用于煉鋼轉爐濁環水處理的復合水質穩定劑的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種適用于煉鋼轉爐濁環水水質穩定處理的復合水質穩定劑。
【背景技術】
[0002] 轉爐煙氣是轉爐在冶煉過程中產生的、主要是由石灰、石灰石、白云石和鐵的氧化 物組成的粉塵。轉爐煙氣一般通過洗滌水濕法除塵處理后，送至煙肉燃燒后排放，而洗滌水 則通過高架明槽排入沉淀池，經過混凝沉淀及冷卻塔冷卻后循環使用，該水被稱為轉爐濁 環水。
[0003] 轉爐濁環水水質由于受到煉鋼原料和工況等因素的多重影響，水質極不穩定，其 成分和性質隨著冶煉周期變化而變化，該水具有堿性大，懸浮物含量高、硬度大、高溫易結 垢等特點。含鈣、鎂的石灰、石灰石、白云石和含鐵的氧化物等物料不可能完全用于造渣，一 部分會進入到水中，使轉爐濁環水成為結垢型水質，水質穩定難度較大。
[0004] 由于石灰和白云石進入使水的pH及硬度升高，同時煙氣中含有一定量的C02氣體， 與溶于水中的氧化鈣發生反應，易生成碳酸鈣，從而導致濁環水系統極易結垢，可能發生的 反應如下： CaO+H2〇-Ca(OH)2 Ca(0H)2+ C〇2^CaC03+H20 Ca(0H)2+ 2C〇2-Ca(HC03)2 Ca(HC03)2+ Ca(0H)2-2 CaC03+2H2〇 Ca (HC03) 2^CaC03+H20+C〇2 Mg2++ C032--Mg C03 Mg2++ 2 OH--Mg(0H)2; 上述化學反應貫穿于轉爐煙氣洗滌過程的始終，即使系統經過混凝沉淀后，過飽和的 CaC03和鐵氧化物也很容易附著在轉爐濁環系統文丘里喉口、冷卻塔填料、栗葉輪處成垢， 當前國內外對轉爐煙氣凈化濁環水采用的主要措施有：（1)投加軟化劑，使鈣、鎂離子轉化 為碳酸鈣、碳酸鎂或者氫氧化鎂沉淀而得到去除，降低濁環水硬度；（2)投加絮凝劑，強化碳 酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鎂、鐵氧化物沉淀過程，不再結垢；（3)投加阻垢分散劑，使水中過飽和 的碳酸鈣、氫氧化鎂、碳酸鎂、鐵氧化物等發生晶格畸變，同時發揮阻垢分散劑絡合增容，各 成分之間協同增效等功效，緩解水質結垢。
[0005] 盡管投加軟化劑(純堿和片堿）、絮凝劑、阻垢分散劑作為保持轉爐濁環水水質穩 定的基本方法得到共識，但是如果絮凝劑的選用不當，主要是絮凝劑的劑型（陰離子、陽離 子、非離子)和分子量選用不合適、阻垢分散劑配伍不合理，或者只是考慮了阻止污垢中的 單一成分，沒有考慮污垢組分的復雜性，就會最終導致水質穩定效果差。
[0006] 現在的實際情況是鋼鐵行業效益下滑，無力購買雜質含量低、品質好的礦石，加之 各廠的操作管理水平差距很大，導致冶煉的工況差異較大，進入到水中的鈣、鎂離子的含量 也有很大的差別，在濁環水成垢物質碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鎂、鐵氧化物大量存在情況下， 如果水質穩定藥劑使用不合理，導致污垢附著在回水管等空間，除塵水量就會減少，轉爐煙 氣洗滌過程中，水氣比就會失衡，當水量減少到一定程度，除塵效率急劇下降，煙囪排黃煙， 造成煙氣事故性排放。有些時候一天甚至一個班(8小時)就不得不停爐采用高壓水槍清洗 易結垢部位，這就隨之帶來工人勞動強度大、非正常停車時間延長，勞動環境差、水耗量增 大等弊病。
[0007]故研發一種適用于煉鋼物料差異大，工況差異大，進入到水中的鈣、鎂離子的含量 差別大的轉爐濁環水復合水質穩定劑，以解決轉爐濁環水的水質穩定問題，進而減輕工人 勞動強度、減少非事故停車時間，降低噸鋼水耗就顯得十分必要了，這對煉鋼乃至冶金行業 的濁環水穩定處理也具有普遍意義。

【發明內容】

[0008] 本發明的目的在于提供一種用于煉鋼轉爐濁環水水質穩定處理技術，使該技術可 以適用于物料差異大、轉爐工況變化幅度大，進入到水中的鈣、鎂離子的含量變化幅度也較 大的轉爐濁環水處理;其機理首先經過軟化劑使鈣、鎂離子得到沉淀，投加絮凝劑增強混凝 沉淀效果，去除絕大部分碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鎂、鐵氧化物等成垢物質，對于剩余在水質 的碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鎂、鐵氧化物，采用高效復合阻垢分散劑，進一步有效控制結垢， 穩定水質，這樣三管齊下，就可以達到穩定轉爐濁環水的目的。
