基于NH3缓释粘结剂的铁矿竖炉球团过程脱硫方法技术

本发明专利技术公开了基于NH3缓释粘结剂的铁矿竖炉球团过程脱硫方法，属于钢铁冶金领域。本发明专利技术在铁矿竖炉制备生球过程中添加NH3缓释粘结剂，生球进入竖炉上部的上干燥段，NH3缓释粘结剂受热释放NH3和水蒸气，与竖炉下部的下预热焙烧段产生的含SO2废气混合并反应，在后续除尘过程中进入粉尘，废气中SO2含量降低。本发明专利技术针对现有技术中铁矿球团原料劣化、硫含量提高导致的烟气SO2浓度升高、脱硫系统负荷大、运行成本高的问题，在球团生产过程中脱除部分SO2，能够降低竖炉球团生产废气中的SO2含量、减小废气脱硫负荷、拓宽球团原料来源和显著降低烟气脱硫成本。

【技术实现步骤摘要】
基于NH3缓释粘结剂的铁矿竖炉球团过程脱硫方法
本专利技术涉及钢铁冶金
，更具体地说，涉及基于NH3缓释粘结剂的铁矿竖炉球团过程脱硫方法。
技术介绍
球团矿是高炉冶炼常用含铁炉料之一，酸性球团矿配加高碱度烧结矿是当前我国重点企业高炉的主流炉料结构。竖炉法是氧化球团矿生产的三种主流方法之一，在高炉炉料制备工序中有重要地位。SO2是主要的大气污染物之一，在大气中会氧化生成硫酸雾或硫酸盐气溶胶，是环境酸化的重要前驱物。大气中二氧化硫浓度在0.5ppm以上对人体已有潜在影响，在1-3ppm时多数人开始感到刺激，在400-500ppm时人会出现溃疡和肺水肿直至窒息死亡。二氧化硫与大气中的烟尘有协同作用，当大气中二氧化硫浓度为0.21ppm，烟尘浓度大于0.3mg/L，可使呼吸道疾病发病率增高，慢性病患者的病情迅速恶化。因此，国内外对工业尾气中SO2的排放浓度进行了严格的规定，必须控制在200mg/m3以下。竖炉球团通常用于处理磁铁精矿，磁铁精矿中的FeS和FeS2在铁矿选矿过程中难以去除，焙烧过程中被氧化为SO2进入废气，由炉顶上部吸风罩经抽风机引入脱硫塔或烟囱，然后外排。未经脱硫处理的竖炉焙烧废气中SO2的含量受原料和燃料含硫量的影响，通常达到500-2000mg/m3，按现行环境保护的标准，必须在排放前进行脱硫处理。目前，铁矿球团脱硫所采用的脱硫方法与铁矿烧结脱硫方法相似，多采用末端治理的方法，常见的烟气脱硫工艺包括石灰-石膏法、氨法、活性炭吸附法、循环流化床法和密相干塔法，上述方法从脱硫效果方面来讲均能满足生产需要，尾气排放也基本可以达标，但建设脱硫装置存在设备投资大、运行费用高、脱硫副产物难以利用等问题，成为制约铁矿球团企业经济效益提高的关键问题。同时，随着优质铁矿资源的日渐枯竭，球团原料中高硫矿和高硫含铁二次资源的用量逐步增加，这对降低球团矿成本有利，但也导致球团废气中SO2含量升高、脱硫负荷增大、脱硫成本提高。与烟气脱硫这类末端治理方法相对应，过程脱硫的方法在铁矿烧结过程中已有研究，且取得的良好的脱硫效果。如中国专利申请号：2015101372453，申请日：2015年3月26日，专利技术创造名称为：一种基于分层配料与布料的烧结过程SO2、二噁英协同减排方法，该申请案通过在烧结过程中添加尿素颗粒的方法，可将SO2排放浓度从基准期时的694.2mg/m3降低至108.0mg/m3，脱硫率达到84.4％，该方法与现有末端治理脱硫工艺相比，具有投资成本低、脱硫过程简单等优点，为SO2减排工作提供了新的思路。因此，在铁矿球团工艺中，开展过程脱硫方法研究，减小球团烟气脱硫负荷，降低脱硫成本，对铁矿球团生产企业减排降耗具有重要意义。