專利名稱：一種利用高爐瓦斯泥制備復(fù)合型燃煤固硫劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于燃煤固硫劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用冶金固體廢棄物高爐瓦斯泥制備復(fù)合型燃煤固硫劑的方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，煤中的硫分不僅影響我們生存的環(huán)境，而且還影響煤制焦炭、合成氣以及鋼鐵的質(zhì)量和產(chǎn)量，因此脫除煤中硫分具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，如何最大限度地降低燃煤排放的SO2S來的環(huán)境污染成為目前亟待解決的問題?？刂迫济篠O2排放的工藝技術(shù)可分為燃燒前、燃燒中和燃燒后三種脫硫方式，其中，燃燒中脫硫的燃煤固硫技術(shù)具有投資省、設(shè)備簡單、運(yùn)行費(fèi)用低和固硫劑價(jià)廉易得等優(yōu)點(diǎn)，往往被一些中小企業(yè)采用， 燃燒中脫硫是在煤中摻雜固硫劑，生成的固硫物質(zhì)隨爐渣排出。燃煤固硫劑種類很多，如 CaC03、CaO、Ca(OH) 2、MgCO3、MgO、Nei2CO3、NaOH等，但目前使用最多，價(jià)廉易得的是鈣基固硫劑，即CaC03、CaO, Ca(OH)20傳統(tǒng)固硫劑雖然取得了較好的固硫效果，然而隨著燃燒技術(shù)及表面科學(xué)的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)鈣基固硫劑脫硫效果已難以滿足要求。主要原因是在燃燒過程中固硫劑的活性較低，即CaO的高溫?zé)Y(jié)問題，所以燃煤固硫技術(shù)的關(guān)鍵是防止固硫劑的高溫?zé)Y(jié)失活、提高固硫產(chǎn)物的穩(wěn)定性和改變固硫劑的物理性能。因此尋找一種高效環(huán)保的固硫劑尤為重要。目前我國冶金工業(yè)固體廢棄物年產(chǎn)生量約4. 3億噸，而綜合利用率只有18. 03%。 高爐瓦斯泥和瓦斯灰(又稱煙灰或煙道灰)是高爐冶煉過程中隨著高爐煤氣攜帶出的原料粉塵及高溫區(qū)激烈反應(yīng)而產(chǎn)生的微粒經(jīng)濕式或干式除塵而得到的產(chǎn)物，二者化學(xué)性質(zhì)及組成相同或相近，成分較為復(fù)雜，是鋼鐵企業(yè)主要固體排放物之一。如果這些冶金塵泥利用不當(dāng)，不僅浪費(fèi)了寶貴的二次資源，其再次排放還會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。燃煤固硫和瓦斯泥(灰)的利用兩個(gè)問題看似互不相關(guān)，實(shí)際上二者在“固硫”這個(gè)問題上具有內(nèi)在聯(lián)系。瓦斯泥(灰)中多種組分均有固硫特性，在燃煤固硫方面具有應(yīng)用潛力。然而，目前已有的研究工作大多為兩者各自的理論基礎(chǔ)研究，且局限于傳統(tǒng)單一成分的考慮，未能把兩者有效的結(jié)合起來。因此，針對我國冶金工業(yè)固體廢棄物的處理現(xiàn)狀和高硫煤固硫過程中存在的缺陷，將二者有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)高爐瓦斯泥(灰)資源化利用和燃煤低成本固硫，將是有效利用高爐瓦斯泥(灰)多組分具有的固硫、脫硫特性，“以廢治廢，變廢為寶”的新途徑，也是本發(fā)明要解決的主要問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用冶金廢棄物高爐瓦斯泥(灰)(以下統(tǒng)稱為高爐瓦斯泥) 制備復(fù)合型燃煤固硫劑的方法。本發(fā)明所提供的制備方法具體如下
(1)將高爐瓦斯泥研磨10-30分鐘，使所述高爐瓦斯泥的粒度范圍為10-25mm；
(2)采用中等強(qiáng)度的磁選機(jī)對步驟(1)得到的高爐瓦斯泥進(jìn)行磁選，得到含IFe質(zhì)量百分?jǐn)?shù)8 - 12%的復(fù)合型燃煤固硫劑。本發(fā)明所用高爐瓦斯泥的主要化學(xué)成分為鐵與碳(焦炭粉)，是目前高爐瓦斯泥回收利用中最主要的有價(jià)組分；其次為SiO2, Al2O3及堿土金屬氧化物，是本發(fā)明選用的固硫劑的主要成分。本發(fā)明是以高爐瓦斯泥中多元堿性氧化物及鐵氧化物作為燃煤固硫劑， 在參與煤炭燃燒的過程中實(shí)現(xiàn)高效固硫的目的。本發(fā)明所提供的復(fù)合型燃煤固硫劑與煤粉配制成固硫型煤以及使用效果具體如下
1、固硫型煤的制備
