用于減少直接還原法中所使用鐵氧化物球團的黏附的方法及組合物技術(shù)

本文公開的是用于制備包含外部涂層的經(jīng)涂覆的鐵氧化物球團的方法和組合物，所述外部涂層包含表現(xiàn)出減小的黏結(jié)指數(shù)同時在還原后保持高水平的金屬化的水泥。改良的經(jīng)涂覆的鐵氧化物球團可以用于以提高的生產(chǎn)率來制備直接還原鐵(DRI)。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
用于減少直接還原法中所使用鐵氧化物球團的黏附的方法及組合物本申請是申請日為2014年11月4日、申請?zhí)枮?01480060377.4、專利技術(shù)名稱為“用于減少直接還原法中所使用鐵氧化物球團的黏附的方法及組合物”的中國專利申請的分案申請。
本專利技術(shù)涉及用于減少用于直接還原(DR)法中的具有水泥涂層的鐵氧化物球團的黏性的方法及組合物。
技術(shù)介紹
在移動床豎式直接還原法中，如在Midrex和HYLIII中，避免黏結(jié)是重要的。黏結(jié)傾向?qū)€原溫度并因此對方法的生產(chǎn)率施加上限。在DR(直接還原)方法中，產(chǎn)物是固態(tài)的新還原的鐵。因此，在還原模塊中物料流不形成阻塞反應(yīng)器內(nèi)外的物料流的聚集是必要的。如果球團具有小的或不具有黏結(jié)的傾向，那么可以增加還原溫度并因此增加生產(chǎn)量。已經(jīng)報道過還原溫度增加100℃可以引起產(chǎn)量的顯著增加。高的還原溫度對于使還原產(chǎn)物的降解和再氧化最小化同樣是至關(guān)重要的，這是對球團黏結(jié)行為進(jìn)行另外強調(diào)的重要因素。然而，降低還原溫度來避免該問題會引起生產(chǎn)量的顯著下降。例如，從850℃降低至750℃會導(dǎo)致生產(chǎn)量30％-40％的降低。過去的研究結(jié)果表明黏結(jié)是纖維狀鐵沉淀物(鐵晶須)生長的結(jié)果，纖維狀鐵沉淀物彼此鉤住并且最終在金屬化的最初階段變?yōu)榻Y(jié)晶態(tài)。防止球團之間燒結(jié)的一個潛在方式因此是保持單個球團的鐵表面分離。因此，仍需要在保持或提高生產(chǎn)率的同時能夠提供在豎式DR中減少的直接還原鐵成簇的DR方法和材料。這種需要和其他需要通過本公開的各個方面滿足。
技術(shù)實現(xiàn)思路
依據(jù)本專利技術(shù)的目的，如本文具體地和寬泛地描述的，本專利技術(shù)涉及一種直接還原法。該方法一般包括以下步驟：a)提供包含水泥的水泥混合物；b)將水泥混合物施用至一種或更多種鐵氧化物球團以提供經(jīng)涂覆的鐵氧化物球團；c)將經(jīng)涂覆的鐵氧化物球團引入到豎爐中；以及d)還原經(jīng)涂覆的鐵氧化物球團。根據(jù)一些方面，經(jīng)涂覆的顆粒表現(xiàn)出能夠在直接還原法中減少鐵氧化物球團的黏結(jié)或黏附的降低的黏結(jié)指數(shù)。例如，經(jīng)涂覆的鐵氧化物球團可以表現(xiàn)出小于或等于約5％的黏結(jié)指數(shù)。更進(jìn)一步地，在豎爐中還原后鐵氧化物球團的金屬化可以是至少約92％。在又一示例性方面，本專利技術(shù)涉及一種包含水泥涂層的經(jīng)涂覆的鐵氧化物球團。在另一方面，本專利技術(shù)還涉及包含所公開的經(jīng)涂覆的鐵氧化物球團的制品以及使用所公開的經(jīng)涂覆的鐵氧化物球團和方法制得的直接還原鐵。本專利技術(shù)的其他方面會部分地在隨后的說明書中闡述，并且部分地根據(jù)說明書會是明顯的，或者可以通過本專利技術(shù)的實施而得知。本專利技術(shù)的優(yōu)點會借助于所附權(quán)利要求中特別指出的元素和組合物來實現(xiàn)和達(dá)到。應(yīng)理解，之前的一般描述和之后的詳細(xì)描述都僅是示例性和解釋性的，并且不限制所要求保護(hù)的本專利技術(shù)。具體實施方式通過參考以下本專利技術(shù)的詳細(xì)描述和包含于其中的實施例可以更加容易地理解本專利技術(shù)。在公開和描述本專利技術(shù)的化合物、組合物、制品、系統(tǒng)、設(shè)備和/或方法前，應(yīng)理解的是除非另有說明，它們不限于特定的合成方法，或者除非另有說明不限于具體的試劑，因此這些當(dāng)然可以變化。還應(yīng)理解本文使用的術(shù)語是僅用于描述具體方面的目的，而并不旨在限制。雖然與本文描述的那些相似或相同的任意方法和材料可以用于本專利技術(shù)的實施或測試，但是現(xiàn)在描述示例方法和材料。此外，應(yīng)理解的是除非另有明確規(guī)定，本文所述的任何方法決不旨在被理解為其步驟需要以特定的順序來實施。因此，如果方法權(quán)利要求沒有實際列舉其步驟要遵循的順序或在權(quán)利要求或說明書中沒有特別規(guī)定步驟應(yīng)限于特定順序，決不旨在在任何方面推測順序。這適用于任何可能的非明確解釋基礎(chǔ)，包括：關(guān)于步驟或操作流程的排列的邏輯事宜；來源于語法組織或標(biāo)點的明顯意義；和說明書中描述的方面的數(shù)量或類型。在本文提到的所有公開通過引用并入本文來公開或描述與所引用的公開相關(guān)的方法和/或材料。A.定義還應(yīng)理解本文中使用的術(shù)語是僅用于描述具體方面的目的，并且并不旨在限制。如在說明書和權(quán)利要求中使用的，術(shù)語“包含”可包括“由……組成”和“基本上由……組成”的方面。除非另有定義，本文所使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本專利技術(shù)所屬
