烧结烟气脱硫石膏作矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂的研究

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1、2010年第1期冶金环境保护19烧结烟气脱硫石膏作矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂的研究闾文朱桂林。孙树杉(1．中冶建筑研究总院有限公司2．中国京冶工程技术有限公司)摘要通过对改性后的烧结烟气脱硫石膏作矿渣粉、钢铁渣复合粉激发剂的研究，为其寻找一种高附加值利用的途径。由试验结果表明：改性后的烧结烟气脱硫石膏作矿渣粉．和钢铁渣复合粉激发剂，可以提高矿渣粉和钢铁渣复合粉的性能，能为钢厂产生可观的经济效益，使钢铁企业变废为宝，实现“零排放”和资源化。关键词烧结烟气；脱硫石膏；钢铁渣；复合粉；激发剂1前言附加值利用途径，对

2、推动钢铁行业废气和固烧结烟气脱硫石膏(以下简称“脱硫石体废弃物的“零排放”、资源综合利用均有重膏”)是钢厂烧结机烟气脱硫时由SO，和脱硫要作用。剂(如CaCO、Ca(OH)等)反应生成的一种钢铁渣复合粉是将钢渣和矿渣粉磨后复工业副产石膏。每吨烧结矿产生1～2kg合得到的一种产品，具有早期强度发展缓慢，SO，以年产4亿t铁计算，烧结矿每年排出后期强度能不断增长的特点。将改性后的脱约120万tSO，约产生324万t脱硫石膏，如硫石膏作矿渣粉和钢铁渣复合粉的激发剂，此多的脱硫石膏不加以利用，将会占用大量为钢厂带来显

3、著的环境效益和经济效益。土地，污染环境，给钢厂带来沉重的负担。从2试验原材料可持续发展的观点出发，这些脱硫石膏又是2．1试验用原材料化学组成可利用的资源⋯。因此研究脱硫石膏的高实验用主要原材料及化学成分如表1。表1主要原材料及化学成分％脱硫石膏为粉红色粉末状，经过一定的水泥为北京琉璃河P·042．5级水泥。工艺处理后0．08mm方孔筛筛余1．0％。粉煤灰为赤峰市元宝山发电厂I级粉煤灰。矿渣粉为新余钢厂$95级矿渣粉，比表2．2试验方法面积为407m／kg，玻璃体含量在95％以上。(1)水泥胶砂强度测定按照GB

4、／T17671钢渣粉为新余钢厂热闷钢渣粉磨产品，—1999(水泥胶砂强度检验方法》。比表面积为404m／kg。(2)混凝土抗压强度测定按照GB／T钢铁渣复合粉为30％的钢渣粉和70％50081—2002(普通混凝土力学性能试验方法的矿渣粉复合的产品。标准》。冶金环境保护2010年第1期(3)混凝土塌落度测定按照GB／T50080～衍射仪对脱硫石膏进行了矿物组成分析2002{普通混凝土拌合物性能试验方法标准》。(见图1)；采用日本电子公司JSM一59002．3脱硫石膏的微观分析型扫描电镜观察了脱硫石膏的微观形貌

5、采用Dmax～MSAL12kW高功率粉末(见图2)。∽凸_毯摇衍射角20／。图1脱硫石膏的x一射线衍射图谱由图1可以看出，脱硫石膏的主要矿物组成为CaSO·0．5H，0，其他杂质较少。由图2SEM扫描电镜图片可以清晰的看出图片中的脱硫石膏晶体结晶完好，形状规则，主要呈板状。3脱硫石膏的掺量对矿渣粉性能的影响进行了矿渣粉掺脱硫石膏后胶砂强度的试验，试验结果见表2。由表2试验结果可见，矿渣粉掺脱硫石膏后强度提高。当脱硫石膏掺量为2％时，图2脱硫石膏SEM扫描电镜图片矿渣粉3天抗压强度为24．7MPa，7天抗压表2

6、脱硫石膏对矿渣粉性能的影响强度为39．8MPa，分别比对比样提高24％、对比样提高28％、18％，28天抗压强度为18％，与纯水泥强度相当，28天抗压强度为62．0MPa，比对比样提高12％。60．2MPa，比对比样提高9％。当脱硫石膏4脱硫石膏提高矿渣粉强度机理的初步掺量为3％时，矿渣粉3天抗压强度为探索25．4MPa，7天抗压强度为39．8MPa，分别比为解释掺脱硫石膏后矿渣粉强度提高的2010年第1期冶金环境保护21机理进行了x一射线衍射图谱分析，试样采用净浆进行测试，结果见图3和图4。∽嘤l02O30

7、405O6O70衍射角20／"图3矿渣粉水化28天产物的x一射线衍射图谱∽暖接器102O30405O6070衍射角20／~图4矿渣粉掺脱硫石膏28天水化产物的x～射线衍射图谱对比图3和图4可以看出：矿渣粉掺脱而未掺脱硫石膏的矿渣粉的水化产物的峰值硫石膏后28天水化产物出现比较明显的峰不太明显。掺脱硫石膏后出现钙矾石主要是(2．7642、5．6837、3．9057)，峰值对应的矿物由于脱硫石膏的引入使矿渣的玻璃体网络结是钙矾石3CaO·AI203·3CaSO4·32H20，构发生解体，脱硫石膏中的s0一与矿渣粉

8、冶金环境保护2010年第1期中Al”、Ca“发生以下反应：5脱硫石膏的掺量对钢铁渣复合粉性能的6Ca+2A1“+3S0一十32H2O--+3CaO·影响A1203·3CaSO4‘32H20钢铁渣复合粉由于其具有的特性将成为大量钙矾石的形成，一方面会提高早期混凝土最佳掺合料，为探索脱硫石膏对钢铁强度，另一方面由于在其形成过程中，结合和渣复合粉性能的影响进行了不同脱硫石膏掺吸附了31～32个水分子，使得