冶金烧结工序脱硫石膏制备铁酸钙的基础研究

发布时间：2023-04-09 23:07

　　烧结是长流程钢铁企业必不可少的工序,随我国新环保标准的实施,新型或改造型大型烧结机都配套建设了综合的脱硫脱硝烟气净化处理装置。其中石灰/石灰石-石膏湿法脱硫因为技术相对成熟、脱硫效率较高而被广泛使用,世界上大约90%的钢铁企业都使用石灰/石灰石-石膏湿法脱硫烟气装置。脱硫石膏是石灰/石灰石-石膏法脱硫所产生的废弃物,随着钢铁产量的逐年增加,我国有大量的废弃物—脱硫石膏无法综合利用,已成为钢铁行业亟需解决的问题。本文通过实验研究,力图探索用长流程钢铁企业烧结工序中产生的废弃物—脱硫石膏制备铁酸钙、并综合回收再利用的可能性。本研究进行如下工作。1)分析脱硫石膏成分和组成,并对脱硫石膏物理及化学性能进行测试,发现脱硫石膏的主要成分是二水硫酸钙,且其中含有害元素如Hg,含水量、酸碱度、粒度等分析数据表明其属于可回收利用的资源;2)研究石膏分解机理,在查询并计算热力学数据的基础上,把纯石膏置于管式气氛炉中,研究CO/CO₂混合气体比例、气体流量、反应时间和反应温度对石膏分解、脱硫的影响因素;3)为把烧结工序产生的废弃物—脱硫石膏制备成铁酸钙实现资源的绿色综合利用,把CaSO...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 烟气脱硫的主要方法与发展趋势
        1.2.1 石灰/石灰石-石膏脱硫工艺
        1.2.2 两种脱硫方法的比较分析
    1.3 冶金烧结工序脱硫石膏的研究
        1.3.1 脱硫石膏与天然石膏的比较
        1.3.2 脱硫石膏的物理化学性质及其影响
        1.3.3 脱硫石膏的利用现状
        1.3.4 脱硫石膏的研究现状
    1.4 铁酸钙在转炉中的应用
    1.5 课题研究内容
第二章 实验方法与热力学分析
    2.1 实验原料
    2.2 实验仪器
        2.2.1 原料的前期处理
        2.2.2 烧结过程与控制
        2.2.3 分析检测设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 冶金烧结工序脱硫石膏的综合特性分析
        2.3.2 石膏分解的温度及气氛控制
        2.3.3 铁酸钙的预制备
        2.3.4 焦炭作为还原剂的铁酸钙的制备
    2.4 石膏脱硫的热力学研究
        2.4.1 硫酸钙分解反应热力学
        2.4.2 氧化铁还原分解热力学
        2.4.3 铁酸钙还原分解热力学
第三章 冶金烧结工序脱硫石膏成分及特性分析
    3.1 烧结工序脱硫石膏成分分析
        3.1.1 脱硫石膏XRD物相分析
        3.1.2 脱硫石膏含水率分析
    3.2 烧结工序脱硫石膏物理性能特性
        3.2.1 粉体综合性能测试
        3.2.2 脱硫石膏粒度分析及粉磨对其影响
    3.3 烧结工序脱硫石膏化学特性
        3.3.1 脱硫石膏碱度测试
        3.3.2 脱水及分解特性分析
第四章 石膏分解的反应气氛控制及影响
    4.1 不同气氛下石膏分解结果
    4.2 反应温度对分解速率的影响
    4.3 CaSO₄分解率随CO/CO₂比的变化
    4.4 气/固反应动力学研究
    4.5 CaSO₄+Fe₂O₃制备铁酸钙的实验结果与分析
        4.5.1 生成物相分析
        4.5.2 OM组织与形貌分析
第五章 焦炭辅助石膏分解及铁酸钙制备
    5.1 焦炭还原产物随时间变化分析
        5.1.1 石膏+赤铁矿+焦粉烧结试样分析
        5.1.2 脱硫产物显微形貌分析
    5.2 焦炭还原CaSO₄显微组织机理研究
    5.3 含碳球团气体数学模型研究
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：3787894