(4) Mg及Mg基脱硫剂
数据显示,[Mg]与[S]反应在1.350℃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(2.82 g/㎝3),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。
乌克兰最早开发了金属镁脱硫技术。这种状态的镁是利用熔融状态下的液态金属镁离心分离技术,将盐液包覆在镁粒外层制成了球状颗粒,直径0.6~1.5 mm。ω(Mg)>92%。
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0.15~1.2 mm,ω(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。