钢铁烧结脱硫副产物综合利用现状与发展
[摘 要]随着社会经济的快速发展，我国企业生产的规模和数量都持续加大，这也就表示对资源能源的需求不断增加，同时还会加重环境污染，不利于人类的可持续发展。特别是对于钢铁企业来说，会产生大量的副产物，如果没有得到有效应用的话，在污染周边环境的同时还会占用较多的土地资源，因此加强对这些副产物的综合利用是十分必要的。本文主要是对钢铁烧结脱硫副产物的综合利用现状和发展趋势进行详细分析和研究，这对提高烧结脱硫副产物的利用效率具有重要的意义和作用。
[关键词]烧结脱硫；副产物；综合利用；利用现状；发展趋势
中图分类号：F112 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0320-01
在近几年来，由于环境污染状况日趋严重，国家政府对SO2的排放更加严格，因此很多钢铁企业都逐渐建立烧结烟气脱硫装置，但是这虽然在一定程度上解决了大气污染问题，在投入运行之后产生出的脱硫副产物又成为了新的问题。目前主要的处理方式为堆放和抛弃，但是这样会形成二次污染，并占用工业用地，因此需要加强对其综合利用的研究，找出有效地解决办法。
一、钢铁烧结脱硫副产物综合利用现状
（一）半干法脱硫灰
在钢铁企业中一般会使用烧结烟气ENS半干法脱硫工艺，在这一过程中形成的脱硫灰中成分主要是CaSO3，但是对于该成本来说具有较高的不稳定性，在水化之后CaO具有一定的膨胀性，这也就表示具有较大的综合利用难度。为了提高其利用效率，未来可以在矿山回填、路基材料中加强应用，并通过对其他技术的应用可以将其转变为水泥缓凝剂，比如可以在硫铝酸盐水泥低温煅烧生产过程中能够有效的使用。在路基材料中应用流化床脱硫灰渣的时候，还应该满足三个条件：一是线性膨胀要≤0.5%；二是其强度需要持续增长，在应用28天之后，其抗压强度需要≥3.8MPa；三是在常温环境下与水充分混合之后，第七天的抗压强度需要≥2.8MPa[1]。
（二）湿法脱硫石膏
气喷旋冲法烟气脱硫工艺也是钢铁企业常用的烧结脱硫工艺之一，所生产出现的脱硫副产物中CaF2的成分比较多，这也就表示需要综合利用脱硫石膏工艺，使其更加成熟。当烧结烟气脱硫石膏干燥之后，可以当作是混凝土掺合料或水泥添加到钢/矿渣微粉当中去，这样一方面有效的减少了原先采购和运输天然石膏材料的成本，另一方面钢/矿渣微粉的性能得到进一步的改进和优化。或者是将其当作是缓凝剂向周边的水泥企业销售，与天然石膏相比较来说，性能较为相似，但是性价比比较高，受到水泥企业的喜爱[2]。另外，在高性能掺合料或混凝胶凝材料、石膏板材、粉刷石膏干粉砂浆、石膏粉体材料等环保材料研发过程中也能够得到很好的使用，并取得较好的应用效果。
1、水泥缓凝剂
由于其性能与天然石膏相似，在工程中得到广泛使用，一般在熟料中添加总体的4%左右，在改善水泥凝结时间的同时，水泥的强度得到有效调节，且水泥的特性也得到进一步改善。但是对于刚形成的脱硫石膏来说，具有含有较多的水分，如果没有进行预热烘干处理的话，在机械化喂料的过程中很容易出现堵塞等问题，因此在使用之前一定要将其造粒成型。
2、胶凝材料
在水化脱硫石膏的过程中，会形成较多的硅酸钙凝胶水化产物，其析出状为胶体微粒，且溶解度比较低，进而胶凝材料性能显著提升，生产成本减少。对于胶凝材料来说，具有较高水稳性、整体性以及轻度等优点，因此可以加大对脱硫石膏材料的使用。
