工业用常见的脱硫剂的性能特点及应用趋势

一般情况下，由于高炉炼铁无法将铁水含硫降到0.02%以下，因此需要采用脱硫剂，如电石、苏打、石灰、金属镁等或以它们为主要成分的复合脱硫剂进行炉外脱硫。对脱硫剂的要求是它与铁水中的硫反应，转化为不溶解于铁水中的硫化物进入炉渣，然后随炉渣除去。铁水脱硫预处理工艺中主要使用的脱硫剂有NaCO3、CaC2、CaO、Mg等及以其为基础的复合脱硫剂。这里就涉及到今天我们要谈到的话题——脱硫剂特点！

工业用常见的脱硫剂的性能特点及应用趋势

脱硫剂特点——CaO基钙系脱硫剂。

我国很多企业早期使用的CaO基脱硫剂主要为石灰w(CaO)=90%左右加萤石w(CaF2)=5%～10%的混合脱硫剂。活性石灰加入萤石、Al可以显著改善脱硫效果，目前日本提供KR技术所用脱硫剂莹石约为5%，Al为10%，其余为活性石灰。石灰是非常容易得到的原料，原料充足，价格便宜，但是石灰基脱硫剂使用量大，渣量大，处理周期长，在铁水温度高时也体现高的脱硫效率。武钢二炼钢KR法脱硫在使用CaC2几年后改用CaO基脱硫剂。

脱硫剂特点——Mg及Mg基脱硫剂。

数据显示，[Mg]与[S]反应在1350℃没有电石、石灰脱硫反应的平衡常数高。但是金属镁和硫有极高的亲和力，反应区动力学条件非常好，反应迅速而且十分强烈。镁和铁水中的硫反应生成的MgS熔点高(2000℃)，密度低(2.82g/cm3)，容易成渣。但是金属镁活性很高，作为脱硫剂必须作钝化处理。

脱硫剂特点——NaCO3基钠系脱硫剂。

我国在20世纪50年代就采用过苏打洒入高炉出铁沟脱硫的方法，苏打分解的液态氧化钠有很强的腐蚀性，氧化纳挥发污染环境。用苏打脱硫产生的渣流动性好使得除渣困难。苏打价格也相对较高。所以，苏打作为脱硫剂已经非常少见。

脱硫剂特点——CaC2基钙系脱硫剂。

电石(CaC2)具有很强的脱硫能力，研究表明铁水温度在1350℃时，电石粉剂脱硫反应的平衡常数最高。电石、干煤粉、镁或氧化钙这样的复合脱硫剂在工业中应用比较广泛，如攀钢就曾使用过CaC2基脱硫剂。但是电石极易与空气中的水分反应生成乙炔气体，这种气体易燃易爆，所以电石加工、运输、贮存、使用过程中的安全措施要求很高，造成加工困难。而且不能满足深脱硫的要求。

脱硫剂特点——镁基脱硫剂

镁不仅可以单独脱硫，也可以使用镁基复合脱硫剂。镁基脱硫剂使用的镁粉也是需要做钝化处理的，这种镁粉使用铣刀切削或喷雾法制成，直径在0.15～1.2mm，w(Mg)=90%，其余为钝化涂层。将流态性处理的氧化钙粉剂与镁粉混合，保证浓相输送通畅。

镁与石灰的复合脱硫剂脱硫反应机理如下：由于石灰的加入，氧化钙粉裹包并离散镁粉使之均匀分布在铁水中，既扩大其反应区域，又减缓镁的气化速度，提高镁的利用率;CaO可以作为复合物的核心把细小的MgS(1～5μm)聚合起来，加快夹杂物上浮，不断降低反映区域内硫的浓度，提高脱硫速度，有利于实现快速深脱硫的要求;硫与CaO、SiO2等生成热力学稳定性高的硅酸钙盐类，被固定在渣中，经扒渣除去不易回硫;而且约10%质量分数的氧化钙粉参与脱硫反应;这种脱硫渣中的硫不易被水溶解洗涤出来，不污染环境，为渣的便利处理或开发利用创造了条件。