生物質替代焦粉鐵礦石燒結過程中的堿金屬遷移行為

周 昊，邢裕健，周明熙，馬鵬楠

浙江大學能源工程學院，杭州 310027

鋼鐵行業是大氣顆粒污染物如PM2.5（粒徑小于2.5 μm的氣溶膠顆粒物）等的重要排放源[1-10].鐵礦石燒結是將鐵礦石粉、熔劑、返礦、固體燃料（如焦粉等）及含鐵粉塵等含鐵廢料按一定比例混合制粒，通過固體燃料燃燒產生的高溫將上述材料加工成塊狀燒結礦的過程，是高爐煉鐵之前的一項重要工藝[1-13].

鐵礦石燒結過程中一直存在堿金屬相關問題，由于燒結原料，特別是含鐵回收料中含有Pb、Zn、K、Na、Cl等微量元素以及其他有機組分，燒結過程中容易形成微細顆粒物等微量化合物，在煙氣顆粒物中富集[1-7]. 燒結原料中堿金屬含量的上升會加劇燒結過程中的顆粒污染物排放[2-4]. 此外，K和Na在燒結過程中經過復雜的氧化還原反應，除有一部分以蒸汽狀態進入燒結煙氣外，質量分數超過80%的K和Na會隨著燒結礦進入高爐并在爐內循環富集，導致高爐結瘤、爐襯被侵蝕，且K和Na沉積在爐料表面會加劇燒結礦低溫還原粉化和焦炭溶損，進一步影響高爐透氣性和高爐運行[9-11]. 研究燒結過程中堿金屬遷移轉化過程對于控制燒結礦中的堿金屬含量、緩解鋼鐵行業環境污染至關重要.

目前，鐵礦石燒結堿金屬問題的相關研究集中于堿金屬對PM2.5形成和排放的影響[1-9]，以及燒結前后堿金屬元素的賦存狀態和脫除行為[10-13]等方面，主要采用燒結杯實驗及相關采樣分析方法. 隨著燃料配比和堿度提高，K和Na的脫除率增大，脫除過……