普通技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。在本說明書和其后的權(quán)利要求中，會提及將在本文中定義的一些術(shù)語。如在說明書和所附權(quán)利要求中使用的，除非文中另外明確規(guī)定，否則指示物前不使用數(shù)量詞的情況包括多個指示物。因此，例如，提及的“水泥組合物”包括兩種或更多種水泥組合物的混合物。如本文使用的，術(shù)語“組合”包括共混物、混合物、合金、反應(yīng)產(chǎn)物等。本文中范圍可以表達(dá)為從一個具體值和/或至另一個具體值。當(dāng)表達(dá)這樣的范圍時，另一方面包括從一個具體值和/或至另一個具體值。相似地，當(dāng)通過使用先行詞“約”將值表達(dá)成近似值時，應(yīng)理解該具體值形成另一方面。應(yīng)進(jìn)一步理解的是每個范圍的端點在與另一個端點相關(guān)和與另一個端點無關(guān)時都是重要的。還應(yīng)理解本文公開有許多值，并且每個值是除了該值本身之外在本文公開中還公開了“約”該具體值。例如，如果公開了值“10”，那么還公開了“約10”。還應(yīng)理解，還公開兩個具體單元之間的每一個單元。例如，如果公開了10和15，那么也公開了11、12、13和14。如本文使用的，術(shù)語“約”和“為或為約”指所討論的量或數(shù)值可以是指大約或約相同的一些其他數(shù)值。通常理解，如本文使用的，其指示±10％變化的標(biāo)稱值，除非另外指出或推斷出。該術(shù)語旨在表達(dá)促成在權(quán)利要求中記載的相同結(jié)果或效果的相似值。即，應(yīng)理解的是，量、大小、制劑、參數(shù)和其他數(shù)量或特征不是也不需要是精確的，而可以是近似的和/或更大的或更小的，根據(jù)需要，其反映出公差、轉(zhuǎn)換因子、舍入、測量誤差等，和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他因子。通常，量、大小、制劑、參數(shù)或其他數(shù)量或特征是“約”或“近似”的，不論是否明確地表達(dá)成這樣。應(yīng)理解當(dāng)“約”用于數(shù)量值前，參數(shù)也包含該具體數(shù)量值本身，除非另有特別地說明。本文使用的術(shù)語“第一”、“第二”、“第一部分”、“第二部分”等，不表示任何順序、數(shù)量或重要性，并且其用于區(qū)分一個元素與另一個元素，除非另外具體說明。如本文使用的，術(shù)語“任選的”或“任選地”指隨后描述的事件或情況可以發(fā)生或可以不發(fā)生，和該描述包括所述事件或情況發(fā)生的情況和其不發(fā)生的情況。例如，短語“任選地經(jīng)取代的烷基”指烷基可以是經(jīng)取代的或可以是未經(jīng)取代的，和該描述包括經(jīng)取代的烷基和未經(jīng)取代的烷基兩者。如本文使用的，術(shù)語或短語“水泥”指具有在凝固后能夠形成水泥或?qū)⒉牧险澈系揭黄鸬囊环N或更多種成分的組合物或物質(zhì)。通常，水泥可以包含基于待生產(chǎn)的水泥所需的比例或種類而選擇的一些干燥成分。因此，除非文中另外清楚地指出，否則水泥是指干燥的、凝固前的組合物。此外，應(yīng)理解的是除非另有明確規(guī)定，本文所述的任何方法決不旨在被理解為其步驟需要以特定的順序來實施。因此，如果方法權(quán)利要求沒有實際列舉其步驟要遵循的順序或在權(quán)利要求或說明書中沒有特別規(guī)定步驟應(yīng)限于特定順序，決不旨在在任何方面推測順序。這適用于任何可能的非明確解釋基礎(chǔ)，包括：關(guān)于步驟或操作流程的排列的邏本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種使用豎爐的直接還原法，所述方法包括：/n提供水泥混合物，其包含水和12重量％至18重量％的水泥；/n將所述水泥混合物噴涂至鐵氧化物球團以用水泥混合物涂覆鐵氧化物球團；/n在15℃至50℃的溫度下空氣干燥用水泥混合物涂覆的鐵氧化物球團以提供黏結(jié)指數(shù)小于或等于5％的經(jīng)水泥涂覆的鐵氧化物球團；/n將所述經(jīng)水泥涂覆的鐵氧化物球團引入到豎爐中；和/n在豎爐中在995℃的溫度下還原所述經(jīng)水泥涂覆的鐵氧化物球團以金屬化至少92％的鐵氧化物；/n其中所述水泥混合物以每噸鐵氧化物球團0.40至1.0kg水泥的比例施用。/n

