球团钙基脱硫灰返烧结资源化利用研究与生产实践.pdf
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1、总第2 11期2023年第8 期生产实践球团钙基脱硫灰返烧结资源化利用研究与生产实践李明,周琦,赵利明(宝钢湛江钢铁有限公司,广东湛江5 2 40 7 2)摘要:为了实现球团脱硫灰返烧结的资源化利用,降低委外处置环保风险。通过试验室、工业试验研究球团脱硫灰基础性能以及对烧结质量、烟气排放指标的影响。结果表明:脱硫灰中硫元素主要是以CaSO:赋存,含硫量为7.06%;烧结杯试验结果表明,配比为0.5 0%水平下,对烧结过程指标和烧结矿质量均没有产生负面影响,但随着配比的提高,烧结烟气硫负荷增大;工业试验表明,小比例脱硫灰的配入对烧结矿质量以及烟气净化排放指标均无明显影响。关键词:烧结;脱硫灰;资
2、源化利用中图分类号:X7570引言湛江钢铁炼铁厂球团烟气净化采用LJS循环流化床法进行脱硫11,每年产生副产物钙基废脱硫灰约1万t,前期主要采取厂外委托处理,存在一定的环保风险。对此湛江钢铁炼铁厂结合自身烧结烟气净化“活性炭脱硫+制酸”工艺特点,尝试将球团工序产生的脱硫灰进行回收制取浓硫酸再利用,同时利用脱硫灰中的钙基物质替代部分烧结用生石灰和石灰石,减少熔剂消耗,进而实现资源高效利用3 。本文研究了球团干法脱硫灰的物理化学特性,以及球团脱硫灰配入对烧结质量以及烟气排放的影响,为球团干法脱硫灰在烧结过程的资源化利用提供技术支撑。1球团脱硫灰基础性能钙和氧元素是球团干法脱硫灰的主要组成元素,两者
3、的质量分数分别为3 9.9 5%、3 8.9 3%,硫元素的质量分数为7.0 6%,同时脱硫灰中含有氯元素、铁元素和硅元素的质量分数分别为7.44%、2.49%和2.0 3%,其他元素含量较少。采用X射线衍射分析仪对常温下的球团干法脱硫灰样品的物相结构进行分析。通过XRD检测发现,球团干法脱硫灰的主要物相包括CaCO3、C a O、C a S O 3,含量较多的物相还包括SiO2、S i S 2、C a S i O s、C a z S i O 4,同时含有少量复杂物相CasSi2O,(cO:2 02烧结性能研究受限于烧结烟气净化入口硫负荷,无法实现脱硫灰的大比例配入,所以本次烧结杯试验设计质量
4、配比分别为0%(基准)、0.0 5%、0.1%、0.2 5%、0.5%。2.1配加脱硫灰对烧结指标的影响随着脱硫灰配比的增加,烧结矿的成品率和转鼓指数均呈现先升后降的趋势,在脱硫灰质量配比为0.25%条件下,两者分别达到7 9.14%和6 7.7%,同时在此配比条件下,焦粉燃耗最低为6 1.45 kg/t。由此可收稿日期:2 0 2 3-0 3-0 9第一作者简介:李明(19 9 2 一),男,河南驻马店人,本科,质量工程师,研究方向为烧结技术。山西冶金ShanxiMetallurgy文献标识码:A以初步判断在0.2 5%脱硫灰质量配比条件下,脱硫灰中钙对于烧结过程中液相形成和烧结矿强度的提升
5、可以起到促进作用,但在此配比条件下,烧结利用系数较低。当脱硫灰质量配比提升至0.5 0%水平,通过配水优化制粒来提高料层透气性,垂直烧结速度提升虽然会带来成品率和转鼓指数降低,燃耗有所升高,但整体并不差于未配加脱硫灰基准条件下的结果。较之基准,配加脱硫灰对烧结熟料的粒级分布影响不大。其中,40 mm颗粒均维持在2.5%水平以下,而 5 mm颗粒在配加脱硫灰之后所占比例较之基准略有所减少,特别在0.1%脱硫灰质量配比下,5mm颗粒所占比例小于2 0%。因此,就烧结杯试验结果而言,即便球团干法脱硫灰的质量配比在0.5 0%水平下,对烧结过程指标和烧结矿质量均没有产生负面影响,且在成品率和燃耗方面还
6、有所改善。与此同时,在可以接受利用系数在1.8 t/(m h)水平下,推荐将球团干法脱硫灰的质量配比控制在0.2 5%水平。2.2烧结过程硫平衡的影响规律分别对球团脱硫灰、烧结混合生料以及不同脱硫灰配比条件下试验后的烧结矿进行取样,进行X射线荧光光谱(XRF)分析,获得各主要元素的质量比分布。球团干法脱硫灰中硫元素的质量分数为7.6 1%,经过配料、二次混和后生料中硫元素质量分数为0.14%,烧结杯试验后的烧结矿中硫元素质量分数为0.01%,并且随着脱硫灰质量配比的提高烧结矿中硫元素质量分数不再发生变化。基于上述试验和理论计算结果,建立基于烧结过程的硫平衡,并将吨烧结矿二氧化硫含量随配人球团干
7、法脱硫灰含量变化情况如图1所示。从图1中可以看出,随着硫负荷的增加,进入烧结烟气中二氧化硫增加,增加脱硫灰质量配比Total 211No.8,2023DOI:10.16525/14-1167/tf.2023.08.053文章编号:16 7 2-115 2(2 0 2 3)0 8-0 13 7-0 2山西冶金138E-mail:第46 卷势必造成烟气净化硫负荷的增加。2.22.01.81.21.0图1不同脱硫灰配比条件下烧结矿SO2含量3工业实践为进一步验证配加球团脱硫灰对烧结质量及环保排放的影响,在烧结杯试验的基础上开展工业试验,共6 个烧结混匀矿大堆中配人了球团脱硫灰,合计配人量12 6 4
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