[發明專利]一種焦炭改性劑、該改性劑的制備方法及其應用

無效

• 申請號: 200710051986.5
• 申請日: 2007-04-26
• 公開（公告）號: CN101050395A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 文志軍;岑明進;吳杰
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C10L5/04
• 分類號: C10L5/04
• 代理公司: 北京市德權律師事務所
• 代理人: 吳濤

技術領域

本發明涉及一種焦炭改性劑，特別是涉及一種高爐煉鐵用焦炭改性劑，本發明還涉及了該改性劑的制備方法及其應用。

背景技術

焦炭是煉鐵極為重要的原燃料，它既是發熱劑、還原劑，也是滲碳劑，更為重要的是，它是支撐高爐爐內原料的骨架，保證料柱的透氣透液性能。但由于優質煉焦煤資源短缺，焦炭價格較高，占煉鐵生產成本的70％左右，焦比也因此成為衡量煉鐵技術最重要的指標。為降低焦比，提高經濟效益，迫切需要成本低廉的燃料來取代焦炭，高爐噴煤技術就是由此發展而來。

隨著工藝技術條件的不斷完善及精料水平的不斷提高，高爐噴煤技術得到了快速發展，焦比也有較大幅度的下降。但隨著焦比的下降及冶煉強度的提高，焦炭支撐高爐爐內原料的作用更加突出，噴煤不僅不能取代焦炭支撐骨架的作用，反而要求其具有更高強度來保證較高的噴吹率。為此，煉鐵工作者及煉焦工作者十分關注焦炭的強度指標，尤其是焦炭的反應后強度，得到了前所未有的重視，于是許多提高焦炭熱性能的技術應運而生，如提高優質煉焦煤配比、提高配煤質量、搗固煉焦、型煤壓塊、煤調濕、干熄焦等等。但這些措施都無法回避焦炭質量問題的核心，即焦炭質量取決于優質煉焦煤，為此煉鐵工作者研發了焦炭改性(或鈍化)技術，期望以其它成本較低的優勢資源來代替優質煉焦煤，實現提高焦炭熱性能的目的，緩解受制于優質煉焦煤短缺的困境。

焦炭改性即采用能延緩焦炭溶損反應的物質，使焦炭在高爐內反應速度變慢，從而保證其在高爐內的支撐骨架作用，達到降低焦比的目的。目前已知TiO2、B2O3、SiO2能抑制焦炭內溶損反應進行，其中以硼化物效果最好，現有改性劑均在其基礎上開發研制。

中國專利02113708.0提出一種焦炭改性工藝，用鈦白粉、氧化硼和硼酸的混合物或單獨用硼酸配制成溶液，作為熄焦水熄焦，或在進入焦倉前的運輸皮帶上噴灑1-5分鐘，經過改性處理，改善焦炭熱性能。中國專利200510017909.9提出另一種焦炭改性劑，用硼酸、硼砂和細度在500目以下，純度在98％以上二氧化硅，配制成溶液噴灑在焦炭表面，提高焦炭熱??性能。上述專利由于硼酸配比都在70％以上，導致改性劑成本較高，且其它配入成分成本也較高、原料供應難以保證大規模工業應用，未能達到以優勢資源彌補短缺資源的目的。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有改性劑成本過高、工業原料不易獲得的問題，提供了一種焦炭改性劑，采用資源豐富、價格低廉的天然礦物來代替硼酸及其他成本較高的添加劑，不僅達到提高焦炭熱性能的目的，也實現了資源轉化的目標。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種焦炭改性劑，該焦炭改性劑的組成成份為：膨潤土，硼酸和水，以重量計膨潤土與硼酸按比例1∶1-3∶2、固液比為1∶18-1∶30。

上述焦炭改性劑，其中所述的膨潤土為鈉基膨潤土。

上述焦炭改性劑，其中所述膨潤土細度在200目以下。

上述焦炭改性劑，其中所述硼酸為工業硼酸。

本發明還提供了一種制備上述焦炭改性劑的方法，該方法包括以下步驟：a)將膨潤土與硼酸按比例稱量；b)將膨潤土加入液態水中攪拌，充分膠化；c)在充分膠化后的膨潤土中加入硼酸，攪拌至硼酸完全溶解，得到所述焦炭改性劑，其中固液比為1：30至1：18(即液體濃度為3.2％至5.3％)。

本發明還提供了另一種制備上述焦炭改性劑的方法，該方法包括以下步驟：a)將膨潤土與硼酸按比例稱量；b)將膨潤土加入液態水中攪拌充分膠化；c)將硼酸溶解于溫度大于40℃的熱水；d)將溶解后的硼酸兌入膨潤土膠體，得到所述焦炭改性劑，其中固液比為1：30至1：18(即液體濃度為3.2％至5.3％)。

在上述兩種制備方法中所述的固液比是指膨潤土和硼酸的總量與加入的水的重量比，液體濃度指改性劑的濃度。

本發明也提供了一種上述焦炭改性劑的應用方法，該方法為將焦炭浸泡在上述焦炭改性劑中或通過霧化裝置將上述改性劑均勻噴灑在焦炭表面，噴灑量為焦炭重量的3％-20％。

焦炭改性后，隨著水分的失去，膨潤土在焦炭孔內固化，減小了焦炭氣孔率，因而延緩了反應產物擴散速度；同時膨潤土與硼酸反應生成新物質覆蓋在焦炭表面及孔壁上，抑制焦炭溶損反應速度。故該改性劑效果顯著。

本發明的焦炭改性劑由于采用資源豐富、價格低廉的膨潤土作為改性劑的主要原料，并將硼酸配比降至50％以下，所以改性劑成本降到現有改性劑成本的1/3以下，而且實現了以優勢資源向短缺資源轉化的目的。

具體實施方式

實例1