[0009] 為達到上述目的，本發明采用一種適用于轉爐濁環水的復合藥劑，其由軟化劑、絮 凝劑、阻垢分散劑組成;其中軟化劑為碳酸鈉或氫氧化鈉，絮凝劑為陰離子聚丙烯酰胺，阻 垢分散劑的組成物及質量百分比為三聚磷酸鈉8~12%、羥基亞乙基二膦酸8~12%、聚環氧琥 珀酸8~12%、多氨基多醚基亞甲基膦酸8~12%、水52~68%。
[0010] 所述軟化劑碳酸鈉，主要是和鈣、鎂反應，使進入到水中的含鈣、鎂物料沉淀下來， 同時生成氫氧化鈉，氫氧化鈉和二氧化碳再反應成為碳酸鈉，補充碳酸鈉，主要是補充系統 因為排水和排泥而損失的鈉鹽;而氫氧化鈉，是在局部形成氫氧根高濃度，氫氧根和鎂離子 反應生成氫氧化鎂，達到去除鎂離子目的，同時氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉，可以 進一步降低鈣離子。
[0011] 其反應式為：Ca(0H)2+ Na2C〇3-CaC〇3+ 2Na0H 2Na0H +CO32--NaC03+ 20H- Mg2++20H--Mg(0H)2 Mg2++ C032--Mg C03 當水中鎂離子高于60mg/L(以CaC03計)時，投加氫氧化鈉，其余情況下，投加碳酸鈉；日 軟化劑干重用量與日循環水量的質量（g)體積（m3)比為7~21，通常日循環水量為5000~ 7500m 3〇
[0012] 所述軟化劑采用沖擊式添加的方式投入到轉爐濁環水中。
[0013] 采用本發明的復合水質穩定劑，煉鋼轉爐濁環水的pH為9.3~11范圍內，使用軟化 劑后，f丐離子控制在小于80mg/L(以CaC〇3計），鎂離子控制在小于100mg/L(以CaC〇3計），總硬 度控制在小于150mg/L(以CaC0 3計），可以保證系統結垢控制在較理想范圍之內。
[0014] 所述的聚丙烯酰胺是陰離子型絮凝劑，其分子量為1400~1600萬，主要功能是把成 垢物質碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鎂、鐵氧化物等沉淀下來，通過沉淀池排泥把成垢物質去除， 達到穩定濁環水的目的；日絮凝劑干重用量與日循環水量的質量（g)體積(m3)比為Ο . 1~ 〇. 2，絮凝劑采用連續投加的方式投入到轉爐濁環水中。
[0015]所述日阻垢分散劑與日循環水量的質量(g)體積(m3)比為1~3,阻垢分散劑是采用 連續投加的方式投入到轉爐濁環水中。
[0016] 所述阻垢分散劑中的三聚磷酸鈉，和羥基亞乙基二膦酸復配，能較好的防止鈣、鎂 垢的生成，同時具有分散鐵氧化物的作用。
[0017] 所述阻垢分散劑中的羥基亞乙基二膦酸，主要發揮其絡合增容作用和晶格畸變作 用來抑制鈣、鎂垢的形成，同時發揮其緩蝕成膜作用，達到減緩腐蝕的效果。
[0018] 所述阻垢分散劑中的聚環氧琥珀酸主要是發揮其在高堿度、高硬度、高溫條件下 表現出優良的阻垢分散性，與羥基亞乙基二膦酸有很好的協同作用。
[0019] 所述阻垢分散劑中的多氨基多醚基亞甲基膦酸主要發揮其在堿性條件下，高鈣、 高堿、高濃縮倍數的水質中，其具有的較高鈣容忍度，和阻垢分散劑聚環氧琥珀酸復配以 后，效果更好。
[0020] 本發明的關鍵之處在于，通過合理選用軟化劑加入量來使系統中鈣鎂離子沉淀下 來;進而采用合適劑型和分子量的絮凝劑增強混凝沉淀效果，沉淀系統中的碳酸鈣、碳酸 鎂、氫氧化鎂、鐵氧化物等成垢物質。對于剩余在水中的碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鎂、鐵氧化 物等沉淀，采用阻垢分散劑發揮促使鈣鎂晶格畸變、絡合增容、協同增效等作用，以達到穩 定水質的目的。
【具體實施方式】
[0021] 下面通過實施例對本發明作進一步詳細說明，但本發明保護范圍不局限于所述內 容。