所謂煤制氣生產(chǎn)海綿鐵，就是將煤氣化后產(chǎn)生的還原氣（一氧化碳和氫氣）送入豎爐，與鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，使之生成海綿鐵。
多位業(yè)內(nèi)專家向CCIN記者表示，煤制氣生產(chǎn)海綿鐵是能惠及化工和冶金兩個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)項(xiàng)目。
首先，有利于提高冶金行業(yè)附加值。
當(dāng)前，我國(guó)鋼鐵年產(chǎn)能已突破8億噸的規(guī)模，但鋼鐵產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)非常不合理。這表現(xiàn)為，低附加值的普鋼過(guò)剩；而轎車、家電用鋼板，以及不銹鋼、模具鋼等高檔產(chǎn)品每年還需大量進(jìn)口。
而生產(chǎn)高檔的鋼鐵制品，就需要用到海綿鐵。但是，我國(guó)的海綿鐵有很大市場(chǎng)缺口。目前，世界海綿鐵年產(chǎn)量7000多萬(wàn)噸，但我國(guó)的產(chǎn)量只有不到100萬(wàn)噸，我國(guó)每年進(jìn)口的海綿鐵占用量的80%。因此，從2009年開(kāi)始，我國(guó)就將海綿鐵生產(chǎn)技術(shù)列入了引進(jìn)技術(shù)項(xiàng)目列表。
目前國(guó)產(chǎn)海綿鐵生產(chǎn)工藝分氣基法和煤基法兩大類。煤基法投資高、生產(chǎn)成本高、各項(xiàng)指標(biāo)差，已被列為限期取締的落后工藝。氣基法具有生產(chǎn)技術(shù)成熟、產(chǎn)量大、產(chǎn)品成本低等優(yōu)點(diǎn)，具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，但需采用天然氣作還原劑，發(fā)展受到氣源和地區(qū)的限制。
在這種情況下，煤制氣生產(chǎn)海綿鐵技術(shù)的成本比用天然氣低，且不受氣源和地區(qū)限制，成為開(kāi)拓冶金行業(yè)高附加值產(chǎn)品的重要選擇。在新近出臺(tái)的鋼鐵行業(yè)“十二五”規(guī)劃中，包括煤制氣生產(chǎn)海綿鐵在內(nèi)的非高爐煉鐵技術(shù)是國(guó)家鼓勵(lì)項(xiàng)目之一。
原冶金部三大鋼鐵設(shè)計(jì)院之一的中冶南方工程技術(shù)有限公司工程師李育林表示，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上流通使用的海綿鐵都是采用隧道窯罐式還原法生產(chǎn)，速度慢、產(chǎn)量低，煤制氣生產(chǎn)海綿鐵可將冶金技術(shù)和化工技術(shù)結(jié)合起來(lái)，推進(jìn)海綿鐵的規(guī)?；a(chǎn)。
其次，有利于開(kāi)拓煤化工的新領(lǐng)域。
當(dāng)前，我國(guó)傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)品如焦炭、合成氨、電石、甲醇等過(guò)剩嚴(yán)重。而規(guī)劃中的煤制烯烴、煤制油、煤制天然氣、煤制乙二醇等新興煤化工產(chǎn)品也存在著過(guò)剩傾向。據(jù)中國(guó)石化聯(lián)合會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，目前我國(guó)傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)能過(guò)剩超過(guò)30%，而新型煤化工也存在投資過(guò)熱的問(wèn)題。
