酸洗污泥含碳球团渣铁浴处理过程中硫的分布.docx

酸洗污泥含碳球团渣铁浴处理过程中硫的分布目录1 .摘要1.关键词12 .引言2.精选图表33 .结论3.摘要不锈钢硫酸酸洗过程产生大量的酸洗污泥，其成分中含有高含量的CaS04 以及铁、铭等有价金属。活性炭经过屡次吸附会丧失活性，但仍保持还原性 能。由酸泥、活性炭混匀并焙烧制成含碳球团，在高炉过程渣铁混出时将该球 团掷入渣铁熔池进行还原处理，酸泥中的Fe、Cr被还原后进入铁水，其他物 质进入高炉渣，实现酸洗污泥的去毒、消纳和资源化利用的目标。鉴于硫酸酸 洗后的污泥中含有大量硫元素，重点探讨以上工艺技术中球团焙烧温度、配碳 量及球团在熔炼过程的添加量等因素对硫在各相中分配行为的影响趋势，主要 采取热力学理论计算、实验室试验等研究手段。结果说明，球团C/S物质的量 比为2、球团焙烧温度为400C时，向渣铁浴熔池中加入1%占比的球团可控 制渣铁浴终点铁水硫质量分数为0.010%左右，此时熔渣固硫率可到达 50%；球团C/S物质的量比为0.5、球团焙烧温度为400或800C时，向渣 铁浴熔池中加入3%占比的球团，也可降低渣铁浴终点铁水硫质量分数，为0.01%左右，且酸泥中Fe/Cr回收率达88.27%,但熔渣固硫率较 低。本研究说明，利用渣铁浴工艺处理酸洗污泥，通过合理调控试验参数，可 有效控制终点铁水硫含量至较低水平，到达深脱硫效果，同时Fe/Cr具有较高 的回收效率，渣铁浴前后炉渣成分变化极小，不会影响高炉渣平安性及后续利 用，具有较高的环境和经济效益。1 .关键词酸洗污泥；含碳球团；脱硫；渣铁浴还原；含铭固废第1页共4页2 .引言不锈钢通过酸洗提高外表洁净度，获得耐蚀性，酸洗过程中产生的废液经 石灰中和沉淀后不可防止地产生污泥。酸洗污泥中含有铁、铭、银等有价金属 以及Cas。,、CaF2> SiO2等物质。其中，六价铭与硫会对环境产生潜在危害， 2018年污泥也被明确列入危废。未经处理的污泥不允许出厂，需要在企业内 部对其循环利用。借助不锈钢冶炼过程工艺，高效合理地处理酸洗污泥，成为 行业内污泥利用的趋势。不锈钢外表酸洗处理通常使用H2sO,和HF酸洗，HF 酸洗污泥中CaFz含量较高，H2s。4酸洗污泥中CaS04通常可达45%60%,本 文重点研究硫酸酸洗污泥。酸洗污泥由于其成分特殊，综合利用困难很大。有 学者将污泥配加还原剂回收其中有价元素，被认为是可行的。酸洗污泥的回收 处理通常有湿法处理和火法还原两种途径。湿法别离工艺较为复杂，无法在钢 厂内部直接处理；火法还原通常采用低温(1300C)自还原法提取有价金属，经 济效益低且能耗高。活性炭由于其极强的吸附和净化能力，在钢铁厂会被用来 处理烧结烟气、净化废水等，而经过屡次吸附反响后，其内部结构变化会导致 活性降低，吸附能力变弱，但经过合适处理后依然可作为还原剂使用。高温熔 渣具有丰富的显热资源可以利用，针对渣浴显热的研究也有报道，而对渣铁共 同显热的利用相关研究鲜有报道。结合某不锈钢企业硫酸酸洗后污泥的化学组 成、该企业烧结烟气脱硫后活性炭的组成特点以及高炉炼铁工序渣铁混出时的 现场条件，本研究提出酸洗污泥和废弃活性炭混合制备成含碳球团、焙烧烘干 后投入渣铁混出时的出铁沟的处理手段，一方面利用球团中活性炭和铁水中碳 的共同还原作用，还原回收酸洗污泥中的Fe、Cr元素至铁水，另一方面球团 中的其他组元被高炉渣消纳。本质上是充分利用高炉渣铁混出时的高温显热来 消纳处理不锈钢酸洗污泥。该技术中，一方面关注酸泥内Fe、Cr回收率，另 一方面为了防止处理过程中产生SO2等二次排放以及污泥与活性炭中的硫对铁 水的污染，必须要深入了解硫元素在气、渣、铁等相中的分布行为。本论文结 合理论计算和实验室研究，全面分析不锈钢酸性污泥的含碳球团在烘干及渣铁 浴处理全过程中硫元素在气、固、渣、铁液等相中的分布行为，并获得优化参 数。关于该处理工艺中酸泥内Fe、Cr元素的别离回收率，将在其他文章中介 绍。第2页共4页3 .精选图表图2高炉渣与热金属液反响及球团加料位置2 Reaction of blast furnace slag and hot molten metal and pellet feeding position图3 实验室用高温管式炉Fig. 3 High-temperature tube furnace for laboratory5.结论第3页共4页(1)酸泥含碳球团焙烧温度、配碳量均会对球团物相分布存在影响。在球团 配碳量保持C/S物质的量比为0.5时，焙烧温度为400或800C, CaSCU均不 会分解；在C/S物质的量比为2时，400焙烧同样不会分解，而800c焙烧 CaSCU会大量转化成CaS。焙烧温度为400c或800C,球团焙烧过程硫不会进 入气相。(2)在不同温度、配碳量条件下制备的污泥含碳球团，对渣铁反响后硫在各 相中的分布均存在影响。本研究渣系成分范围内球团C/S物质的量比为0.5 时，渣铁浴反响后更多的硫分散到气相，同时会降低渣铁浴还原铁水终点 w(Sf)至0.010%附近；球团焙烧温度为400时，相较800,对渣铁浴还 原铁水终点影响不大，但熔渣具有更高的固硫率。(3)向渣铁熔池中加入酸泥球团的用量占比会直接影响反响熔渣初始硫质量 分数，从而对反响终点铁水w(Sf)产生影响。向渣铁熔池中加入球团占比为 1%时，会有效降低金属中w(Sf)至0.010%左右；而球团占比为3%、5% 时，反响终点铁水w(Sf)会增至0.100%以上。(4)球团焙烧温度为400、C/S物质的量比为0.5时，在渣铁浴反响后酸 泥中Fe/Cr的总收得率可达88.27%,降低球团配碳量可增大对酸泥中金属的 回收。第4页共4页