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于针对现有技术中铁矿球团原料劣化、硫含量提高导致的烟气SO2浓度升高、脱硫系统负荷大、运行成本高的问题，提供了基于NH3缓释粘结剂的铁矿竖炉球团过程脱硫方法，在球团生产过程中脱除部分SO2，能够降低竖炉球团生产废气中的SO2含量、减小废气脱硫负荷、拓宽球团原料来源和显著降低烟气脱硫成本。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的基于NH3缓释粘结剂的铁矿竖炉球团过程脱硫方法，在铁矿竖炉制备生球过程中添加NH3缓释粘结剂，生球进入竖炉上部的上干燥段，NH3缓释粘结剂受热释放NH3和水蒸气，与竖炉下部的下预热焙烧段产生的含SO2废气混合并反应，在后续除尘过程中进入粉尘，废气中SO2含量降低。更进一步地，在铁矿竖炉制备生球的过程包括以下步骤：S1、将90-110重量份的铁精矿与0.5-5重量份的NH3缓释粘结剂混合均匀，添加一定量水分使混合料中水分重量百分比达到6-8％；S2、将混合料加入到圆盘造球机中，加料过程的同时喷入雾状水，使混合料在机械力和水分的共同作用下成球、长大；S3、在圆盘造球机离心力的作用下，控制混合料小球的排出粒度为8-16mm，排出小球即为铁精矿生球。更进一步地，步骤S1中铁精矿为全铁品位60-67％、-0.074mm粒级重量份含量大于85％的铁精矿。更进一步地，步骤S2中将混合料加入直径为5-7m、倾角为45-47°、转速为10-20r/min的圆盘造球机中进行造球。更进一步地，NH3缓释粘结剂按质量百分比计包括以下组分：2.5-10wt.％的尿素、2.5-10wt.％的Ca(OH)2和80-95wt.％的膨润土。更进一步地，NH3缓释粘结剂为粉末状，其小于0.074mm粒级含量≥95wt.％。更进一步地，NH3缓释粘结剂的制备过程包括以下步骤：P1、将生石灰加水消化，配成Ca(OH)2饱和溶液，向内加入与Ca(OH)2等质量的尿素，充分搅拌均匀；P2、将混合溶液加热搅拌，使混合溶液蒸发至反应物呈熔融态；P3、向上述熔融物中加入膨润土并配加水分，搅拌均匀；P4、将上述混合物室温下放置一段时间后进行微波加热处理使其结块，然后将结块物料细磨至粉末状即得。更进一步地，步骤P2中将混合溶液在100-120℃条件下，恒温搅拌、加热0.5-3h。更进一步地，步骤P3中加入膨润土的质量为Ca(OH)2和尿素质量和的4-19倍，并配加质量百分比5-8wt.％的水分，然后搅拌均匀。更进一步地，步骤P4中将混合物在室温下放置10-14h，然后置于微波加热炉中，温度控制为80-100℃，加热0.5-2h，然后将结块物料细磨至小于0.074mm粒级含量≥95wt.％。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的基于NH3缓释粘结剂的铁矿竖炉球团过程脱硫方法，通过在生球制备过程中添加具备脱硫功能的NH3缓释粘结剂，起到释氨和粘结双重作用，使竖炉球团预热焙烧过程中产生的SO2被部分固化进入除尘灰，显著降低了废气中的SO2含量，使后续脱硫工序的脱硫剂的用量明显减少，脱硫成本降低，是一项能显著减排降耗的技术。(2)本专利技术的基于NH3缓释粘结剂的铁矿竖炉球团过程脱硫方法，NH3缓释粘结剂的粒度达到-0.074mm粒级质量百分比含量≥95％，一方面有利于粘结剂分散于球团中充分发挥粘结作用；同时，可使粘结剂中可分解物质高温分解后对球团强度的不利影响降低到最小，使反应充分进行，达到提高脱硫效率的目的。