[发明专利]用于减少直接还原法中所使用铁氧化物球团的黏附的方法及组合物

说明书

本文公开的是用于制备包含外部涂层的经涂覆的铁氧化物球团的方法和组合物，所述外部涂层包含表现出减小的黏结指数同时在还原后保持高水平的金属化的水泥。改良的经涂覆的铁氧化物球团可以用于以提高的生产率来制备直接还原铁(DRI)。

本申请是申请日为2014年11月4日、申请号为201480060377.4、发明名称为“用于减少直接还原法中所使用铁氧化物球团的黏附的方法及组合物”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于减少用于直接还原(DR)法中的具有水泥涂层的铁氧化物球团的黏性的方法及组合物。

背景技术

在移动床竖式直接还原法中，如在Midrex和HYL III中，避免黏结是重要的。黏结倾向对还原温度并因此对方法的生产率施加上限。在DR(直接还原)方法中，产物是固态的新还原的铁。因此，在还原模块中物料流不形成阻塞反应器内外的物料流的聚集是必要的。如果球团具有小的或不具有黏结的倾向，那么可以增加还原温度并因此增加生产量。已经报道过还原温度增加100℃可以引起产量的显著增加。高的还原温度对于使还原产物的降解和再氧化最小化同样是至关重要的，这是对球团黏结行为进行另外强调的重要因素。然而，降低还原温度来避免该问题会引起生产量的显著下降。例如，从850℃降低至750℃会导致生产量30％-40％的降低。

过去的研究结果表明黏结是纤维状铁沉淀物(铁晶须)生长的结果，纤维状铁沉淀物彼此钩住并且最终在金属化的最初阶段变为结晶态。防止球团之间烧结的一个潜在方式因此是保持单个球团的铁表面分离。

因此，仍需要在保持或提高生产率的同时能够提供在竖式DR中减少的直接还原铁成簇的DR方法和材料。这种需要和其他需要通过本公开的各个方面满足。

发明内容

依据本发明的目的，如本文具体地和宽泛地描述的，本发明涉及一种直接还原法。该方法一般包括以下步骤：a)提供包含水泥的水泥混合物；b)将水泥混合物施用至一种或更多种铁氧化物球团以提供经涂覆的铁氧化物球团；c)将经涂覆的铁氧化物球团引入到竖炉中；以及d)还原经涂覆的铁氧化物球团。根据一些方面，经涂覆的颗粒表现出能够在直接还原法中减少铁氧化物球团的黏结或黏附的降低的黏结指数。例如，经涂覆的铁氧化物球团可以表现出小于或等于约5％的黏结指数。更进一步地，在竖炉中还原后铁氧化物球团的金属化可以是至少约92％。

在又一示例性方面，本发明涉及一种包含水泥涂层的经涂覆的铁氧化物球团。

在另一方面，本发明还涉及包含所公开的经涂覆的铁氧化物球团的制品以及使用所公开的经涂覆的铁氧化物球团和方法制得的直接还原铁。

本发明的其他方面会部分地在随后的说明书中阐述，并且部分地根据说明书会是明显的，或者可以通过本发明的实施而得知。本发明的优点会借助于所附权利要求中特别指出的元素和组合物来实现和达到。应理解，之前的一般描述和之后的详细描述都仅是示例性和解释性的，并且不限制所要求保护的本发明。

具体实施方式

通过参考以下本发明的详细描述和包含于其中的实施例可以更加容易地理解本发明。

在公开和描述本发明的化合物、组合物、制品、系统、设备和/或方法前，应理解的是除非另有说明，它们不限于特定的合成方法，或者除非另有说明不限于具体的试剂，因此这些当然可以变化。还应理解本文使用的术语是仅用于描述具体方面的目的，而并不旨在限制。虽然与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发明的实施或测试，但是现在描述示例方法和材料。