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1引言
目前國內(nèi)各大鋼鐵企業(yè)鐵水預(yù)處理脫硫站多數(shù)采用混采用混合噴吹（簡稱混吹）或復(fù)合噴吹（簡稱復(fù)吹）的方法進(jìn)行鐵水預(yù)處理脫硫。脫硫劑基本上以鈍化金屬鎂和石灰質(zhì)物質(zhì)為原料，根據(jù)金屬鎂的熱力學(xué)數(shù)據(jù)和鐵水預(yù)處理狀態(tài)下的噴吹動力學(xué)條件得知，金屬鎂顆粒是理想的脫硫的脫硫劑。
但是由于金屬鎂熔點(diǎn)低（649℃），沸點(diǎn)亦低（1088℃），故極易燃易爆，噴吹時金屬鎂顆粒若不進(jìn)行鈍化處理則不能正常發(fā)揮鎂脫硫的功能，而且還存在著安全隱患。為充分發(fā)揮金屬鎂脫硫作用，提高鎂的利用率、收得率、降低鎂使用單耗、減少噴濺、堵槍、粘渣等不利因素，確保噴吹脫硫工藝生產(chǎn)順行，所以重視鈍化金屬顆粒的鈍化質(zhì)量成為冶金工作者一項(xiàng)重要課題之一。主要研究鈍化原理、鈍化劑的選擇和鈍化方法實(shí)施，以適應(yīng)鐵水預(yù)處理噴吹脫硫不同工藝參數(shù)的要求。
2金屬鎂顆粒鈍化
金屬鎂顆粒的制造方法分兩類，其一將鎂錠熔化，采用噴霧造粒方法形成規(guī)則圓形或橢圓形不同粒徑顆粒；其二將鑄錠機(jī)械加工铇成片屑，再經(jīng)風(fēng)選合適粒徑組成金屬鎂顆粒，不符合要求的粉末再回收利用。目前，常用金屬鎂粒徑1.6-0.5mm，鈍化技術(shù)就是將這適合噴吹的金屬鎂顆粒表面鈍化，以備噴吹使用。
2.1鎂的化學(xué)性質(zhì)
鎂的化學(xué)性質(zhì)很活潑。其固體在常溫、干燥的空氣中是比較穩(wěn)定的，不易燃燒。但在熔融狀態(tài)下則極易燃燒。
2Mg+O2=2MgO(1)
300℃時，鎂與空氣中N2開始作用
3Mg+N2=Mg3N2(2)
鎂表面呈棕黃色。當(dāng)溫度達(dá)600℃時，反應(yīng)迅速，若在有水的情況下，則發(fā)生
Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3(3)
在水蒸氣加熱過程中，可發(fā)生
Mg+H2O(g)=MgO+H2(4)
所以說鎂不易與水接觸。
鎂能溶解天機(jī)酸中，例如：HCl、H2SO4、HNO3、H3PO但可耐HF、鉻酸（Cr2O3）腐蝕。
鹵鹽（或稱鹽精）MgCl2、MgCl2.6H2O對鎂有浸蝕作用。硫化物、氮化物、碳酸氫鈉溶液對鎂也有浸蝕作用。
鎂在NaOH和Na2O3溶液中是穩(wěn)定的，但有機(jī)酸能破壞鎂的穩(wěn)定性。
鎂還能還原一些氧化物（TiO2、VO2、LiO2）和氯化物（TiCl4、ErCl4）。
鎂與鐵不能形成合金，在鐵在鎂中溶解度隨溫度的增高而增大。
從鎂的化學(xué)性質(zhì)可以看出，鎂化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)活潑，難以形成自鈍化的氧化膜。一般精煉后的鎂錠均需防氧化處理—鈍化。鈍化是采用鉻酸鹽鈍化，將鉻酸、鉻酸鹽或垂鉻酸鉀為主成份的處理液浸泡鎂錠，使鎂金屬表面形成三價鉻和六價鉻及金屬鎂本身的化合物薄膜，這層膜有抑制鎂金屬腐蝕的鈍化防護(hù)作用。金屬鎂是一種耐腐蝕性能最差的金屬之一，因其化學(xué)活性高，是一種熱力學(xué)上很不穩(wěn)定的賤金屬。但值得指出的是含金屬雜質(zhì)量極低的鎂錠，鎂錠表面并不需要防護(hù)。
2.2金屬鎂顆粒的鈍化方法
2.2.1化學(xué)鈍化
目前，金屬顆粒鎂鈍化方法大多利用去除粗鎂中非金屬雜質(zhì)的原理，將部分氧化物CaO或MgO與鹵鹽能形成穩(wěn)定或不穩(wěn)定配合物的道理，對金屬鎂顆粒表面進(jìn)行保護(hù)性處理。
MgO+MgCl2MgO.MgCl2(5)
5MgO+MgCl25MgO.MgCl2(6)
CaO+MgCl2CaO.MgCl2(7)
所以，常用MgCl2.6H2O(鹵水即MCl2430g/L)溶鈍化劑，將金屬鎂顆粒表面涂覆CaO或MgO粉劑后再兌入事先配制好鈍化液，以求其生成CaO.MgCl2(或MgO.MgCl2)但是，這個方法忽略了一個重要的事實(shí)，就是當(dāng)鈍化后的金屬鎂顆粒，經(jīng)鐵水預(yù)處理用噴槍噴入（250℃左右的鐵液瞬時過程中，鹵水中的H2O則會與Mg發(fā)生式（4）的反應(yīng)，引起火光，直至鐵水和溶渣的噴濺。國外曾有改變噴槍結(jié)構(gòu)的方式，采用噴槍出口設(shè)有氣化室的辦法以減少噴濺的發(fā)生，雖有一定效果，但是易發(fā)生粘墻槍口及氣化室結(jié)渣瘤的辟病。為了生產(chǎn)順行，必須定時對噴槍氣化室進(jìn)行繁重的清理工作，否則影響正常生產(chǎn)。這種鈍化方法情況下還有可能發(fā)生
