半干法燒結(jié)煙氣脫硫灰改性及應(yīng)用研究.pdf

1、鋼鐵冶煉流程排放的煙氣中含有的主要污染物有硫氧化物、氮氧化物、二噁英和重金屬粉塵等，這些污染物的排放對人類的健康和生態(tài)人居環(huán)境都產(chǎn)生了極其嚴(yán)重的影響，特別是隨著我國鋼鐵工業(yè)的高速發(fā)展，大氣污染物的排放情況也日益嚴(yán)峻。統(tǒng)計結(jié)果表明，由于大氣污染給我國每年造成的經(jīng)濟損失，約占GDP總量的2％~3%，每年僅二氧化硫（SO2）導(dǎo)致的酸雨就會給我國造成近1100億元的經(jīng)濟損失。2013年我國鋼鐵冶金行業(yè)SO2排放量約為200.25萬噸，占工業(yè)SO

2、2排放總量的10.5%，僅次于電力工業(yè)和建材行業(yè)的排放量，居于第三位。鋼鐵冶金企業(yè)排放的SO2中有近50%~70%來自于燒結(jié)工序，并且該比例在近幾年依舊保持著持續(xù)遞增的趨勢，以SO2為代表的大氣污染物的排放已成為制約我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的限制性環(huán)節(jié)。因此，控制鋼鐵冶金行業(yè)，尤其是燒結(jié)工序中硫氧化物的排放，已成為控制我國大氣污染的關(guān)鍵點之一。
　　半干法煙氣脫硫技術(shù)是我國現(xiàn)階段在燒結(jié)煙氣處理過程應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，半干法燒結(jié)煙氣脫硫

3、灰是一種呈堿性的固體廢棄物，具有較高含量的 CaSO3，較高的自硬性傾向，較低的滲透率和較小的粒徑構(gòu)成，這些基礎(chǔ)特性使得對燒結(jié)煙氣脫硫灰的處理目前多以堆放為主，并沒有成熟的綜合利用途徑。
　　本文針對國內(nèi)某燒結(jié)廠的煙氣脫硫產(chǎn)生的半干法燒結(jié)煙氣脫硫灰的化學(xué)成分、物相結(jié)構(gòu)、粒徑特征和熱穩(wěn)定性進行了系統(tǒng)研究；分析了低溫催化改性、高溫焙燒改性和酸浸改性三種不同改性工藝對脫硫灰性質(zhì)的作用規(guī)律；同時提出了將改性脫硫灰用作制備蒸養(yǎng)磚和生態(tài)水泥的

4、工藝配方與方法，提高了半干法燒結(jié)煙氣脫硫灰的綜合利用效率。
　　對半干法燒結(jié)煙氣脫硫灰的基礎(chǔ)特性研究表明，在常溫干燥環(huán)境下脫硫灰性能較為穩(wěn)定，顆粒多呈球形，部分呈不規(guī)則的絮狀，光滑多孔。主要成分有CaSO3、CaSO4和CaCO3等，粒徑主要分布在13.18μm~30.20μm之間，比表面積為6.47 m2/g。
　　低溫催化改性實驗采用金屬氧化物 MnO2、Fe2O3和 V2O5作催化劑，但低溫催化對脫硫灰的改性效果一般，

5、MnO2作催化劑對脫硫灰中CaSO3的氧化效果最明顯，但CaSO3轉(zhuǎn)化率最高也僅有2.12%，其次為Fe2O3，而V2O5對脫硫灰中CaSO3的氧化有不利影響。因此，該改性方法用于一般工業(yè)生產(chǎn)效果并不理想。高溫焙燒改性實驗采用350℃以上的溫度對脫硫灰進行高溫焙燒，該方法對脫硫灰中CaSO3的氧化有明顯的促進作用，CaSO3轉(zhuǎn)化率最高可以達(dá)到98.56%；浸漬改性實驗采用不同溶液浸漬脫硫灰，研究不同溶液種類對脫硫灰中硫（S）元素的脫除效

6、果。結(jié)果表明，濃度為10%的草酸溶液對脫硫灰中S的脫除效果很好，脫除率可以達(dá)到97.03%，對脫硫灰的改性有著很大的促進作用，可以實現(xiàn)脫硫灰中硫的有效分離和綜合利用。
　　通過改性脫硫灰綜合利用工藝研究得到了制備脫硫灰蒸養(yǎng)磚的最佳原料配比：脫硫灰30.0wt%，粉煤灰44.0wt%，砂石比2:3的骨料25.0wt%，1.0wt%激發(fā)劑 Na2SO4，制備中水摻量為25%。最佳工藝條件消化時間36 h，養(yǎng)護溫度100℃，養(yǎng)護時間8