半干法脱硫技术，因其操作简单、占地面积少、运行成本低等特点在钢铁行业烧结烟气脱硫中得到广泛应用，但半干法脱硫副产物-脱硫灰的利用问题仍是制约钢铁行业烧结烟气脱硫系统稳定运行的关键。脱硫灰主要成分是硫酸钙和亚硫酸钙，是一潜在的资源，目前常用的处理方法是直接堆放和填埋，不但造成环境污染，而且浪费有用资源。为此，应用XRD、GEM等测试方法，在研究了脱硫灰理化特性和亚硫酸钙对水泥水化性能的基础上，通过调整原脱硫灰、改性脱硫灰在水泥熟料中的不同加入量，测定硅酸盐水泥的凝结时间、安定性以及不同龄期抗压抗折强度等宏观性能指标，探讨了烧结烟气脱硫灰制备水泥缓凝剂的可行性。结果表明：
1)亚硫酸钙对水泥水化性能的影响。在水泥熟料中加入不同量的亚硫酸钙，制成硅酸盐水泥，通过测定硅酸盐水泥的凝结时间、安定性以及不同龄期抗压抗折强度，结合水化产物的XRD、SEM分析，并与掺入相同量硫酸钙的硅酸盐水泥进行比较，结果表明，当亚硫酸钙加入量不超过于水泥质量的2％时其凝结时间、安定性和抗压抗折强度均符合《通用硅酸盐水泥》国家标准规定。水泥熟料中掺入硫酸钙主要水化产物为CSH凝胶、氢氧化钙和杆状的三硫型水化硫铝酸钙-钙矾石晶体(AFt)，掺入亚硫酸钙主要水化产物为CSH凝胶、氢氧化钙和单硫型水化硫铝酸钙(AFm)，片状AFm相可起到与AFt相类似的缓凝作用。亚硫酸钙作为硅酸盐水泥缓凝剂时其掺入量不超过2％。
2)烧结烟气脱硫灰制备水泥缓凝剂可行性研究。按一定比例将水泥熟料、矿渣和烧结烟气脱硫灰均匀混合制成普通硅酸盐水泥，在实验范围内，只有掺入烧结烟气脱硫灰的量为6％时制成的普通硅酸盐水泥性能符合《通用硅酸盐水泥》国家标准。其余均不合格。将烧结烟气脱硫灰在550℃下进行煅烧改性处理后，按一定的比例与水泥熟料和矿渣均匀混合配制普通硅酸盐水泥，测定其凝结时间、安定性以及不同龄期抗压抗折强度等性能指标，结果显示改性灰掺量为9％时制成的水泥性能最好。实验结果并与相同掺量的原灰进行对比，对比结果显示改性灰用作水泥缓凝剂时其缓凝效果要优于烧结烟气脱硫原灰，因此，烧结烟气脱硫灰制备水泥缓凝剂时有必要进行改性处理。
3)改性脱硫灰制备水泥缓凝剂的最佳工艺探讨。设计3因素(煅烧温度、煅烧时间、改性灰掺入量)3水平正交实验及单因素实验研究改性脱硫绘制被水泥缓凝剂的最佳工艺。结果显示温度是影响改性脱硫灰制备水泥缓凝剂的最主要因素。其次是煅烧时间和改性灰掺入量。单因素-温度对改性脱硫灰制备水泥缓凝剂的影响实验结果表明改性灰制备水泥缓凝剂的最佳工艺条件：温度为450℃，煅烧时间为45 min，掺入量为12％。本研究结果为烧结烟气脱硫灰的综合利用提出了一条新路，符合我国的可持续发展战略。
- 作 者：
- 马玉香
- 学科专业：
- 环境工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 河北科技大学
- 导师姓名：
- 任爱玲
- 学位年度：
- 2008
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
