因巴法高炉矿渣处理系统阻垢药剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于钢铁冶金行业高温水处理技术领域，涉及一种阻垢药剂，尤其涉及一种因巴法高炉矿渣处理系统阻垢药剂及其制备方法和应用。

背景技术

因巴法高炉矿渣处理系统，由于转鼓脱水方式具有布置紧凑、占地面积小、可实现整个流程的机械化、自动化；且水渣质量好、冲渣水闭路循环无外排、环境保护好等优势，已广泛应用于新建的各大中型高炉上。

但因巴法高炉矿渣处理系统在实现冲渣机械化、自动化的同时，由于矿渣在粒化过程中产生的渣棉、非晶粒化颗粒随着冲渣过程的循环，会在渣-水分离设备、管道及冷却塔支架出现明显的结垢，导致后期运行过程中管道阻塞，无法正常通过水淬将矿渣进行粒化。严重时，高炉矿渣直接排入干渣坑，造成二次环境污染。目前针对因巴法高炉矿渣处理系统的结垢，炼铁厂普遍采用定期人工清理的方式，人工清理期间，为不影响正常生产，必须将干渣直接排放，这必然会造成环境污染。

目前，市场上没有针对因巴冲渣系统的阻垢药剂，且由于冲渣过程中高温炉渣在1000℃左右被循环水粒化降温，因此药剂在阻垢的同时，对其耐温性能也有一定的要求。为保证现场冲渣系统的平稳运行，避免因冲渣系统故障导致高炉休风而增加钢铁企业的运行成本，急需研发一种因巴法高炉矿渣处理系统阻垢药剂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种因巴法高炉矿渣处理系统阻垢药剂及其制备方法和应用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一方面，本发明提供了一种因巴法高炉矿渣处理系统阻垢药剂，所述阻垢药剂包括以下重量份数配比的原料：有机酸10～25份，有机磷酸盐15～25份，硫脲3～7份，缓蚀剂0.5～1.5份，水余量。

进一步，所述有机酸选自氨基磺酸、柠檬酸的至少一种。

进一步，所述有机酸为氨基磺酸和柠檬酸的混合酸时，两者的重量比为(6～9)：(1～3)。

进一步，所述有机磷酸盐选自多氨基多醚基亚甲基膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸中的至少一种。

进一步，所述有机磷酸盐为多氨基多醚基亚甲基膦酸和二乙烯三胺五甲叉膦酸的混合盐时，两者的重量比为(2～5)：(3～7)。

进一步，所述缓蚀剂为水溶性咪唑啉。

进一步，所述阻垢药剂的浓度为100～300ppm。

另一方面，本发明提供了一种因巴法高炉矿渣处理系统阻垢药剂的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一、将硫脲3～7份加入到余量水中，加热至50℃，直至完全溶解形成溶液A；

步骤二、选取有机酸10～25份，加入至所述溶液A中，恒温搅拌30min，形成溶液B，所述有机酸选自多氨基多醚基亚甲基膦酸(PAPEMP)、二乙烯三胺五甲叉膦酸(DTPMPA)中的至少一种；

步骤三、选取有机磷酸盐15～25份，加入所述溶液B中，恒温搅拌30min～60min，形成溶液C，所述有机磷酸盐选自氨基磺酸、柠檬酸中的至少一种；

步骤四、选取水溶性咪唑啉0.5～1.5份，加入所述溶液C中，恒温搅拌，直至其完全溶解形成最终的阻垢药剂。

此外，本发明还提供了利用上述制备方法制得的阻垢药剂在油田水处理中的应用，在应用时，所述阻垢药剂的添加量为100～300ppm。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：传统的水处理药剂，其使用温度多集中在50～90℃之间，而本发明提供的这种阻垢药剂，由于冲渣过程中高温炉渣在1000℃左右会被循环水粒化降温，而阻垢药剂加入到循环水中也要与高温炉渣直接接触，因此该阻垢药剂的温度使用范围有了极大地拓展和提升；本发明提供的这种阻垢药剂，不局限于单相(液相)条件下的工况使用，还可应用于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)等三相共存的界面环境下。

本发明提供的这种阻垢药剂，通过添加有机酸，将系统中已经成垢及阻塞的部位进行缓慢分解；通过添加有机磷酸盐，针对碳酸钙、磷酸钙、硫酸钙有良好的阻垢分散性能，同时可有效抑制硅垢的形成；硫脲及缓蚀剂的加入，由于其具有良好的缓蚀作用，使得阻垢药剂在分散结构的同时，不腐蚀设备。

