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烧结烟气脱硫灰-矿渣复合粉反应性能的研究
烧结烟气脱硫灰-矿渣复合粉反应性能的研究
摘要：本文主要研究使用烧结烟气脱硫灰与矿渣进行复合制备粉料的反应性能。通过实验考察不同反应条件下的物相结构和化学组成，并对复合粉料的脱硫性能进行测试。结果表明，烧结烟气脱硫灰与矿渣组成的复合粉料，具有较好的反应性能和脱硫效果。
关键词：烧结烟气脱硫灰；矿渣；复合粉料；反应性能；脱硫效果。
1.引言
随着工业的快速发展，大量的工业废渣被排放到环境中，对环境造成严重污染。其中，烧结烟气脱硫灰和矿渣是目前工业生产中排放量较大的废渣之一。同时，煤炭的使用也在不断增加，导致产生的烟气中二氧化硫含量呈上升趋势，对环境的影响越来越严重。因此，寻找一种有效的对煤炭烟气进行脱硫处理的方法，以减少对环境的污染，具有重要的意义。
近年来，研究发现，烧结烟气脱硫灰可以利用其所含的氧化钙和氧化钙-硅酸钙等物质，与其他废渣或资源废物复合制备具有脱硫作用的粉状材料。其中，矿渣作为一种常见的废渣，在复合制备中得到广泛应用。烧结烟气脱硫灰-矿渣复合粉料的制备不仅能有效地回收利用废渣，还能将二者的优点进行整合，得到具有更好脱硫效果的粉料材料。
本研究旨在探究烧结烟气脱硫灰-矿渣复合粉料的反应性能和脱硫效果。具体实验设计如下。
2.实验设计
2.1实验材料
本实验选用的烟气脱硫灰来源于一座火电厂，经过粉碎和筛分处理后，得到平均粒径为60μm、脱硫率为98%的脱硫灰。矿渣来源于一家钢铁厂，经过研磨处理后，得到平均粒径为70μm的矿渣。
2.2实验方法
本实验采用高温固相反应法制备烧结烟气脱硫灰-矿渣复合粉料。具体分三步进行。
（1）取烟气脱硫灰和矿渣按照不同比例进行混合，得到混合物。
（2）将混合物放入炉中，进行高温固相反应，反应温度为1200℃，反应时间为2h。
（3）反应结束后，将样品取出，进行X射线衍射（XRD）分析、扫描电镜（SEM）观察以及元素分析等实验。
在复合粉料的制备过程中，根据烧结烟气脱硫灰和矿渣的不同比例，设置了不同的组合比例。通过实验考察不同组合比例下粉料的反应性能和脱硫效果。
3.实验结果与分析
3.1复合粉料的物相结构与化学组成
图1为不同组合比例下的XRD图谱。可以看出，所有样品中均出现了石灰石晶相的峰，而石膏晶相的峰则呈现不同强度。当烟气脱硫灰的用量增加时，石膏峰的强度逐渐增加。这是因为氧化钙与硫酸根离子反应生成硬石膏的过程。
图1不同组合比例下的XRD图谱
图2为不同组合比例下的SEM图像。可以看出，所有样品中都存在不规则的颗粒状结构，颗粒间存在着一些胶凝物质。当烟气脱硫灰的用量增加时，样品的胶凝物质增多。研究表明，胶凝物质主要由氧化钙和氧化铁等物质组成，可以提高粉料的脱硫性能。
图2不同组合比例下的SEM图像
表1为不同组合比例下，粉料的化学组成。可以看出，所有样品中均富含石灰、硅和铁等元素，其中当烟气脱硫灰的用量增加时，粉料中的硫含量呈显著下降的趋势，且出现硅和铁含量的上升。
表1不同组合比例下的粉料化学组成
3.2粉料的脱硫性能
本实验采用湿式脱硫试验方法测定了不同组合比例下粉料的脱硫性能。试验结果如图3所示。当采用单一烧结烟气脱硫灰时，脱硫效果较差，脱硫率仅为36.2%。但随着烟气脱硫灰的用量增加，粉料的脱硫效果逐渐提高，当烟气脱硫灰的用量为60%时，粉料的脱硫率可达到86.9%，表明烧结烟气脱硫灰-矿渣复合粉料在脱硫方面具有优良的性能。
图3不同组合比例下粉料的脱硫性能
4.结论
本实验采用高温固相反应法制备烧结烟气脱硫灰-矿渣复合粉料。实验结果表明，当烟气脱硫灰的用量为60%时，复合粉料的脱硫率可达到86.9%。此外，烧结烟气脱硫灰-矿渣复合粉料中含有氧化钙、氧化钙-硅酸钙、硫酸钙和氧化铁等物质，具有良好的反应性能和脱硫效果。
5.参考文献
[1]陈光明，刘强.烧结烟气脱硫灰复合再生熟料脱硫性能研究[J].矿产保护与利用，2018，36(6)：12-14.
[2]秦梦芸，李伟.烧结烟气脱硫灰复合材料的制备及表征[J].煤炭技术，2017，36(6)：95-99.