CN109593953B - 半干法脱硫灰与钛白副产绿矾协同资源化利用的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种半干法脱硫灰与钛白副产绿矾协同资源化利用的方法，依次包括如下步骤：S1将半干法脱硫灰和钛白副产绿矾按照一定的比例混合后烘干；S2烘干后的物料送入高温炉中焙烧；S3步骤S2中产生的烟气经除尘、净化、催化氧化、吸收制备硫酸；S4步骤S2中产生的残渣配入铁矿烧结混合料替代部分含铁原料和熔剂。本发明的优点在于使烧结半干法脱硫灰和钛白副产绿矾同时得到处理，解决了环保上的难题，实现了以废治废。

Description

半干法脱硫灰与钛白副产绿矾协同资源化利用的方法

技术领域

本申请属于资源综合利用，特别涉及一种半干法脱硫灰与钛白副产绿矾协同资源化利用的方法。

背景技术

半干法脱硫工艺由于脱硫效率高、工艺流程短、占地面积小、投资省等优点，被广泛应用于我国中小型发电机组和部分钢铁企业烧结厂的烟气脱硫工程。半干法脱硫工艺原料采用生石灰，经过烟气脱硫后产生的副产物为半干法脱硫灰，其主要成分为：游离氧化钙、亚硫酸钙、碳酸钙、硫酸钙和氢氧化钙等物质。由于半干法脱硫灰成分很不稳定，呈弱碱性，且易分解，因此脱硫灰的综合利用非常困难，目前半干法脱硫灰的普遍处理方式是堆放和填埋，不仅污染环境、占用土地，还存在安全隐患。目前针对半干法脱硫灰资源利用的技术很多，但实际应用起来，并不成熟，因此，开发半干法脱硫灰的高效资源化利用技术具有非常重大的意义。

钛白粉是一种白色颜料，广泛应用于涂料、化纤、橡胶、陶瓷、塑料、造纸、印刷油墨、玻璃、化妆品等工业。硫酸法是钛白粉生产的重要方法，该方法的缺点之一是生产过程中会产生绿矾等固废，据统计，每生产1t钛白粉会产生3～4t绿矾，数量非常庞大，目前绿矾主要用做饲料添加剂、净水剂、肥料等，但用量都较小，大部分仍作为固废堆存，随着钛白粉需求量和产量的不断增长，副产物绿矾的综合利用问题将愈加突出。

发明内容

本发明可同时使半干法脱硫灰和钛白副产绿矾得到资源化利用，解决了环保上的难题，实现了以废治废，具有非常显著的经济效益和环境效益。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开了一种半干法脱硫灰与钛白副产绿矾协同资源化利用的方法，依次包括如下步骤：

S1将半干法脱硫灰和钛白副产绿矾按照一定的比例混合后烘干；

S2烘干后的物料送入高温炉中焙烧；

S3步骤S2中产生的烟气经除尘、净化、催化氧化、吸收制备硫酸；

S4步骤S2中产生的残渣配入铁矿烧结混合料替代部分含铁原料和熔剂。

进一步地，在上述半干法脱硫灰与钛白副产绿矾协同资源化利用的方法中，步骤S1中半干法脱硫灰占混合物料的质量比为30％～70％。

进一步地，在上述半干法脱硫灰与钛白副产绿矾协同资源化利用的方法中，步骤S1中烘干温度为100～200℃。

进一步地，在上述半干法脱硫灰与钛白副产绿矾协同资源化利用的方法中，步骤S2中焙烧温度为750～950℃，焙烧时间为40～100min，焙烧气氛为弱还原性气氛。

进一步地，在上述半干法脱硫灰与钛白副产绿矾协同资源化利用的方法中，步骤S4中残渣配入铁矿烧结混合料替代部分含铁原料和熔剂，残渣配入铁矿烧结混合料的重量比例为0.5％～2％。

进一步地，在上述半干法脱硫灰与钛白副产绿矾协同资源化利用的方法中，步骤S2中产生的残渣中铁元素含量为15～42％，氧化钙含量为45～82％。

目前钢铁厂很多企业采用半干法脱硫工艺，脱硫灰的来源稳定，产生量较大，且脱硫灰的主要成分为亚硫酸钙、氧化钙、硫酸钙等，占脱硫灰质量的90％以上，成分较为稳定；硫酸法是钛白粉生产的主要方法，生产过程中会产生副产品绿矾，因此绿矾来源稳定，且绿矾的主要成分为FeSO₄·7H₂O，占比超90％，故钛白副产绿矾成分非常稳定。半干法脱硫灰和钛白副产绿矾均属于一般固废，异地运输和集中处理都是可行性的。

