煤气脱硫剂废弃物的综合利用研究

2试验方案

2．1影响因素和配比

1)脱硫剂废料掺入比例。从脱硫剂废料的化学成分以及测试结果来看，该原料自身没有塑性，通过试配掺入40%，50%，60%的废料，从成型、干燥和焙烧定性来判断，无法进行生产(其缺陷见图6)，因此正式试验时，废料配比确定为0、5%、10%、20%和30%。

图6大比例掺入废料焙烧后的样品缺陷

2)焙烧温度的范围。烧结砖的焙烧温度极限范围为900℃～1100℃，通常在950℃～1050℃，因此，取950℃、1000℃、1050℃3个温度点进行焙烧试验。

3)页岩原料。两种页岩原料(彭山佳宜和邛崃五彩)分别独立与脱硫剂废料进行配比。

4)石灰的掺入量。由于脱硫剂废料中硫含量较高，在焙烧时会产生SO2和SO3，在原料中加入石灰其目的是希望在焙烧过程中脱硫。通过自来水、石灰水(Ca(OH)2饱和溶液)和石灰浆(混有未溶解的Ca(OH)2混合液)代替成型用水，分别为按4种掺入方式来控制石灰掺入量(按Ca(OH)2计):①全部采用自来水(空白试验);②自来水∶石灰水=1∶1;③全部采用石灰水;④全部采用石灰浆。

2．2试件说明

1)试件成型。按试验方案的比例将原料配好混合后，加水拌合均匀，陈化3天。成型时，慢慢加水，人工揉捏至不粘手后压入模具，刮平，随即脱模并编号，试件尺寸为40mm×40mm×160mm。

2)试件干燥。试件成型后在室内放置1天后，分别在40℃、60℃、80℃每个温度段烘1天，最后在105℃干燥至恒重。

3)试件焙烧制度。从室温升到设定温度为120min，在设定温度保持180min，从设定温度降到350℃时间为120min，随后取出冷却至室温。

4)性能试验方法。按《砌墙转试验方法》(GB/T2542)等标准进行测试。

2．3试验结果

1)成型水分。在烧结砖生产中，加入水有三个目的，一是将泥料中的黏土矿物分离出来;二是有利于混合搅拌使泥料匀化;三是便于成型。由于在成型环节加入的水分在干燥和焙烧环节需要全部排出，因此理论上成型水分越低越好。试验室成型时，每次需要将泥料揉捏至不粘手后压入模具，因此，每组试件间的成型水分存在一定差异，将不同的废料掺入比例的成型水分分别平均后绘图(见图7)可以看出:成型水分随废料的掺入量增大而增大，说明废料的需水量比页岩更大。

图7废料掺入量与成型水份

2)烧失量。烧失量为干燥后的坯体在焙烧过程失去的质量，包括:残余水分(在干燥过程未排净的成型水分);有机质(在焙烧时燃烧，通过气体形式排出);易分解的矿物在高温下产生分解(如CaCO3分解为CaO和CO2，CaSO4·2H2O失去结晶水)等。

从图8可以看出，废料掺入量越大，烧失量越大;烧结温度越高，烧失量越大，这说明废料中存在较多的高温不稳定性物质(比如按SO3计算高达25%的含硫物质分解出的单质硫)。

图8废料掺入量与烧失量

3)体积密度。影响体积密度的因素主要有:成型时压力越大，体积密度越大;烧失量越大，砖体里空隙越多，体积密度越小;烧成收缩越大，砖体越紧密，体积密度越大。最终由上述因素的综合作用来决定砖的体积密度。

延伸阅读：

脱硫灰作为脱硫剂湿法脱硫技术的研究

磷矿石代替石灰石作为钙法烟气脱硫剂的研究