3、建筑石膏
建筑石膏一般可分为石膏隔层材料、石膏空心板和石膏砌块、纸面石膏板三种。其中石膏隔层材料是在>500℃的温度下煅烧脱硫石膏制作成Ⅱ型无水石膏，并在其中加入保水剂、减水剂和碱性激活剂等残料，可以在房屋建筑中当做是隔热层、隔音层、防潮层使用[3]。石膏空心板和石膏砌块指的是在107-170℃的温度下煅烧脱硫石膏，然后将其磨研成粉状物，主要是以型半水石膏，其强度较大、性能优异，当该建筑石膏硬化之后，具有易于加工、轻质抗震、防火吸湿、绝热吸音等方面的优点。纸面石膏板是将脱硫石膏作为原料，与水、添加剂等材料充分混合之后，在两层护面纸间连续浇筑，然后经过封边、压平、凝固、切断、烘干等多个环节的处理后，制作成轻质建筑板材。按照其性能的不用，可以将其分为耐火纸面石膏板、耐水纸面石膏板以及普通纸面石膏板三种。在相关调查研究结果中显示，与天然石膏相比较来说，用脱硫石膏制成的纸面石膏板的电耗要少50%左右，且成产成本要少20%-30%左右。
二、钢铁烧结脱硫副产物综合利用的发展趋势
（一）加快研究和开发高性能装备
就目前来说，钢铁烧结脱硫副产品综合利用技术已经较为成熟，在各探索实践过程中也已经达到了预期效果，并总结出来各种烧结脱硫工艺的优点和缺点，因此在工艺开发布置方面会更加的灵活、自由，实现二次污染小、运营成本低、投资少、土地资源节约等，大大提高了其利用价值[4]。从另一方面来说，也就直接提高了烧结脱硫装备的性能，进而提高钢铁企业的经济效益。
（二）单组分脱除法逐渐向综合控制方向发展
在原先的净化装置中，其目的主要是以脱硫为主，但是随着环境污染问题加重，人们的环保意识逐步增强，钢铁企业逐渐开始重视集脱HF/HCl/SO3、脱二噁英、脱硝、脱硫等酸性气体的一体化装置，为了更好的实现这一目的，人们逐渐开始研究和拓展现有的工艺利用空间。
（三）加大对干法和半干法的有机结合
在传统的脱硫工艺中，主要是以石灰石-石膏湿法技术为主，但是如果单从使用工艺方面来看的话，主要是干法和湿法各占50%左右。一般在项目建成中应用的湿法要多于干法和半干法，这也就表示目前在烧结烟气脱硫技术中已经逐渐向干法转变，对湿法的应用逐渐减少[5]。但是其中需要注意的是，与设计结果相比较来说，干法在实际应用中的脱硫效果往往会比较低，因此在实际应用中的时候需要加强注意。
结语
综上所述，钢铁烧结脱硫副产物综合利用的发展前景广阔，并逐渐向高性能的方向发展，这样不仅仅能够减少对环境的污染，同时也能够生产出多种新型材料，满足建筑需求。
参考文献
[1] 林珊珊，蒋亚兵，苏清发，吴慕正，林驰前.火电厂煤粉炉和钢铁厂烧结机干法脱硫副产物中重金属的分布和浸出特征[J].安全与环境学报，2015，06：195-201
[2] 陈广言，张芳，周晨辉，马孟臣.半干法烧结烟气脱硫副产物的综合利用[J].黑龙江科技信息，2013，08：67+147.
[3] 饶磊，周晨辉，马孟臣，张耀辉.半干法烧结烟气脱硫副产物用于矿渣微粉的试验研究[J].安徽冶金，2015，03：25-28+34.
[4] 李玉然，閆晓淼，叶猛，朱廷钰，刘青.钢铁烧结烟气脱硫工艺运行现状概述及评价[J].环境工程，2014，11：82-87+81.
[5] 王海风，张春霞，齐渊洪.利用烧结脱硫副产石膏生产硫酸钙晶须研究[J].中国冶金，2011，01：48-52.