MgCl2+H2O=MgOOHCl+HCl(8)
MgOHCl=MgO+HCl(9)
反應(yīng)。
所以在鈍化鎂顆粒過程中和噴吹過程中有很濃的HCl氣體味道，對操作者身體和環(huán)境造成了危害。
除此而外，化學(xué)方法鈍化過程中由于添加CaO或MgO粉，在水溶液的情況下，也會發(fā)生反應(yīng)式
CaO+H2O=Ca(OH)2(10)
和MgO+H2O=Mg(OH)2(11)
這種方法成本相對低廉，所以國內(nèi)市場供應(yīng)的鈍化金屬鎂顆粒大多采用此種方法。
2.2.2物理鈍化
物理鈍化是將金屬鎂顆粒置于CaO粉末中利高速旋轉(zhuǎn)涂覆并伴隨加熱加入添加劑的辦法，使其表層包裹呈一層保護(hù)膜的方法。這種方法不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，僅僅是涂覆，那么重要是一種添加劑的選擇，該種添加劑必須具備：有一定粘度，易于將CaO粉劑與金屬鎂顆粒粘附上；其密度應(yīng)在18/cm3左右；揮發(fā)分≤0.5%且不與金屬鎂顆粒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在涂附過程中還應(yīng)加入固強(qiáng)劑以保證噴吹顆粒鎂的流動性。該物質(zhì)對噴吹鎂顆粒發(fā)生渣稠有稀釋功能。
目前國內(nèi)僅有少數(shù)廠家采用此種方法鈍化。
3鈍化金屬鎂物理性指標(biāo)
MmgH2OS粒度
≥92%≤0.5%≤0.002%0.5-1.6mm
自然堆角堆比重阻燃時間
≤300≥900Kg/cn3≥10S
涂層厚度≤8%燃點(diǎn)≥580℃
4影響鐵水預(yù)處理脫硫效果因素分析
鐵水噴吹鎂顆粒脫碌冶金效果影響因素，具體數(shù)據(jù)因各廠工藝參數(shù)、噴吹方式、噴吹裝置、噴槍結(jié)構(gòu)的不同有所差異。但是影響因素的方面應(yīng)當(dāng)是有共性的，下面僅就其公性做一簡要分析供鐵水預(yù)處理脫硫操作者參考。
4.1鈍化金屬鎂質(zhì)量
脫硫粉劑質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響脫硫效果。
鈍化金屬鎂的質(zhì)量要求主要是金屬鎂的含量，一般Mg≥92%則是以保證噴吹脫硫的需要，應(yīng)當(dāng)提出的是不是鈍化金屬鎂脫硫劑鎂含量愈高脫硫效果愈佳，因?yàn)橛墟V的利用率的問題，鎂含量高，由于噴吹參數(shù)選擇不合理，也有可能鎂耗增加了，反而不能達(dá)到目標(biāo)值。但鈍化金屬鎂的顆粒度范圍值應(yīng)適噴槍結(jié)構(gòu)而加以選擇，確保其合適的流動性；鈍化層厚度及阻燃時間也隨噴吹工藝參數(shù)的差異而別，一般阻燃時間短，鎂顆粒燒損大，易噴濺；過長不利鎂在鐵液中反應(yīng)順行。總之，對鈍化金屬鎂粒經(jīng)選擇與阻燃時間長短均需適應(yīng)噴槍結(jié)構(gòu)，不能一概而論。
4.2鐵水溫度
鐵水溫度不宜過高，也不宜過低，一般在1250-1350℃為合適范圍。
4.3鈍化金屬鎂噴吹量
生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鐵水中硫含量低時，鎂在鐵水中溶解損失急劇增加，鐵水含硫?yàn)?.05%時，溶于鐵水中鎂耗量只占脫硫鎂耗量的5%而含硫0.005%時，熔損耗鎂是脫硫耗鎂的5-10倍。故應(yīng)依據(jù)鐵水中原始硫含量，及時調(diào)整金屬鎂的噴吹量。國內(nèi)數(shù)據(jù)顯示，鎂單耗為0.5kg/t鐵左右。
4.4噴吹時間、噴吹速度及噴吹壓力
噴吹時間長，一般會增加鎂耗量，且易發(fā)生堵槍、粘渣現(xiàn)象過短則鎂量不足難以達(dá)到脫硫目標(biāo)。一般5-7min。噴吹速度一般≤25kg/min；噴吹壓力一般≤500kPa但隨著各脫硫站裝備及噴槍結(jié)構(gòu)不同，應(yīng)做調(diào)整。以實(shí)現(xiàn)最終脫硫目標(biāo)值為準(zhǔn)。
此外，噴槍結(jié)構(gòu)、噴槍插入鐵水中深度等也是影響脫硫效果的重要因素之一。
（關(guān)鍵詞：鈍化金屬鎂 鐵水預(yù)處理 金屬鎂顆粒）
