【摘要】：目前我國鋼鐵行業(yè)脫硫多采用半干法脫硫技術(shù)。半干法煙氣脫硫技術(shù)的脫硫灰組成復(fù)雜，穩(wěn)定性差，利用十分困難。脫硫灰的堆放和拋棄不但占用了大量土地，耗資巨大，而且其中的有害雜質(zhì)更對環(huán)境造成嚴重污染。因此尋找對脫硫灰進行有效處理和利用的方法對于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、建設(shè)資源節(jié)約性社會有著極其重要的社會意義和經(jīng)濟意義。 采用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS)等技術(shù)對脫硫灰、礦渣及水化后試樣的化學(xué)組成、晶體結(jié)構(gòu)及形貌進行表征，結(jié)果表明半干法脫硫灰中主要成分為亞硫酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鈣等，而礦渣中主要是鋁酸鈣、硅酸鈣等，這些成份可反應(yīng)可生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣、鈣礬石等，對水化后的試樣進行SEM及EDS分析得出水化產(chǎn)物為棒狀晶體，主要有Ca、O、Al、Si等元素，經(jīng)XRD測試證實了試樣中有水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣及鈣礬石存在。 CaSO3是影響半干法脫硫灰應(yīng)用的主要因素，將CaSO3氧化為CaSO4是解決脫硫灰應(yīng)用的關(guān)鍵。本文選用(NH4)2S2O8和H2O2作為氧化劑，研究氧化劑的量、催化劑種類、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度及添加劑的添加量等因素對亞硫酸鈣轉(zhuǎn)化率的影響。研究結(jié)果表明：以(NH4)2S2O8為氧化劑的最佳方案是CuSO4催化劑作用下，CaSO3與(NH4)2S2O8摩爾比為20:1，添加脫硫灰質(zhì)量0.2%的(NH4)2SO4，在40℃水浴中反應(yīng)3h，可將50wt%以上的CaSO3氧化；以H2O2作為氧化劑的最佳方案是CaSO3與H2O2摩爾比為20:3，每百克脫硫灰滴加2.510-5mol的CuSO4為催化劑，室溫下反應(yīng)3h，可使60wt%以上的CaSO3被氧化。 利用脫硫灰和礦渣采用振動成型制作新型墻體磚，采用最佳配比氧化方案，以檸檬酸鈉為緩凝劑，Na2SiO4·9H2O和CaO為激發(fā)劑，通過調(diào)節(jié)各種試劑摻比使得磚體各項指標優(yōu)化。結(jié)果表明以(NH4)2S2O8為氧化劑的最佳方案是CuSO4為催化劑，，添加0.2%的檸檬酸鈉和1%的(NH4)2S2O8，但制成的試樣強度不高且開裂較多，同時在攪拌過程中有氨氣放出，不適合大量生產(chǎn)；而以H2O2為氧化劑制得試樣總體強度較高、開裂少且無有害氣體放出，研究表明以H2O2為氧化劑的最佳方案是以nCaSO3: nH2O2=20:3添加H2O2，每百克脫硫灰滴加2.5×10㧟5mol的CuSO4作為催化劑，添加0.1%檸檬酸鈉作為緩凝劑，0.4%的CaO為激發(fā)劑，該方案制得的試樣滿足JC239—2001《粉煤灰磚》MU25磚的強度指標。 振動成型試樣三天后脫模，制作周期較長，因此選用壓制成型制作磚體。選擇以H2O2作為氧化劑的方案，研究成型壓力，養(yǎng)護時間，激發(fā)劑種類及摻量，礦渣粒度及摻量等對試樣強度的影響。結(jié)果表明磚體強度隨成型壓力的增加呈先增加后減小的趨勢；增加養(yǎng)護時間、減小礦渣粒度、增加礦渣比例都較明顯增加磚體的強度；激發(fā)劑能在一定程度上增加磚體強度，但增加的幅度較��；以標準砂為骨料，磚體強度隨骨料摻量的增加呈先增后減的趨勢。綜合實驗結(jié)果及經(jīng)濟等因素，確定最佳方案是取脫硫灰與礦渣等質(zhì)量量，加入0.8%水玻璃為激發(fā)劑，0.1%檸檬酸鈉為緩凝劑，7%的砂子為骨料，添加原料質(zhì)量18%的水，攪拌10min后，在24MPa壓制成型，80℃、90%濕度環(huán)境下養(yǎng)護6h，再在100℃蒸汽養(yǎng)護8h后自然養(yǎng)護14天。采用以上條件制得的試樣的抗壓強度、干燥收縮值等均達到JC239—2001《粉煤灰磚》MU20磚的標準，但抗凍性還有待進一步研究。
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【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU522;X757

【參考文獻】

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本文編號：2263545