鋼鐵燒結(jié)脫硫副產(chǎn)物綜合利用現(xiàn)狀與發(fā)展

孫尚紅+解加旭+王鵬

[摘 要]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模和數(shù)量都持續(xù)加大，這也就表示對(duì)資源能源的需求不斷增加，同時(shí)還會(huì)加重環(huán)境污染，不利于人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展。特別是對(duì)于鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)，會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物，如果沒(méi)有得到有效應(yīng)用的話(huà)，在污染周邊環(huán)境的同時(shí)還會(huì)占用較多的土地資源，因此加強(qiáng)對(duì)這些副產(chǎn)物的綜合利用是十分必要的。本文主要是對(duì)鋼鐵燒結(jié)脫硫副產(chǎn)物的綜合利用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行詳細(xì)分析和研究，這對(duì)提高燒結(jié)脫硫副產(chǎn)物的利用效率具有重要的意義和作用。

[關(guān)鍵詞]燒結(jié)脫硫；副產(chǎn)物；綜合利用；利用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類(lèi)號(hào)：F112 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）02-0320-01

在近幾年來(lái)，由于環(huán)境污染狀況日趨嚴(yán)重，國(guó)家政府對(duì)SO2的排放更加嚴(yán)格，因此很多鋼鐵企業(yè)都逐漸建立燒結(jié)煙氣脫硫裝置，但是這雖然在一定程度上解決了大氣污染問(wèn)題，在投入運(yùn)行之后產(chǎn)生出的脫硫副產(chǎn)物又成為了新的問(wèn)題。目前主要的處理方式為堆放和拋棄，但是這樣會(huì)形成二次污染，并占用工業(yè)用地，因此需要加強(qiáng)對(duì)其綜合利用的研究，找出有效地解決辦法。

一、鋼鐵燒結(jié)脫硫副產(chǎn)物綜合利用現(xiàn)狀

（一）半干法脫硫灰

在鋼鐵企業(yè)中一般會(huì)使用燒結(jié)煙氣ENS半干法脫硫工藝，在這一過(guò)程中形成的脫硫灰中成分主要是CaSO3，但是對(duì)于該成本來(lái)說(shuō)具有較高的不穩(wěn)定性，在水化之后CaO具有一定的膨脹性，這也就表示具有較大的綜合利用難度。為了提高其利用效率，未來(lái)可以在礦山回填、路基材料中加強(qiáng)應(yīng)用，并通過(guò)對(duì)其他技術(shù)的應(yīng)用可以將其轉(zhuǎn)變?yōu)樗嗑從齽?，比如可以在硫鋁酸鹽水泥低溫煅燒生產(chǎn)過(guò)程中能夠有效的使用。在路基材料中應(yīng)用流化床脫硫灰渣的時(shí)候，還應(yīng)該滿(mǎn)足三個(gè)條件：一是線(xiàn)性膨脹要≤0.5%；二是其強(qiáng)度需要持續(xù)增長(zhǎng)，在應(yīng)用28天之后，其抗壓強(qiáng)度需要≥3.8MPa；三是在常溫環(huán)境下與水充分混合之后，第七天的抗壓強(qiáng)度需要≥2.8MPa[1]。

（二）濕法脫硫石膏

氣噴旋沖法煙氣脫硫工藝也是鋼鐵企業(yè)常用的燒結(jié)脫硫工藝之一，所生產(chǎn)出現(xiàn)的脫硫副產(chǎn)物中CaF2的成分比較多，這也就表示需要綜合利用脫硫石膏工藝，使其更加成熟。當(dāng)燒結(jié)煙氣脫硫石膏干燥之后，可以當(dāng)作是混凝土摻合料或水泥添加到鋼/礦渣微粉當(dāng)中去，這樣一方面有效的減少了原先采購(gòu)和運(yùn)輸天然石膏材料的成本，另一方面鋼/礦渣微粉的性能得到進(jìn)一步的改進(jìn)和優(yōu)化?；蛘呤菍⑵洚?dāng)作是緩凝劑向周邊的水泥企業(yè)銷(xiāo)售，與天然石膏相比較來(lái)說(shuō)，性能較為相似，但是性?xún)r(jià)比比較高，受到水泥企業(yè)的喜愛(ài)[2]。另外，在高性能摻合料或混凝膠凝材料、石膏板材、粉刷石膏干粉砂漿、石膏粉體材料等環(huán)保材料研發(fā)過(guò)程中也能夠得到很好的使用，并取得較好的應(yīng)用效果。

1、水泥緩凝劑

由于其性能與天然石膏相似，在工程中得到廣泛使用，一般在熟料中添加總體的4%左右，在改善水泥凝結(jié)時(shí)間的同時(shí)，水泥的強(qiáng)度得到有效調(diào)節(jié)，且水泥的特性也得到進(jìn)一步改善。但是對(duì)于剛形成的脫硫石膏來(lái)說(shuō)，具有含有較多的水分，如果沒(méi)有進(jìn)行預(yù)熱烘干處理的話(huà)，在機(jī)械化喂料的過(guò)程中很容易出現(xiàn)堵塞等問(wèn)題，因此在使用之前一定要將其造粒成型。

2、膠凝材料

在水化脫硫石膏的過(guò)程中，會(huì)形成較多的硅酸鈣凝膠水化產(chǎn)物，其析出狀為膠體微粒，且溶解度比較低，進(jìn)而膠凝材料性能顯著提升，生產(chǎn)成本減少。對(duì)于膠凝材料來(lái)說(shuō)，具有較高水穩(wěn)性、整體性以及輕度等優(yōu)點(diǎn)，因此可以加大對(duì)脫硫石膏材料的使用。