该工艺方案的焙烧温度仅为750～950℃，对炉体设备的要求低，烟气主要成分为SO₂、SO₃、H₂O等，经除尘、净化、催化氧化、吸收等工序即可制备成不同浓度的硫酸，工艺技术装备很容易实现，投资低，且不存在气体污染物、固废、污水排放。该工艺使用的原料为半干法脱硫灰和钛白副产绿矾，均属于一般固废，原料成本极低，焙烧温度仅为750～950℃，能源消耗较低，原料的处理成本仅为60元/吨左右，而产生的残渣价值约为400元/吨，产物硫酸的价格约为350元/吨，经济效益显著；残渣主要成分为CaO和Fe₂O₃，配入铁矿烧结混合料替代部分含铁原料和熔剂，配加比例为0.5％～2％，CaO和Fe₂O₃均为烧结生产所需的常规原料，有害杂质含量低，不会对烧结过程造成负面影响。

本发明的突出特点是使烧结半干法脱硫灰和钛白副产绿矾同时得到处理，解决了环保上的难题，实现了以废治废，气体产物可以制备硫酸，固体产物可作为铁矿烧结原料，整个工艺绿色环保，无污染物排放，具有非常显著的经济效益和环境效益。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明具体实施例半干法脱硫灰与钛白副产绿矾协同资源化利用的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1所示，本发明工艺流程如下：

S1将半干法脱硫灰和钛白副产绿矾按照一定的比例混合后烘干，半干法脱硫灰占混合物料的质量比为30％～70％，烘干温度为100～200℃；

S2烘干后的物料送入高温炉中焙烧，焙烧温度为750～950℃，焙烧时间为40～100min，焙烧气氛为弱还原性气氛；焙烧温度大于700℃时，钛白副产绿矾中的主要成分FeSO₄·7H₂O将发生分解反应：

2FeSO₄·7H₂O＝＝Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑+14H₂O

半干法脱硫灰中的主要成分CaSO₃将发生如下分解反应：

CaSO₃＝＝CaO+SO₂↑

S3步骤S2中产生的烟气经除尘、净化、催化氧化、吸收制备硫酸；

S4步骤S2中产生的残渣中铁元素含量为15～42％，氧化钙含量为45～82％，产生的残渣配入铁矿烧结混合料替代部分含铁原料和熔剂，残渣配入铁矿烧结混合料的重量比例为0.5％～2％。

下面将选取一种半干法脱硫灰与钛白副产绿矾来说明本发明技术方案。

半干法脱硫灰中各成分百分比如下表：

原料种类	TFe	CaO	SiO<sub>2</sub>	MgO	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	SO<sub>3</sub>	Cl
								质量百分比(％)	1.62	49.5	0.83	2.22	0.59	35.2	2.85

钛白副产绿矾中各成分百分比如下表：

实施例1

采用上述原料，将半干法脱硫灰和钛白副产绿矾按质量比3:7的比例充分混合，在120℃温度下烘干，烘干后的混合料送入高温炉中进行焙烧，焙烧温度为750℃，焙烧时间为100min，焙烧气氛为弱还原性气氛；焙烧过程产生的烟气经除尘、净化、催化氧化、吸收等工序制备的硫酸浓度为93％；焙烧后产生的残渣全铁含量为41.2％，氧化钙含量为45.7％，按2％的比例配入铁矿烧结，替代部分铁精粉和石灰石，未对烧结产生负面影响。

实施例2

采用上述原料，将半干法脱硫灰和钛白副产绿矾按质量比7:3的比例充分混合，在180℃温度下烘干，烘干后的混合料送入高温炉中进行焙烧，焙烧温度为950℃，焙烧时间为40min，焙烧气氛为弱还原性气氛；焙烧过程产生的烟气经除尘、净化、催化氧化、吸收等工序制备的硫酸浓度为98％；焙烧后产生的残渣全铁含量为15.7％，氧化钙含量为81.5％，按0.5％的比例配入铁矿烧结，替代部分铁精粉和石灰石，未对烧结产生负面影响。

上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种半干法脱硫灰与钛白副产绿矾协同资源化利用的方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

S1将半干法脱硫灰和钛白副产绿矾按照一定的比例混合后烘干，半干法脱硫灰占混合物料的质量比为30％～70％，烘干温度为100～200℃；

S2烘干后的物料送入高温炉中焙烧，焙烧温度为750～950℃，焙烧时间为40～100min，焙烧气氛为弱还原性气氛，产生的残渣中铁元素含量为15～42％，氧化钙含量为45～82％；

S3步骤S2中产生的烟气经除尘、净化、催化氧化、吸收制备硫酸；

S4步骤S2中产生的残渣配入铁矿烧结混合料替代部分含铁原料和熔剂，残渣配入铁矿烧结混合料替代部分含铁原料和熔剂，残渣配入铁矿烧结混合料的重量比例为0.5％～2％。

Images