(3)本专利技术的基于NH3缓释粘结剂的铁矿竖炉球团过程脱硫方法，制备NH3缓释粘结剂时，尿素与饱和石灰水在100-120℃条件下混合加热，该过程中会形成Ca2+螯合尿素，螯合尿素稳定性较普通尿素明显提高，分解温度提高、分解速度降低，从而实现球团过程中脱硫效果更佳。(4)本专利技术的基于NH3缓释粘结剂的铁矿竖炉球团过程脱硫方法，制备NH3缓释粘结剂时，采用微波加热区别于热辐射加热，具有整体加热特点，加热效率高，有利于脱硫剂生产效率提高，也会极大影响极化物质分子的运动状况，使分子之间的有效碰撞增加，所得复合结构的尿素具有更高的分解温度，在一定温度范围内释放出氨气的速率也将减缓，从而达到提高脱硫效率的目的。(5)本专利技术的基于NH3缓释粘结剂的铁矿竖炉球团过程脱硫方法，所使用的的NH3缓释粘结剂用量较小，对竖炉球团生产过程中的生球、干燥球、预热球和焙烧球质量无明显影响。附图说明图1为本专利技术中的竖炉球团过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于NH3缓释粘结剂的铁矿竖炉球团过程脱硫方法，其特征在于：在铁矿竖炉制备生球(200)过程中添加NH3缓释粘结剂，生球(200)进入竖炉上部的上干燥段(110)，NH3缓释粘结剂受热释放NH3和水蒸气，与竖炉下部的下预热焙烧段(120)产生的含SO2废气混合并反应，在后续除尘过程中进入粉尘，废气中SO2含量降低。

【技术特征摘要】
1.基于NH3缓释粘结剂的铁矿竖炉球团过程脱硫方法，其特征在于：在铁矿竖炉制备生球(200)过程中添加NH3缓释粘结剂，生球(200)进入竖炉上部的上干燥段(110)，NH3缓释粘结剂受热释放NH3和水蒸气，与竖炉下部的下预热焙烧段(120)产生的含SO2废气混合并反应，在后续除尘过程中进入粉尘，废气中SO2含量降低。2.根据权利要求1所述的基于NH3缓释粘结剂的铁矿竖炉球团过程脱硫方法，其特征在于：在铁矿竖炉制备生球(200)的过程包括以下步骤：S1、将90-110重量份的铁精矿与0.5-5重量份的NH3缓释粘结剂混合均匀，添加一定量水分使混合料中水分重量百分比达到6-8％；S2、将混合料加入到圆盘造球机中，加料过程的同时喷入雾状水，使混合料在机械力和水分的共同作用下成球、长大；S3、在圆盘造球机离心力的作用下，控制混合料小球的排出粒度为8-16mm，排出小球即为铁精矿生球。3.根据权利要求2所述的基于NH3缓释粘结剂的铁矿竖炉球团过程脱硫方法，其特征在于：步骤S1中铁精矿为全铁品位60-67％、-0.074mm粒级重量份含量大于85％的铁精矿。4.根据权利要求2所述的基于NH3缓释粘结剂的铁矿竖炉球团过程脱硫方法，其特征在于：步骤S2中将混合料加入直径为5-7m、倾角为45-47°、转速为10-20r/min的圆盘造球机中进行造球。5.根据权利要求1-4任一项所述的基于NH3缓释粘结剂的铁矿竖炉球团过程脱硫方法，其特征在于：NH3缓释粘结剂按质量百分比计包括以下组分：2....

【专利技术属性】
技术研发人员：余正伟，龙红明，春铁军，孟庆民，任志祥，钱立新，狄瞻霞，魏汝飞，王平，张中武，向爱平，王毅璠，罗云飞，丁龙，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34