一种底滤法高炉矿渣处理系统抗板结药剂、制备方法及其应用

技术领域

本发明属于抗板结药剂技术领域，更具体地，涉及一种底滤法高炉矿渣处理系统抗板结药剂、制备方法及其应用。

背景技术

底滤法高炉矿渣处理系统，是针对高炉炼铁过程中产生的矿渣进行水淬以达到粒化的效果。在节能减排方面使得矿渣粒化过程中的含硫蒸汽排放减小15％，吨炼铁降低耗水量降低约0.1吨，同时底滤池过滤后的冲渣水可以直接进行换热采暖，实现二次利用。

但底滤法高炉矿渣处理系统在实现节能减排、余热采暖回收利用的同时，一方面由于矿渣种本身含有的钙、镁、硅及非晶结垢在冲渣循环的淬炼粒化，颗粒较小的垢体会在底滤池鹅卵石间隙种不断聚集长大，加之矿渣本身是具有水硬性，使得鹅卵石透水性持续恶化，另一方面冲渣循环水不断浓缩也会析出垢体，最终导致底滤池无法进行正常的滤水功能。

目前针对底滤法高炉冲渣系统的板结，由于硬度大且致密，炼铁厂普遍采用风镐进行破碎后，再通过人工更换滤料，此方法耗时耗力，且具有一定操作危险性。为保证现场冲渣系统平稳运行，不因冲渣系统故障导致高炉休风，增加钢铁企业运行成本，急需研发一种适用于底滤法高炉矿渣处理系统抗板结药剂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出一种底滤法高炉矿渣处理系统抗板结药剂及其制备方法，解决了底滤法高炉矿渣系统中的鹅卵石的板结问题，药剂用量少，成本低、效果好，具有较好的经济效益和广泛的社会效益。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种底滤法高炉矿渣处理系统抗板结药剂，其特征在于，按照质量百分比由以下原料组成：碳酸盐2-5％，柠檬酸盐15-25％，硫脲 3-5％，聚羧酸类阻垢剂15-30％，其余量为水，以上组分质量百分比之和为100％。

进一步地，所述碳酸盐为水溶性碳酸盐。

进一步地，所述碳酸盐为碳酸钠和/或碳酸钾。

进一步地，所述柠檬酸盐为柠檬酸铵、柠檬酸钾、柠檬酸钠中至少一种。

进一步地，所述聚羧酸盐类阻垢剂为PESA。

进一步地，所述抗板结药剂在持续性投加确保循环水药剂的浓度范围为100-500ppm，一次性投加的药剂浓度为0.1％-0.4％(wt)。

一种底滤法高炉矿渣处理系统抗板结药剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：

S1、将硫脲、碳酸盐加入到余量水中，加热至60℃，直至完全溶解；

S2、将柠檬酸铵、柠檬酸钾、柠檬酸钠中至少一种加入至步骤 S1得到的溶液中，恒温搅拌20min；

S3、将步骤S2得到的溶液中加入PESA，恒温搅拌30min，使其充分溶解即为成品。

一种底滤法高炉矿渣处理系统抗板结药剂的应用，所述药剂应用于高炉矿渣处理系统，将药剂加入到循环水中，与高温炉渣直接接触。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

药剂具有缓蚀性能、耐高温、稳定性好等特点，整个生产过程无“三废”排放。本发明产品处理冲渣循环水，用药量少，成本低、效果好，具有较好的经济效益和广泛的社会效益。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。

一种底滤法高炉矿渣处理系统抗板结药剂，按照质量百分比由以下原料组成：碳酸盐2-5％，柠檬酸盐15-25％，硫脲3-5％，聚羧酸类阻垢剂15-30％，其余量为水；将水溶性碳酸盐加入药剂中，通过设计增加循环水的碱度，使循环水系统中的钙、镁离子转换为较容易处理的碳酸钙、碳酸镁结垢，生成的碳酸钙、碳酸镁垢与药剂中的可耐高温的柠檬酸盐进行螯合反应避免大量析出。

其中，所述碳酸盐为碳酸钠和/或碳酸钾，所述柠檬酸盐为柠檬酸铵、柠檬酸钾、柠檬酸钠中至少一种，所述聚羧酸盐类阻垢剂为 PESA；所述PESA作为一种无磷的、非氮的绿色环保型水溶性聚合物，针对碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、氟化钙和硅垢有良好的阻垢分散性能，且具有一定缓蚀作用，PESA为聚环氧琥珀酸(钠)。

述抗板结药剂在持续性投加确保循环水药剂的浓度范围为 100-500ppm，一次性投加的药剂浓度为0.1％-0.4％(wt)。

一种底滤法高炉矿渣处理系统抗板结药剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：

S1、将硫脲、碳酸盐加入到余量水中，加热至60℃，直至完全溶解；所述各组分比例按质量百分比为：碳酸盐2-5％，柠檬酸盐 15-25％，硫脲3-5％，聚羧酸类阻垢剂15-30％，其余量为水，以上组分质量百分比之和为100％。

S2、将柠檬酸铵、柠檬酸钾、柠檬酸钠中至少一种加入至步骤 S1得到的溶液中，恒温搅拌20min；

S3、将步骤S2得到的溶液中加入PESA，恒温搅拌30min，使其充分溶解即为成品。

一种底滤法高炉矿渣处理系统抗板结药剂的应用，所述药剂应用于高炉矿渣处理系统，将药剂加入到循环水中，与高温炉渣直接接触。

下面结合具体的工艺处理过程进行说明：

实施例1：

本发明提供了一种底滤法高炉矿渣处理系统抗板结药剂，按照百分比分别称取：碳酸钠2％，柠檬酸铵15％，硫脲5％，PESA20％，其余量为水，以上组分质量百分比之和为100％；底滤法高炉冲渣系统中持续加入药剂后，使得循环水中药剂浓度保持在200-500ppm中，原有的板结周期从7-20天，延长至90天以上，确保了现场长时间稳定运行，显著缓解了一线劳动强度。

实施例2：

本发明提供了一种底滤法高炉矿渣处理系统抗板结药剂，按照百分比分别称取：碳酸钠5％，柠檬酸钠25％，硫脲3％，PESA15％，余量为水。按照0.1％-0.4％浓度一次性大剂量投加后，经过72h的循环反应后，现场底滤池循环水流量从1800m

实施例3：

本发明提供了一种底滤法高炉矿渣处理系统抗板结药剂，按照百分比分别称取：碳酸钠4％，柠檬酸铵15％，柠檬酸钠5％，硫脲4％， PESA30％，余量为水，底滤法高炉冲渣系统持续加入后，循环水中药剂浓度保持在100-300ppm，底滤池表层滤料更换周期从45天延长至6个月以上。

传统的认知，水处理药剂使用温度多集中在50-90℃之间，通过大量实验研发，药剂的配方中已知药剂的使用温度，可以显著提升，具体而言，由于冲渣过程中高温炉渣在1000℃左右被循环水粒化降温，而药剂加入到循环水中也要与高温炉渣直接接触，为此对传统药剂的温度使用范围有了极大拓展。

传统水处理药剂，只限于单相(液相)条件下的工况使用，当冲渣循环水冲渣过程中存在固相(渣)-液相(循环冲渣水)-气相(高炉渣中酸性气体、水蒸气)等三相共存的界面条件下，为此传统药剂的使用工况条件进一步丰富。

药剂具有缓蚀性能、耐高温、稳定性好等特点，整个生产过程无“三废”排放，本发明产品处理冲渣循环水，用药量少，成本低、效果好，具有较好的经济效益和广泛的社会效益。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

应当理解的是，本发明并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。