烧结烟气脱硫灰中亚硫酸钙转化机制与资源化基础研究

本项目针对高碱性烧结烟气脱硫灰中钙系化合物组份定量分析方法的研究开展了大量的实验研究工作，建立了一套有效、简便、准确的干法烟气脱硫灰中主要物相组成的定量分析方法。通过测量脱硫灰模拟样品中的CaSO3•0.5H2O、CaO Ca(OH)2、CaCO3、SO42-各物相含量、计算其回收率与测量标准偏差来进行分析方法的评价，并通过实际脱硫灰样品进行方法验证，最终确定了各物相适用的检测方法。项目重点对碘量法测量高碱性烧结烟气脱硫中亚硫酸钙含量的影响因素进行了研究，探讨了加酸顺序、酸化剂种类、溶液pH值等因素对测试结果的影响；研究确定的先加碘后加酸，用磷酸做酸化剂，控制滴定溶液的pH值范围在1.5~2.5的碘量法，可以准确测定脱硫灰中亚硫酸钙含量，并能有效掩蔽Fe3 对I-的氧化作用造成的碘滴定“回蓝”现象。研究通过改进用乙二醇测定游离钙的方法，确定了CaO Ca(OH)2定量分析方法，并提出将萃取CaO Ca(OH)2后的残渣进行酸分解，再通过测量酸的消耗量来准确定量分析CaCO3的方法；研究对国标GB/T 5484-2000《石膏化学分析方法》中硫酸根的测量方法进行了改进，先加入一定量过氧化氢将亚硫酸盐全部氧化为硫酸盐，用重量法测量总硫酸根含量，再扣除亚硫酸盐中SO3含量，计算出(CaSO4.2H2O CaSO4）所含的硫酸根量；各分析的准确度均达到95%以上，取得了良好的研究成果。本项目还对利用综合热分析仪器进行Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3.0.5H2O三种可分解物相定量分析的可行性进行了研究，结果表明，由于CaSO3.0.5H2O在升温过程中会发生脱水反应、氧化或分解反应，其反应温度点与Ca(OH)2、 CaCO3的分解温度有交叉，因此利用TG-DTG-DSC对脱硫灰三种可分解钙系物相定量分析准确度较差，不适合做为定量分析的方法，但可以作为快速定性分析方法进行物相组成的判定。 2100433B

随着我国控制和削减SO2排放力度的不断加大，钢铁企业烧结烟气脱硫进入了快速发展时期，由此产生的大量脱硫灰渣的资源化应用成为急需解决的一个重要课题。本项目从高碱性脱硫灰的物相组成与亚硫酸盐的定量分析方法研究入手，深入系统地研究常温环境条件改性对烧结烟气脱硫灰长期稳定性与有毒有害物质转变的影响，评价其在资源化应用中的潜在危害；重点开展烧结烟气脱硫灰中亚硫酸盐常温催化氧化方法与转化动力学研究，揭示其氧化转变机理，在改性过程中寻找经济、有效的转化途径；同时对改性脱硫灰对水泥等建筑材料性能的影响机理进行分析研究，为烧结烟气脱硫灰的资源化应用提供理论指导。该研究成果将显著提高烧结烟气脱硫灰的研究与应用水平，对烧结烟气脱硫技术与产业的发展产生强大的推动作用和深远的影响。