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烧结脱硫的过程原理及影响因素

发布日期:2019-02-28 14:12点击:

 

  1.硫的存在形态及其对钢铁生产的影响铁矿石中的疏通常以硫化物和硫酸盐形式存在。以硫化物形式存在的矿物有:FeS2,CuFeS2,CuS,ZnS,PbS等;以硫酸盐形式存在的有BaSO4、CaSO4和MgSO4等,焦粉带入的硫可能以单质形式存在。

  硫是影响钢质量极为的有害元素,因为大大降低了钢的塑性,在加工过程中晶粒边界先熔化,出现金属热脆现象。此外,硫对铸造生铁同样有害,它降低生铁的流动性,阻止碳化铁分解,使铸件产生气孔并难以切削。为使高炉生产达到先进的脱硫技术经济指标,要求铁矿石或人造富矿中的硫含量不超过0.07%~0.08%.有时甚至要求小于0.04%~0.05%。

  2.烧结脱硫过程原理

  烧结脱硫过程中以单质和硫化物形式存在的硫通常在氧化反应中去除,以硫酸盐形式存在的硫则在分解反应中去除。

  黄铁矿FeS2是铁矿石中经常遇到的含硫矿物,它具有较大分解压,在空气中加热到565℃时很容易分解出一半的硫,因此,在烧结的条件下可能分解出元素硫。

  黄铁矿氧化,在更低的温度(280℃)就开始了,当温度较低时,从黄铁矿着火(366~437℃)到556℃硫的蒸气分解压还较小,黄铁矿的氧化去硫反应如下:

  2FeS2+5O2=Fe2O3+4SO2+1668900J 3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2+2380230J

  当温度高于565℃时,黄铁矿分解,分解生成的FeS和S同时进行,其反应式如下:

  2FeS2=2FeS+2S-1139650J S+O2=SO2+296686J 2FeS+3.5O2=Fe2O3+2SO2+1230726J 3FeS+5O2=Fe3O4+3SO2+1723329J SO2+0.5O2=SO3

  当温度低于1250℃~1300C时,FeS燃烧主要按2FeS+3.5O2=Fe2O3+2SO2进行;

  当温度更高达到1350℃以上时,按3FeS+5O2=Fe3O4+3SO2进行。因此在这种情况下、Fe2O3的分解压开始明显地增大了。在有催化刑存在的情况下(Fe2O3等)SO2可能进一步氧化成SO3。

  研究硫化物氧化和硫酸盐分解的热力学可知,FeS2,ZnS,PbS中的硫是较易去除的;而CuFeS、Cu2S的氧化需要比较高的温度,因为这些化合物很稳定,所以从含铜硫化物的烧结料中脱硫是比较因难的。硫酸盐的分解需要相当高的温度,Fe2O3、SiO2、Al2O3、SiO2存在的情况下可以改善这些硫酸盐分解的热力学条件。

  3.影响烧结脱硫技术的因素

  1)矿石的粒度和品位;

  2)烧结矿碱度和添加物的性质

  3)燃料用量和性质

  4)返矿的数量