[发明专利]一种脱硫灰改性熔剂返回铁矿烧结的方法

说明书

本发明公开了一种脱硫灰改性熔剂返回铁矿烧结的方法，属于铁矿烧结技术领域。本发明通过对脱硫灰进行配碳处理得到脱硫灰改性熔剂，再将脱硫灰改性熔剂与外配熔剂混合得到混合熔剂，将混合熔剂、燃料和含铁原料混合得到烧结混合料，而后将烧结混合料装铺于烧结台车上表面进行点火烧结。本发明使用脱硫灰改性熔剂返回至铁矿烧结领域，不仅实现了烧结过程中的节能与减排，而且提升了烧结产质量指标。

技术领域

本发明涉及铁矿烧结技术领域，更具体地说，涉及一种脱硫灰改性熔剂返回铁矿烧结的方法。

背景技术

在我国，钢铁企业排放的SO₂中有50％-70％来自烧结工序，现有技术中通常采用半干法脱硫技术进行烧结烟气脱硫，该方法投资低且脱硫率高，但是在半干法脱硫过程中会产生大量的脱硫灰，目前主要对脱硫灰进行堆弃处理。由于该脱硫灰中会含有大量性质不稳定的CaSO₃，会造成资源浪费、环境污染并占用土地，因此，如何提高脱硫灰的利用率成为当前的研究热点。

另外，随着我国对固废处理要求的日益提高，如何更好的综合利用烧结矿烟气脱硫灰也逐渐受到研究者的关注。许多高校和企业对烧结矿烟气脱硫灰综合利用方面进行了大量的研究，主要从回填、筑路、改良酸性土壤、制作蒸压砖、制作干粉砂浆、陶粒、水泥缓凝剂以及改性氧化后制备CaSO₄晶须等方面入手对脱硫灰进行处理。但是现有的研究仅仅停留在试验室阶段，更忽视了冶金企业本身具有的固废消纳处理功能。

经检索发现，专利申请公开号CN103627893A，公开日2014年3月12日的中国发明专利公开了一种利用钙法干法及半干法烟气脱硫灰进行烧结矿的方法，该发明通过钙法干法及半干法烟气脱硫灰按照质量百分比0.5-11.8％的比例添加到烧结混合料中，然后按照常规方法加水、混合、造球、烧结，得到成品烧结矿，并进行烧结杯试验和工业试验将脱硫灰直接作为熔剂返回烧结利用。但在该发明的方法中，由于CaSO₃极易被氧化成CaSO₄而残留在烧结矿中，导致烧结矿中硫含量增加，不利于高炉冶炼，同时CaSO₃分解也增加了烟气中SO₂含量，增加了后续的脱硫负担，从而限制了该方法在冶金行业内部的利用。

此外，唐超的沸腾炉掺烧半干法烧结烟气脱硫灰制备SO₂的应用基础研究，《武汉科技大学硕士论文》，2016中提到将脱硫灰在掺入硫酸沸腾炉焙烧制取SO₂，研究不同氧分压条件CaSO₃分解情况，同时还研究了将脱硫灰和硫铁矿、硫酸亚铁混合料从沸腾炉下部加料的反应行为。该研究主要目的是加热分解含硫物质得到SO₂制硫酸，但分解后剩余产物中S含硫非常高，分解固体产物难以有效利用。

郝建璋等人，半干法脱硫灰的综合利用途径探讨，《攀枝花科技与信息》，2014(3)：26-30中提到半干法脱硫灰高温分解工艺，其思路为采用焦炉或高炉煤气作为热源和还原介质，采用流化床的工艺，使半干法脱硫灰高温分解，形成活性氧化钙和富含硫的烟气，氧化钙返回用作烧结熔剂使用，含硫烟气回收用于制硫酸。但仍存在CaSO₃发生氧化反应生成CaSO₄，同时，如果CO浓度过高，会将CaSO₃还原成CaS，从而导致分解产物中S残余量急剧增加，难以有效返回在烧结工艺利用的问题。另外，焦炉或高炉煤气含量大量CO₂、N₂等，会大大稀释SO₂浓度，影响制硫酸。

王涛等人，一种半干法烟气脱硫灰利用的新工艺，《工程热物理学报》，2011，V32(6)：1077-1079中提到半干法脱硫灰在无氧氛围下分解利用，高温反应器温度设置为800-900℃，可以有效的分解CaSO₃，但该工艺无法使原料中的CaSO₄分解，会造成反应产物氧化钙中含有大量CaSO₄，限制了其有效利用，更无法实现烧结利用。