將煤炭進(jìn)行研磨，得到粒度為35-150mm的煤粉，將本發(fā)明方法制備的復(fù)合型燃煤固硫劑與煤粉混合得到固硫型煤，燃煤固硫劑與煤粉的質(zhì)量比是1 :10，由于瓦斯泥制備的復(fù)合型固硫劑含有大量的碳，因此，固硫劑的添加量比一般固硫劑多，而且不會影響型煤的燃燒效果。2、本發(fā)明所提供復(fù)合型固硫劑的使用效果分析
在高溫爐中對固硫型煤進(jìn)行燃燒，溫度為1200°C，保溫時(shí)間為30分鐘，冷卻后取其灰渣進(jìn)行成分分析及硫分測定。對固硫型煤燃燒灰渣的化學(xué)成分及形貌進(jìn)行分析，得到瓦斯泥作為型固硫劑，參與煤炭燃燒生成耐高溫不易分解的高溫固硫產(chǎn)物Ca4Al6Sieo24 (SO4),并且固硫型煤固硫率由煤炭自身的8 - 10%提高到50 - 60%。本發(fā)明涉及的以冶金瓦斯泥提取物為主要原料制備復(fù)合型燃煤固硫劑的技術(shù)方法，其技術(shù)關(guān)鍵是將鋼鐵冶金副產(chǎn)物瓦斯泥中多元堿性氧化物及鐵氧化物等多種組分作為源物質(zhì)制備燃煤固硫劑，并采用磁選的方法對瓦斯泥進(jìn)行優(yōu)化。與傳統(tǒng)上單一及復(fù)合型燃煤固硫劑相比，本發(fā)明所述新方法制備的復(fù)合型燃煤固硫劑所用的固硫成分均來自于鋼鐵冶金瓦斯泥，固硫成分豐富，參與燃煤固硫，生成高溫下較為穩(wěn)定的固硫產(chǎn)物，從而彌補(bǔ)傳統(tǒng)單一固硫劑固硫過程中固硫劑高溫失活及固硫產(chǎn)物不穩(wěn)定、易分解的缺陷，而且在不影響煤炭燃燒特性的基礎(chǔ)上，降低了型煤燃燒成本，并實(shí)現(xiàn)高爐瓦斯泥的高附加值大宗量利用，為鋼鐵冶金塵泥資源高附加值利用提供了新途徑。


圖1 本發(fā)明固硫型煤燃燒灰渣XRD分析圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例將高爐瓦斯泥在空氣氣氛下干燥后研磨至粒度范圍為10_25mm，然后進(jìn)行磁選，對磁選后瓦斯泥樣品進(jìn)行縮分，取其IOg加入IOOg煤樣中進(jìn)行型煤制備，然后放入燃燒爐中燃燒至1200°c，保溫30分鐘。稱取0. 5克灰渣試樣置于燒杯中，采用艾什卡重量法測定灰渣中的硫含量，然后根據(jù)相應(yīng)公式計(jì)算得到固硫率。采用熱重分析儀對固硫型煤進(jìn)行燃燒特性的分析，熱重分析中采用5 mm (直徑)XI. 5 mm氧化鋁坩堝，測試條件為 升溫速率為10°C .miiT1，固硫型煤質(zhì)量大約40 mg，試驗(yàn)測溫范圍為20°C 1200°C，在空氣介質(zhì)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。最后應(yīng)用XRD衍射儀對燃燒后的灰渣進(jìn)行成分分析，確定固硫產(chǎn)物。
權(quán)利要求
1. 一種利用高爐瓦斯泥制備復(fù)合型燃煤固硫劑的方法，其特征在于該制備方法具體步驟如下(1)將高爐瓦斯泥研磨10-30分鐘，使所述高爐瓦斯泥的粒度范圍為10-25mm；(2)采用中等強(qiáng)度的磁選機(jī)對步驟(1)得到的高爐瓦斯泥進(jìn)行磁選，得到含IFe質(zhì)量百分?jǐn)?shù)8 - 12%的復(fù)合型燃煤固硫劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用高爐瓦斯泥制備復(fù)合型燃煤固硫劑的方法，屬于燃煤固硫劑制備技術(shù)領(lǐng)域。該制備方法以高爐瓦斯泥為原料，利用選礦工藝制備復(fù)合型燃煤固硫劑，通過磁選分離多余TFe，富集多元堿性氧化物，得到一種多元堿性氧化物摻雜有鐵氧化物的復(fù)合型燃煤固硫劑。該復(fù)合型固硫劑參與型煤固硫燃燒后使得煤炭固硫率由自身的8~10%提高到50~60%，且生成穩(wěn)定固硫相Ca4Al6Si6O24(SO4)。本發(fā)明可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)的燃煤固硫劑受溫度影響產(chǎn)生的高溫失活現(xiàn)象及固硫產(chǎn)物高溫下易分解的缺陷，而且為高爐瓦斯泥的高附加值利用提供了理論依據(jù)，本發(fā)明的應(yīng)用具有顯著的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益。
文檔編號C10L9/10GK102229836SQ20111015357
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者吳照金, 曹發(fā)斌, 李遼沙, 武杏榮, 申星梅, 高志芳, 高薔 申請人:安徽工業(yè)大學(xué)