爐外處理廢渣熱壓浸出去硫機理及影響研究.pdf

1、目前，爐外處理廢渣在循環(huán)利用過程中存在硫元素富集問題，采用浸出的方法降低廢渣中的硫含量是一種可以解決有害元素富集問題的有效手段。本文通過爐外處理廢渣熱壓浸出去硫機理及影響的研究，確定高溫和堿性條件有利于降低廢渣中的硫含量，提高廢渣的循環(huán)利用率。
　　本文通過熱力學(xué)計算繪制不同條件下的CaS-H2O體系的電位-pH圖，結(jié)果表明，硫化鈣的浸出反應(yīng)可自發(fā)進行，硫化鈣進入水中即電離為Ca2+離子和HS-離子;溫度的升高，有利于HS-生成S

2、2-和Ca2+生成Ca(OH)2。隨離子濃度的逐漸增加，也擴大了Ca(OH)2穩(wěn)定存在區(qū)的范圍，降低了鈣的損耗。在CaS-H2O體系電位-pH圖分析的基礎(chǔ)上，對爐外處理廢渣進行浸出去硫熱力學(xué)分析，廢渣中的CaO溶入水中生成Ca2+和OH-，使浸出過程更有利于向高堿度方向進行，降低了鈣的損耗;Al2O3則會在體系中加入Al3+、Al(OH)3和Al(OH)4-形成新的浸出生成物。因此，高溫、高堿度的浸出條件有利于爐外處理廢渣中的硫以S2-

3、的形式進入到浸出液里，同時降低鈣的損耗。
　　其次，通過浸出因素對爐外處理廢渣熱壓浸出去硫?qū)嶒炗绊懙难芯?，考慮浸出溫度對廢渣脫硫率的影響，確定該熱壓浸出去硫反應(yīng)過程的動力學(xué)模型為未反應(yīng)收縮核模型，符合擴散控制的動力學(xué)方程與時間t的關(guān)系曲線呈良好的線性關(guān)系，可以初步判定熱壓浸出去硫反應(yīng)速率的控制環(huán)節(jié)為擴散控制;反應(yīng)的表觀活化能為23.314KJ/mol，反應(yīng)速率的限制行環(huán)節(jié)為混合控制，并且擴散控制在混合控制中起主導(dǎo)作用，符合擴散控制

4、的動力學(xué)方程1-2x/3-(1-x)2/3=0.225e-20.314/RTt。
　　最后，在理論分析和探索試驗的基礎(chǔ)上，采用L9(34)的正交實驗分析爐外處理廢渣浸出去硫過程中浸出溫度、浸出時間、固液比以及初始pH值四種浸出因素對廢渣脫硫率的影響，結(jié)果表明初始pH值是影響浸出脫硫率最顯著的因素，其次為浸出溫度。根據(jù)極差分析確定溫度150℃、固液比1∶7、浸出時間45min、初始pH值13.5為最佳浸出去硫條件，在此條件下進行爐外