不锈钢酸洗污泥预处理中硫的迁移规律研究

发布时间：2020-05-28 07:57

【摘要】：针对酸洗污泥产量大、污染严重且难处理的特点,本文提出将酸洗污泥返回冶炼工序,回收其中有价金属Fe、Cr、Ni,并发挥其中CaO、CaF2等的辅料功能的技术思路,实现污泥去毒、消纳、资源化利用的目标。采用Fact Sage热力学软件计算发现酸洗污泥中的有价金属Fe、Cr、Ni绝大部分可回收进入金属液中,但同时污泥中较高的S含量会使金属液增硫。基于此,研究提出在酸洗污泥返回利用前通过预处理方式先将污泥中的硫去除再进行利用,避免因污泥中的硫而影响金属液质量。酸洗污泥中的硫以硫酸钙形式存在,通过硫酸钙优势区位图发现其在氧化气氛下稳定存在,在还原气氛下不稳定,还原气氛有利于酸洗污泥中硫酸钙的分解。通过理论和试验探讨了还原气氛(配碳)及污泥自身复杂组分共同作用惰性条件下污泥中硫的迁移机理。理论研究了污泥预处理脱硫热力学,结果表明:惰性环境下酸洗污泥终脱硫温度范围为1000℃~1400℃;加入0.5%~0.8%的C后,其完全脱硫温度在1000℃左右,二者最终都是将硫酸钙中的硫转化成SO2方式,达到去硫目的。试验研究了污泥预处理脱硫实际效果:1)惰性环境下对污泥中硫酸钙分解始温在1000℃左右,反应终温为1400℃,其中S元素以SO2气体方式逸出,低升温速率(10℃/min)和长保温时间(180min)有利于该反应充分进行,最大脱硫率为85.6%。2)还原环境下利用C作还原剂,硫酸钙分解始温为800℃左右,其中S元素以SO2气体方式逸出。依据碳配比不同,分解终温也有所不同,调整配碳比为0.8%时反应能在最低温度1000℃左右充分发生,低升温速率(10℃/min)和长保温时间(180min)有利于该反应充分进行,最大脱硫率为91.26%。对酸洗污泥还原环境脱硫过程进行了动力学分析,表明升温速率是酸洗污泥脱硫过程限制性环节,低升温速率有利于污泥中硫的去除。酸洗污泥脱硫过程符合随机成核和随后生长模型,活化能为492.9097 kJ·mol-1,动力学方程为:(？)。以上研究成果丰富了酸洗污泥预处理脱硫理论及实践,加速了酸洗污泥在冶金企业的资源化利用进展。
【图文】：

西安建筑科技大学硕士学位论文2 典型酸洗污泥理化性能分析能分析泥宏观及微观形貌同企业不同工艺不同品种不锈钢酸洗污泥理化性能，分L) 张家港浦项钢铁(ZPSS) 泰山钢铁(TAISHAN STEE家企业的四种不锈钢酸洗污泥进行基础性能研究 不同观 SEM 图见图 2.2(a)以及微观区域 EDS 图像见图 2.2(bBAOSTEZPSS

L) 张家港浦项钢铁(ZPSS) 泰山钢铁(TAISHAN STEE家企业的四种不锈钢酸洗污泥进行基础性能研究 不同观 SEM 图见图 2.2(a)以及微观区域 EDS 图像见图 2.2(b图 2.1 不同酸洗污泥外观图TISCOBAOSTEZPSSTAISHANBAOSTEEL ZPSS
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X757

【参考文献】

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本文编号：2684946