3、建筑石膏

建筑石膏一般可分為石膏隔層材料、石膏空心板和石膏砌塊、紙面石膏板三種。其中石膏隔層材料是在>500℃的溫度下煅燒脫硫石膏制作成Ⅱ型無(wú)水石膏，并在其中加入保水劑、減水劑和堿性激活劑等殘料，可以在房屋建筑中當(dāng)做是隔熱層、隔音層、防潮層使用[3]。石膏空心板和石膏砌塊指的是在107-170℃的溫度下煅燒脫硫石膏，然后將其磨研成粉狀物，主要是以型半水石膏，其強(qiáng)度較大、性能優(yōu)異，當(dāng)該建筑石膏硬化之后，具有易于加工、輕質(zhì)抗震、防火吸濕、絕熱吸音等方面的優(yōu)點(diǎn)。紙面石膏板是將脫硫石膏作為原料，與水、添加劑等材料充分混合之后，在兩層護(hù)面紙間連續(xù)澆筑，然后經(jīng)過(guò)封邊、壓平、凝固、切斷、烘干等多個(gè)環(huán)節(jié)的處理后，制作成輕質(zhì)建筑板材。按照其性能的不用，可以將其分為耐火紙面石膏板、耐水紙面石膏板以及普通紙面石膏板三種。在相關(guān)調(diào)查研究結(jié)果中顯示，與天然石膏相比較來(lái)說(shuō)，用脫硫石膏制成的紙面石膏板的電耗要少50%左右，且成產(chǎn)成本要少20%-30%左右。

二、鋼鐵燒結(jié)脫硫副產(chǎn)物綜合利用的發(fā)展趨勢(shì)

（一）加快研究和開(kāi)發(fā)高性能裝備

就目前來(lái)說(shuō)，鋼鐵燒結(jié)脫硫副產(chǎn)品綜合利用技術(shù)已經(jīng)較為成熟，在各探索實(shí)踐過(guò)程中也已經(jīng)達(dá)到了預(yù)期效果，并總結(jié)出來(lái)各種燒結(jié)脫硫工藝的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，因此在工藝開(kāi)發(fā)布置方面會(huì)更加的靈活、自由，實(shí)現(xiàn)二次污染小、運(yùn)營(yíng)成本低、投資少、土地資源節(jié)約等，大大提高了其利用價(jià)值[4]。從另一方面來(lái)說(shuō)，也就直接提高了燒結(jié)脫硫裝備的性能，進(jìn)而提高鋼鐵企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（二）單組分脫除法逐漸向綜合控制方向發(fā)展

在原先的凈化裝置中，其目的主要是以脫硫?yàn)橹?，但是隨著環(huán)境污染問(wèn)題加重，人們的環(huán)保意識(shí)逐步增強(qiáng)，鋼鐵企業(yè)逐漸開(kāi)始重視集脫HF/HCl/SO3、脫二噁英、脫硝、脫硫等酸性氣體的一體化裝置，為了更好的實(shí)現(xiàn)這一目的，人們逐漸開(kāi)始研究和拓展現(xiàn)有的工藝?yán)每臻g。

（三）加大對(duì)干法和半干法的有機(jī)結(jié)合

在傳統(tǒng)的脫硫工藝中，主要是以石灰石-石膏濕法技術(shù)為主，但是如果單從使用工藝方面來(lái)看的話(huà)，主要是干法和濕法各占50%左右。一般在項(xiàng)目建成中應(yīng)用的濕法要多于干法和半干法，這也就表示目前在燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)中已經(jīng)逐漸向干法轉(zhuǎn)變，對(duì)濕法的應(yīng)用逐漸減少[5]。但是其中需要注意的是，與設(shè)計(jì)結(jié)果相比較來(lái)說(shuō)，干法在實(shí)際應(yīng)用中的脫硫效果往往會(huì)比較低，因此在實(shí)際應(yīng)用中的時(shí)候需要加強(qiáng)注意。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鋼鐵燒結(jié)脫硫副產(chǎn)物綜合利用的發(fā)展前景廣闊，并逐漸向高性能的方向發(fā)展，這樣不僅僅能夠減少對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)也能夠生產(chǎn)出多種新型材料，滿(mǎn)足建筑需求。

參考文獻(xiàn)

[1] 林珊珊，蔣亞兵，蘇清發(fā)，吳慕正，林馳前.火電廠(chǎng)煤粉爐和鋼鐵廠(chǎng)燒結(jié)機(jī)干法脫硫副產(chǎn)物中重金屬的分布和浸出特征[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2015，06：195-201

[2] 陳廣言，張芳，周晨輝，馬孟臣.半干法燒結(jié)煙氣脫硫副產(chǎn)物的綜合利用[J].黑龍江科技信息，2013，08：67+147.

[3] 饒磊，周晨輝，馬孟臣，張耀輝.半干法燒結(jié)煙氣脫硫副產(chǎn)物用于礦渣微粉的試驗(yàn)研究[J].安徽冶金，2015，03：25-28+34.

[4] 李玉然，閆曉淼，葉猛，朱廷鈺，劉青.鋼鐵燒結(jié)煙氣脫硫工藝運(yùn)行現(xiàn)狀概述及評(píng)價(jià)[J].環(huán)境工程，2014，11：82-87+81.

[5] 王海風(fēng)，張春霞，齊淵洪.利用燒結(jié)脫硫副產(chǎn)石膏生產(chǎn)硫酸鈣晶須研究[J].中國(guó)冶金，2011，01：48-52.