在鋼鐵冶煉工序中，燒結(jié)過程所排放的煙氣是體量最大、污染物種類最為集中且濃度較高的一種工業(yè)廢氣。燒結(jié)煙氣中包含的主要大氣污染物有 SO₂、NO、Hg 等重金屬以及二噁英等有機(jī)污染物。
 

在《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和 2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中對(duì)鋼鐵行業(yè)提出實(shí)施綠色化改造，推動(dòng)綠色轉(zhuǎn)型要求，因此鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫產(chǎn)物資源化利用勢(shì)在必行。
 

鋼鐵行業(yè)為什么要進(jìn)行燒結(jié)呢？

在自然界中，金屬狀態(tài)的鐵是極少見的。一般都和其它元素結(jié)合成化合物。隨著工業(yè)的發(fā)展，能直接用于高爐冶煉的富礦越來越少，使得人們不得不開采貧礦（品位 25-40%）。但是貧礦直接入爐冶煉是不經(jīng)濟(jì)的，所以，必須經(jīng)過選礦處理，要選礦，就必須對(duì)礦石進(jìn)行破碎研磨。這樣，選礦后的礦粉，品位提高了，但其粒度（< 0.043mm > 90%）不符合高爐冶煉要求，因此，對(duì)于開采出和篩選出來的礦粉都必須經(jīng)過造塊后方可用于冶煉。

燒結(jié)生產(chǎn)是煉鐵生產(chǎn)的前工序，是整個(gè)鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)不可缺少的重要環(huán)節(jié)，也就是煉鐵生產(chǎn)的原料準(zhǔn)備。燒結(jié)生產(chǎn)是為高爐服務(wù)的，所以燒結(jié)礦的質(zhì)量很大程度上決定了高爐生產(chǎn)的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)和生鐵質(zhì)量。燒結(jié)生產(chǎn)的主要任務(wù)，是將鐵礦粉進(jìn)行造塊，為高爐冶煉提供優(yōu)質(zhì)的人造富礦。

煉鐵高爐

燒結(jié)過程的基本原理是將有用的礦物粉末（含鐵原料、熔劑、燃料等）按照一定比例進(jìn)行配料，并加入適當(dāng)?shù)乃�，�?jīng)混合制粒后鋪到燒結(jié)機(jī)臺(tái)車上，燒結(jié)料經(jīng)表面點(diǎn)火后，在下部風(fēng)箱強(qiáng)制抽風(fēng)作用下，料層內(nèi)燃料自上而下燃燒并放熱，混合料在高溫作用下發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生一定的液相，隨著料層溫度降低冷卻，液相將礦粉顆粒固結(jié)成塊。

燒結(jié)臺(tái)車示意圖

燒結(jié)礦與天然礦石比較優(yōu)點(diǎn)：

1. 通常含鐵量高，粒度組均勻，氣孔率大，成份穩(wěn)定，還原性好；

2. 含有堿性熔劑，造渣性能好，具有良好的冶金性能；燒結(jié)過程可除去 80 - 90% 的有害雜質(zhì)如硫（Ｓ）、砷（Ａs）等。

3. 高爐使用人造富礦（燒結(jié)礦、球團(tuán)礦），可以提高產(chǎn)量，降低燃料消耗。

4. 燒結(jié)配料中加入鋼鐵生產(chǎn)中的副產(chǎn)品（如高爐除塵灰、OG 泥、軋鋼氧化鐵皮、轉(zhuǎn)爐渣等），可以合理利用資源，既保護(hù)環(huán)境，又節(jié)約了生產(chǎn)成本。

目前燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)有濕法、半干法及干法脫硫，如下圖所示：

典型的濕法脫硫技術(shù)采用石灰石細(xì)粉作為吸收劑，化學(xué)反應(yīng)：CaCO₃ + 熱量 → CaO + CO₂­，CaO + SO₂ + 1/2O₂↑ CaSO₄ + 熱量。脫硫產(chǎn)物為飛灰及無水石膏CaSO₄，同時(shí)脫除 SO₃、HCl、HF 等，其特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單投資低、占地小、運(yùn)行費(fèi)高。

石灰石石膏法脫硫技術(shù)示意圖

燒結(jié)煙氣脫硫石膏作為鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣副產(chǎn)物，在化工，建材，農(nóng)肥，土壤改良等領(lǐng)域擁有應(yīng)用。典型應(yīng)用如石膏板，粉煤灰磚等。

 

利用飛納臺(tái)式電鏡可直接觀察鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫產(chǎn)物結(jié)晶石膏，可安裝在普通實(shí)驗(yàn)桌上，操作簡(jiǎn)便，分辨率高，無需復(fù)雜維護(hù)，助力鋼鐵行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。

飛納電鏡拍攝燒結(jié)煙氣脫硫結(jié)晶石膏