而煤制氣生產(chǎn)海綿鐵為煤化工企業(yè)開(kāi)拓了新的產(chǎn)品路線。天津奧沃冶金技術(shù)咨詢有限公司一位負(fù)責(zé)人向CCIN記者介紹，我國(guó)煤氣化技術(shù)已經(jīng)成熟。利用煤氣化技術(shù)生產(chǎn)海綿鐵，這對(duì)煤化工企業(yè)來(lái)說(shuō)，開(kāi)拓了新的產(chǎn)品領(lǐng)域，可以避免因眾企業(yè)扎堆某一種產(chǎn)品而出現(xiàn)過(guò)剩。
“我們是搞煤化工的，有煤氣化的優(yōu)勢(shì)。我們?cè)谏綎|本地也有鐵礦石，具有原料優(yōu)勢(shì)。所以，我們想發(fā)展煤制氣生產(chǎn)海綿鐵。這個(gè)項(xiàng)目目前國(guó)內(nèi)做的還比較少，不容易過(guò)剩?！闭谶M(jìn)行煤制氣生產(chǎn)海綿鐵項(xiàng)目論證的山東瑞星化工集團(tuán)副總經(jīng)理林華昭向記者表示。
該產(chǎn)品未經(jīng)熔化，仍保持礦石外形，由于還原失氧形成大量氣孔，在顯微鏡下觀察團(tuán)形似海綿而得名。海綿鐵的特點(diǎn)是含碳低(<1%)，并保存了礦石中的脈石。這些特性使其不宜大規(guī)模用于轉(zhuǎn)爐煉鋼，只適于代替廢鋼作為電爐煉鋼的原料。
海綿鐵中硫、磷等有害雜質(zhì)與有色金屬含量低，有利于電爐冶煉優(yōu)質(zhì)鋼種。
含鐵量超過(guò)97%以上也屬于海綿鐵，但應(yīng)用于粉末冶金領(lǐng)域，其形狀分塊狀和粉狀(一次還原鐵粉)，如深加工還可做二次還原鐵粉，其含鐵量將達(dá)到99%以上，價(jià)格也相應(yīng)較高。
海綿鐵除氧器
高活性海綿鐵除氧劑除氧機(jī)理：海綿鐵除氧器是一種除氧裝置，含有氧氣的水進(jìn)入除氧器，穿過(guò)海綿鐵濾料層，這種特制的海綿鐵濾料具有巨大的比表面積，可使水中的溶解氧與鐵發(fā)生徹底的氧化反應(yīng)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：
2Fe + 2H2O+ O2 → 2Fe(OH)2
反應(yīng)生成的Fe(OH)2為白色沉淀物，由于Fe(OH)2在水中很不穩(wěn)定，在含有氧氣的水通過(guò)時(shí)，將發(fā)生如下反應(yīng)：
4Fe(OH)2 + 2H2O+ O2 → 4Fe(OH)3
反應(yīng)生成的Fe(OH)3為穩(wěn)定的沉淀物，它將附著在海綿鐵的表面，當(dāng)海綿鐵表面附著到一定程度時(shí)，海綿鐵將失去除氧的能力，需要反洗將沉淀下來(lái)的Fe(OH)3沖洗出去，還原海綿鐵的除氧能力。
海綿鐵除氧器的主要特點(diǎn)：
1、常溫運(yùn)行，無(wú)需加熱；
2、安裝簡(jiǎn)單，操作方便；
3、出水穩(wěn)定，運(yùn)行費(fèi)用低；
4、可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)或自動(dòng)操作。
設(shè)備采用了雙室結(jié)構(gòu)，可直接利用工作水進(jìn)行反洗，不需另加反洗泵。
軋鋼廠在軋制過(guò)程中軋件表面所產(chǎn)生的氧化鐵皮，含鐵量很高。我國(guó)鋼鐵行業(yè)每年要廢棄大量的氧化鐵皮，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些氧化鐵皮的綜合利用無(wú)疑是一個(gè)很有意義的節(jié)能降耗工作。根據(jù)目前的研究，可以在以下幾個(gè)方面開(kāi)展對(duì)氧化鐵皮的綜合利用。
(1)用于生產(chǎn)海綿鐵或制取還原鐵粉。
海綿鐵可用作煉鋼用廢鋼短缺的一種補(bǔ)充，隨著電爐產(chǎn)鋼量的不斷上升，海綿鐵越來(lái)越顯得重要。用礦粉生產(chǎn)海綿鐵由于設(shè)備投資大及工藝復(fù)雜，目前在我國(guó)仍難以取得迅速發(fā)展。采用恰當(dāng)?shù)墓に嚵鞒?，可以用煤粉還原氧化鐵皮，生產(chǎn)出w(Fe高，含雜質(zhì)量低且成分穩(wěn)定的海綿鐵，比用礦石生產(chǎn)的海綿鐵(常含脈石雜質(zhì))更適合作優(yōu)質(zhì)廢鋼使用。