【技術(shù)特征摘要】
20131105 US 61/900,2571.一種使用豎爐的直接還原法，所述方法包括：
提供水泥混合物，其包含水和12重量％至18重量％的水泥；
將所述水泥混合物噴涂至鐵氧化物球團以用水泥混合物涂覆鐵氧化物球團；
在15℃至50℃的溫度下空氣干燥用水泥混合物涂覆的鐵氧化物球團以提供黏結(jié)指數(shù)小于或等于5％的經(jīng)水泥涂覆的鐵氧化物球團；
將所述經(jīng)水泥涂覆的鐵氧化物球團引入到豎爐中；和
在豎爐中在995℃的溫度下還原所述經(jīng)水泥涂覆的鐵氧化物球團以金屬化至少92％的鐵氧化物；
其中所述水泥混合物以每噸鐵氧化物球團0.40至1.0kg水泥的比例施用。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述水泥混合物包含水凝水泥。


3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述水泥是水凝水泥。


4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述水凝水泥是波特蘭水泥。


5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述波特蘭水泥是根據(jù)ASTMC-150的I型、IA型、II型、IIA型、III型、IIIA型、IV型或V型波特蘭水泥。


6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述水凝水泥是混合水凝水泥。


7.根據(jù)權(quán)利要求6所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：穆罕默德·巴赫賈特·薩迪克，賽義德·尼亞茲·阿赫桑，
申請(專利權(quán))人：沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：沙特阿拉伯;SA