合一搅拌一反应_加入包裹剂-干燥-筛分-成品；II、组合物操作步骤(1)选取上述原料，备用；(2)取金属颗粒镁97克于锥形双螺旋混合器中；(3)往混合器中加入lg粒度为450目的氧化镁粉，0.4g粒度为450目的土状石墨粉，搅拌均匀，制得涂层颗粒镁混合物；(4)取0.5g氯化镁、0.5g氯化钾于容器中，加水配制成浓度为100g/L的氯化镁溶液,备用；(5)于上述氯化镁溶液中加入O.3克亚硒酸制得钝化液；(6)将上述钝化液与上述涂层颗粒镁混合物按1:30的比例混合反应15分钟，制得涂层颗粒镁反应物，备用；(7)取O.3g阻燃性硅脂加入上述涂层颗粒镁反应物，搅拌均匀，制得含硅脂涂层颗粒镁；(8)将含硅脂涂层颗粒镁于12(TC温度下千燥；(9)经振动筛筛分制得涂层颗粒镁成品。上述实施例中的各组分要求为金属颗粒镁为粉状，其粒度为14目-60目，镁含量不低于99%;石墨粉中碳含量不低于80%;氧化镁粉中镁含量不低于85%;氯盐为氯化钾、氯化镁中的一种或两种；亚硒酸为无色六方晶体的强氧化剂；硅脂系列包裹剂为阻燃性硅脂或高含氢硅月旨。本发明涂层颗粒镁脱硫齐U/实施例l-8/理化性能表①<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>本发明涂层颗粒镁脱硫剂在钢厂试用脱硫记录如下表②<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>权利要求1.一种涂层颗粒镁脱硫剂，其组分及含量(重量百分含量)为金属颗粒镁94％-97％氧化镁粉1％-4％石墨粉0.1％-1.0％氯盐0.5％-1.5％亚硒酸0.1％-0.5％硅脂0.2％-0.6％。2、根据权利要求l所述的涂层颗粒镁脱硫剂，其组分及含量(重量百分含量)为-金属颗粒镁95%氧化镁粉3%石墨粉1.0%氯盐0.5°/。亚硒酸0.1%硅脂0.4%。3、根据权利要求l所述的涂层颗粒镁脱硫剂，其组分及含量(重量百分含量)为金属颗粒镁97%氧化镁粉1%石墨粉0.4%氯盐1.0%亚硒酸0.3%硅脂0.3%。4、根据权利要求1或2或3所述的涂层颗粒镁脱硫剂，其特征在于所述组份的要求为金属颗粒镁为粉状，其粒度为14目-60目，镁含量不低于99%;石墨粉中碳含量不低于80/。；氧化镁粉中镁含量不低于85%;氯盐为氯化钾、氯化镁中的一种或两种；亚硒酸为无色六方晶体的强氧化剂；硅脂系列包裹剂为阻燃性硅脂或高含氢硅脂。5、制备权利要求l所述的涂层颗粒镁脱硫剂的方法，它包括如下步骤I、工艺流程原料一混合一搅拌一反应_加入包裹齐1」-干燥-筛分-成品；II、组合物操作步骤①选取原料,备用；②取金属颗粒镁于锥形双螺旋混合器中；③往混合器中加入粒度为300目-450目的氧化镁粉，300目-450目的土状石墨粉，搅拌均匀，制得涂层颗粒镁混合物；④取氯化镁于容器中，加水配制成浓度为90g/L-100g/L的氯化镁溶液,备用；⑤于上述氯化镁溶液中加入0.1-0.5克亚硒酸制得钝化液；⑥将上述钝化液与上述涂层颗粒镁混合物按1:151:30比例混合反应5-15分钟，制得涂层颗粒镁反应物，备用；@取0.2g-0.6g高含氢硅脂加入上述涂层颗粒镁反应物，搅拌均匀，制得含硅脂涂层颗粒镁；⑧将含硅脂涂层颗粒镁于105'C-12(TC温度下干燥；⑨经振动筛筛分制得涂层颗粒镁成品。全文摘要涂层颗粒镁脱硫剂及其制备方法，它由以下重量百分含量的组分按下述方法制成(1)组合物中各组分含量为金属颗粒镁94％-97％，氧化镁粉1％-4％，石墨粉0.1％-1.0％，氯盐0.5％-1.5％，亚硒酸0.1％-0.5％，硅脂0.2％-0.6％；(2)组合物的制备工艺为原料-混合-搅拌-反应-加入包裹剂-干燥-筛分-成品；它采用含土状石墨粉、氧化镁、氯盐、亚硒酸和硅脂组成组合物以及采取从原料-混合-搅拌-反应-加入包裹剂-干燥-筛分-成品的制备技术方案，它克服了现有涂层颗粒镁脱硫剂存在镁粒表面易吸潮、结块，不便存放和运输，喷吹过程中易产生粘枪、堵枪、喷溅等而且氧化铈用量大、价格昂贵，甲醛影响人体健康和污染环境等缺陷。它广泛应用于钢铁冶炼工业中铁水预脱硫及钢水深脱硫生产中。文档编号C21C7/064GK101285112SQ200810031429公开日2008年10月15日申请日期2008年6月2日优先权日2008年6月2日发明者谭何易申请人:湖南斯瑞摩科技有限公司