生物质替代焦粉铁矿石烧结过程中的碱金属迁移行为

周 昊，邢裕健，周明熙，马鹏楠

浙江大学能源工程学院，杭州 310027

钢铁行业是大气颗粒污染物如PM2.5（粒径小于2.5 μm的气溶胶颗粒物）等的重要排放源[1-10].铁矿石烧结是将铁矿石粉、熔剂、返矿、固体燃料（如焦粉等）及含铁粉尘等含铁废料按一定比例混合制粒，通过固体燃料燃烧产生的高温将上述材料加工成块状烧结矿的过程，是高炉炼铁之前的一项重要工艺[1-13].

铁矿石烧结过程中一直存在碱金属相关问题，由于烧结原料，特别是含铁回收料中含有Pb、Zn、K、Na、Cl等微量元素以及其他有机组分，烧结过程中容易形成微细颗粒物等微量化合物，在烟气颗粒物中富集[1-7]. 烧结原料中碱金属含量的上升会加剧烧结过程中的颗粒污染物排放[2-4]. 此外，K和Na在烧结过程中经过复杂的氧化还原反应，除有一部分以蒸汽状态进入烧结烟气外，质量分数超过80%的K和Na会随着烧结矿进入高炉并在炉内循环富集，导致高炉结瘤、炉衬被侵蚀，且K和Na沉积在炉料表面会加剧烧结矿低温还原粉化和焦炭溶损，进一步影响高炉透气性和高炉运行[9-11]. 研究烧结过程中碱金属迁移转化过程对于控制烧结矿中的碱金属含量、缓解钢铁行业环境污染至关重要.

目前，铁矿石烧结碱金属问题的相关研究集中于碱金属对PM2.5形成和排放的影响[1-9]，以及烧结前后碱金属元素的赋存状态和脱除行为[10-13]等方面，主要采用烧结杯实验及相关采样分析方法. 随着燃料配比和碱度提高，K和Na的脱除率增大，脱除过……