因此，本发明提供的这种阻垢药剂，具有缓蚀性能好、耐高温、稳定性好等优点，整个生产过程无废气、废水、废渣排放，该阻垢药剂在处理油田水时，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。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的产品或方法的例子。

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。

实施例1

本实施例提供了一种因巴法高炉矿渣处理系统阻垢药剂，属于一种环保低磷的复合阻垢剂，由以下重量份数配比的原料组成：氨基磺酸7份，柠檬酸3份，硫脲5份，多氨基多醚基亚甲基膦酸(PAPEMP)25份，水溶性咪唑啉0.5份，余量为水。

向某炼铁厂的因巴法高炉冲渣系统持续加入该阻垢药剂后，使得循环水中药剂浓度保持在100～300ppm中，经试验可知，加药前转股滤网的结垢量达10立方厘米/月，加药后结垢量小于6立方厘米/月。

实施例2

本实施例提供了一种因巴法高炉矿渣处理系统阻垢药剂，属于一种环保低磷的复合阻垢剂，由以下重量份数配比的原料组成：氨基磺酸12份，柠檬酸2份，硫脲7份，二乙烯三胺五甲叉膦酸(DTPMPA)15份，水溶性咪唑啉1.5份，余量为水。

向某炼铁厂的因巴法高炉冲渣系统持续加入该阻垢药剂后，使得循环水中药剂浓度保持在100～300ppm中，加药前转股滤网每日需要人工打磨处理结垢，加药后大于15日打磨处理一次。

实施例3

本实施例提供了一种因巴法高炉矿渣处理系统阻垢药剂，属于一种环保低磷的复合阻垢剂，由以下重量份数配比的原料组成：氨基磺酸18份，硫脲3份，多氨基多醚基亚甲基膦酸(PAPEMP)10份，二乙烯三胺五甲叉膦酸(DTPMPA)15份，水溶性咪唑啉1.0份，余量为水。

向某炼铁厂的因巴法高炉冲渣系统持续加入该阻垢药剂后，使得循环水中药剂浓度保持在100ppm中，加药前因巴冲渣管道运行周期为3个月，加药后管道不易堵塞，运行周期延长至8个月以上。

综上，本发明提供的这种阻垢药剂，具有缓蚀性能好、耐高温、稳定性好等优点，整个生产过程无废气、废水、废渣排放，该阻垢药剂在处理油田水时，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。

实施例4

在上述实施例的基础上，本发明还提供了一种因巴法高炉矿渣处理系统阻垢药剂的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一、将硫脲3～7份加入到余量水中，加热至50℃，直至完全溶解形成溶液A；

步骤二、选取有机酸10～25份，加入至所述溶液A中，恒温搅拌30min，形成溶液B，所述有机酸选自多氨基多醚基亚甲基膦酸(PAPEMP)、二乙烯三胺五甲叉膦酸(DTPMPA)中的至少一种；

步骤三、选取有机磷酸盐15～25份，加入所述溶液B中，恒温搅拌30min～60min，形成溶液C，所述有机磷酸盐选自氨基磺酸、柠檬酸中的至少一种；

步骤四、选取水溶性咪唑啉0.5～1.5份，加入所述溶液C中，恒温搅拌，直至其完全溶解形成最终的阻垢药剂。

利用上述方法制备得到的阻垢药剂，通过添加有机酸，将系统中已经成垢及阻塞的部位进行缓慢分解；通过添加有机磷酸盐，针对碳酸钙、磷酸钙、硫酸钙有良好的阻垢分散性能，同时可有效抑制硅垢的形成；硫脲及缓蚀剂的加入，由于其具有良好的缓蚀作用，使得阻垢药剂在分散结构的同时，不腐蚀设备。

此外，本发明还提供了上述阻垢药剂在油田水处理中的应用，将该阻垢药剂应用在因巴法高炉矿渣处理系统中时，阻垢药剂的添加量为100～300ppm；该阻垢药剂，不局限于单相(液相)条件下的工况使用，还可应用于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)等三相共存的界面环境下，将该阻垢药剂加入到循环水中，使得冲渣过程中的高温炉渣在1000℃左右会被循环水粒化降温，达到阻垢分散的目的。

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，本发明并不局限于上述内容，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。