氧化鐵皮也可用來(lái)制取還原鐵粉。氧化鐵皮制造還原鐵粉的生產(chǎn)過(guò)程大體上分為粗還原與精還原。經(jīng)粗還原過(guò)程將氧化鐵皮在約1100℃下還原到w(Fe>95%，w(C<0.5%的海綿鐵;隨后將所得的的海綿鐵塊粉碎，在800~1000℃的溫度下于氨分解氣氛或純氫中，進(jìn)行精還原。最后，進(jìn)行粉碎、篩分、調(diào)整粒度，制成鐵粉。
氧化鐵皮可用來(lái)生產(chǎn)作為粉末冶金原料用的還原鐵粉。氧化鐵皮被還原成含w(Fe98%以上的海綿鐵，經(jīng)清渣、破碎、篩分磁選后，進(jìn)行精還原，生產(chǎn)出合格的還原鐵粉。然后進(jìn)入球磨機(jī)細(xì)磨，經(jīng)分級(jí)篩得到不同粒度的高純度鐵粉。粒度較細(xì)的鐵粉用于制作設(shè)備的關(guān)鍵部件，只需壓模，即可一次成型，獲得強(qiáng)度高、耐磨、耐腐的部件，可用于國(guó)防工業(yè)、航空制造、交通運(yùn)輸、石油勘探等重要行業(yè)。粒度較粗的鐵粉可用于生產(chǎn)電焊條。
(2)用作燒結(jié)輔助含鐵原料或煉鋼助熔化渣劑。
氧化鐵皮中FeO含量最高達(dá)50%以上，是較好的燒結(jié)生產(chǎn)輔助含鐵原料，理論計(jì)算結(jié)果表明，1kgFeO氧化成Fe2O3可放熱1973焦耳。燒結(jié)混合料中配加氧化鐵皮后，由于溫度高，燒結(jié)過(guò)程充分，因此燒結(jié)生產(chǎn)率提高，固體燃料消耗下降。生產(chǎn)實(shí)踐表明，8%的氧化鐵皮即可增產(chǎn)2%左右。寶鋼利用氧化鐵皮作為輔助材料，在混勻礦中配加氧化鐵皮，一方面，由于氧化鐵皮相對(duì)粒度較大從而改善了燒結(jié)料層的透氣性;另一方面，氧化鐵皮在燒結(jié)過(guò)程中放熱從而降低了固體燃料消耗。
另外。利用氧化鐵皮可作為助熔劑，用于礦石助熔，應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煉鋼。氧化鐵皮用作助熔化渣劑是一種高效率的冶煉助熔材料，能夠提高煉鋼效率，降低焦、煤的消耗，延長(zhǎng)轉(zhuǎn)爐爐體的使用壽命。
(3)替代鋼屑冶煉硅鐵合金或替代廢鋼用于電爐煉鋼。
鋼屑是冶煉硅鐵合金的重要原材料，我國(guó)每年用于冶煉鐵合金的鋼屑量在200萬(wàn)噸左右，而鋼鐵行業(yè)每年廢棄的氧化鐵皮約1000萬(wàn)噸?，F(xiàn)已開(kāi)發(fā)出用氧化鐵皮替代鋼屑冶煉硅鐵合金的新工藝，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
電爐煉鋼需要廢鋼作原料，對(duì)廢鋼鐵料的要求較嚴(yán)，但這種廢鋼鐵數(shù)量少，價(jià)格高，供應(yīng)不足。以價(jià)格低廉且來(lái)源廣泛的氧化鐵皮、渣鋼等廢料作為主要原料，取代量少價(jià)高的廢鋼，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益?！§柫x市東方凈水材料有限公司是專業(yè)從事水處理材料的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的高科技企業(yè)，也是國(guó)內(nèi)一家兼?zhèn)湮锢硭幚砗突瘜W(xué)水處理的生產(chǎn)企業(yè)。我們主要生產(chǎn):活性炭、無(wú)煙煤、精制石英砂、、錳砂(除錳,鐵,砷專用)、承托層卵(礫)石、果殼濾料、磁鐵礦(除鐵專用)、海綿鐵（除氧劑）、蜂窩填料、多面空心球、纖維球、聚合氯化鋁、等系列凈水材料和各種水處理填料. 這些產(chǎn)品主要應(yīng)用于電力、化工、冶金、煤氣、紡織、印染、石油和城鎮(zhèn)給排水行業(yè)的水處理系統(tǒng)。產(chǎn)品行銷全國(guó)各地，并出口國(guó)際市場(chǎng)。
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