一种水热法高效催化氧化脱硫灰中亚硫酸钙的方法与流程

本发明涉及工业固废的资源化利用，尤其涉及一种水热法高效催化氧化脱硫灰中亚硫酸钙的方法。

背景技术：

1、半干法脱硫灰是半干法烧结烟气脱硫工序的副产物，其成分十分复杂，尤其是含有不稳定的亚硫酸钙(caso3)，在自然环境下会逐渐氧化为硫酸钙，同时引起体积膨胀。如果直接使用半干法脱硫灰生产建材制品，会影响产品的质量。因此，半干法脱硫灰属于难处理工业固废，多以堆放和抛弃处置为主，造成资源和空间浪费。

2、为解决半干法脱硫灰的不稳定问题，需要将不稳定的caso3转化为稳定的caso4。大量研究发现：要想获得较高的转化效率，需要在高温、水分和催化剂存在的条件下进行催化氧化反应。但是，一方面，在高温下caso3会分解出so2，从而污染环境；另一方面，由于催化氧化反应需要使用大量的催化剂，这大大增加了脱硫灰处理的成本，为脱硫灰的资源化利用带来了极大的限制。因此，有必要开发在较低温度下能够低成本高效转化脱硫灰中caso3的方法。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种水热法高效催化氧化脱硫灰中亚硫酸钙的方法。

2、本发明提出的一种水热法高效催化氧化脱硫灰中亚硫酸钙的方法，将半干法脱硫灰与钢渣粉、硫酸铜混合后，进行水热反应，即可。

3、优选地，所述半干法脱硫灰中的caso3含量为10～15wt％。

4、优选地，所述钢渣粉中的fe2o3含量为20～30wt％。

5、优选地，所述钢渣粉与半干法脱硫灰的质量比为(1～1.5):1。

6、优选地，所述硫酸铜的质量为半干法脱硫灰质量的0.3～0.6％。

7、优选地，所述水热反应的温度为100～150℃。

8、优选地，所述水热反应的时间≥24h。

9、本发明还公开了一种建筑胶凝材料，是将所述的方法得到的产物经过固液分离后，将固体物质干燥得到。

10、本发明的有益效果如下：

11、钢渣是炼钢过程的副产物，也属于难处理工业固废。制约钢渣大宗量资源化利用的根本原因，也是稳定性较差，其不稳定成分是游离氧化钙(f-cao)，水化后会引起体积膨胀。钢渣具有一定的氧化性，通常以铁氧化物含量来表征其氧化能力。半干法脱硫灰中不稳定的亚硫酸根so32-，在高温、高压的水热条件下，容易被钢渣中具有氧化性的铁离子氧化，从而转化为稳定的硫酸根so42-。在此基础上，本发明通过加入适量的特定催化剂硫酸铜，能够对该氧化反应起到催化促进的作用，其可以与钢渣粉中的有效催化、氧化成分起到协同效果，大幅度提升半干法脱硫灰中的caso3转化率，甚至可以达到完全转化caso3的效果。同时，钢渣中不稳定的f-cao，在高温、高压的水热条件下，也可以充分水化，得以消解。

12、综上，本申请通过以钢渣粉与硫酸铜催化剂在较低温度的水热条件下对半干法脱硫灰中不稳定的亚硫酸根so32-进行催化氧化，得到不含caso3的半干法脱硫灰，使其能够具有更高的长期稳定性，可以更好地适用于建筑材料领域。同时，由于钢渣粉属于固废，成本低，能够减少催化剂的用量，是一种在较低温度下能够低成本高效转化脱硫灰中caso3的以废制废的处理方法，有利于脱硫灰和钢渣的资源化利用，对环境和可持续发展具有重要的意义。

技术特征：

1.一种水热法高效催化氧化脱硫灰中亚硫酸钙的方法，其特征在于，将半干法脱硫灰与钢渣粉、硫酸铜混合后，进行水热反应，即可。

2.根据权利要求1所述的水热法高效催化氧化脱硫灰中亚硫酸钙的方法，其特征在于，所述半干法脱硫灰中的caso3含量为10～15wt％。

3.根据权利要求1所述的水热法高效催化氧化脱硫灰中亚硫酸钙的方法，其特征在于，所述钢渣粉中的fe2o3含量为20～30wt％。

4.根据权利要求1所述的水热法高效催化氧化脱硫灰中亚硫酸钙的方法，其特征在于，所述钢渣粉与半干法脱硫灰的质量比为(1～1.5):1。

5.根据权利要求1所述的水热法高效催化氧化脱硫灰中亚硫酸钙的方法，其特征在于，所述硫酸铜的质量为半干法脱硫灰质量的0.3～0.6％。

6.根据权利要求1所述的水热法高效催化氧化脱硫灰中亚硫酸钙的方法，其特征在于，所述水热反应的温度为100～150℃。

7.根据权利要求1所述的水热法高效催化氧化脱硫灰中亚硫酸钙的方法，其特征在于，所述水热反应的时间≥24h。

8.一种建筑胶凝材料，其特征在于，是将权利要求1～7任一项所述的方法得到的产物经过固液分离后，将固体物质干燥得到。

技术总结
本发明公开了一种水热法高效催化氧化脱硫灰中亚硫酸钙的方法，通过以钢渣粉与硫酸铜催化剂在较低温度的水热条件下对半干法脱硫灰中不稳定的亚硫酸根SO32‑进行催化氧化，可以显著降低半干法脱硫灰中不稳定的亚硫酸根SO32‑的含量，使其能够更好地适用于建筑材料领域，具有更高的稳定性。同时，由于钢渣粉属于固废，成本低，能够减少催化剂的用量，是一种在较低温度下能够低成本高效转化脱硫灰中CaSO3的以废制废的处理方法，有利于脱硫灰和钢渣的资源化利用，对环境和可持续发展具有重要的意义。

技术研发人员：范冬冬,林春红,陈进,汪志勇,黄海,陈儀涛,余锦南,李双超,于春松,黄汉
受保护的技术使用者：中铁四局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15