烧结机烟气脱硫副产物资源化利用
摘要烧结机烟气脱硫已成为国家二氧化硫治理的重点，在烧结机烟气脱硫过程中一定要解决烧结脱硫副产物资
源化利用问题，否则脱硫将产生二次污染，本文分析了烧结脱硫副产物的特点，论述了烧结脱硫副产物资源化利用
我国已顺利完成”十一五”二氧化硫减排目标，但Ｓ０２污染依然较严重，据｛２００９年中国环境状况公报》
显示，监测的４８８个城市（县）中，出现酸雨的城市占５２．９％；酸雨发生频率在２５％以上的城市占３３．６％；酸
雨发生频率在７５％以上的城市占１０．９％。《国家环境保护“十二五”规划（初稿）》已完成，到２０１５年，二氧
化硫的排放总量将比２０１０年减少１０％。我国含ＳＯｚ的废气大多数来源于燃煤发电厂、钢铁生产中的烧结机和
冶金炉窑。目前，在电力行业二氧化硫排放量持续下降的情况下，钢铁行业作为工业二氧化硫排放的第二
大户，面临的减排压力一天比一天突出。钢铁行业二氧化硫主要由烧结球团烟气产生，烧结球团烟气产生的二氧
化硫占钢铁企业排放总量７０％以上，个别企业达到９０％左右（不含燃煤自备电厂产生的二氧化硫），因此，烧
烧结机脱硫过程会产生副产物，副产物若不能有效处理将产生二次污染，因此，钢铁厂烧结烟气脱硫必
须在满足减排Ｓ０２总量及达标的条件下，最大限度地考虑副产品的利用问题，实现循环经济运行模式，使企业在治
我国目前烧结机脱硫技术主要为石灰石一石膏法及半干法脱硫技术，相应的副产物主要为两类，即湿
法脱硫石膏和半干法脱硫灰。总体上，国内对烧结机脱硫石膏的应用研究较多，并有了一定规模的产业化
烧结机脱硫石膏与火电脱硫石膏成分及性能基本无差别，与火电脱硫石膏一样，烧结机脱硫石膏可在
由于烧结厂与电厂生产的基本工艺不同，同时各钢铁企业烧结所选用矿石配料存在很明显差异，导致烟气成分
（包含重金属和有机物成分二恶英、呋喃和其他易挥发成分，还有别的酸性气体ＨＦ、ＨＣＩ）有差异，进而产生
石膏的品质不完全一样。因此，烧结机脱硫企业需对脱硫运行参数进行严控，定期外排脱硫废水以保证
烧结机脱硫石膏与火电厂脱硫石膏对比结果为，烧结烟气脱硫石膏品质好，综合利用的空间大；重金
属含量低，浸出特性满足有关标准要求，不会对下游产品构成危害；与火电脱硫石膏相比，成分及性能基本
国内外的研究和应用情况表明，脱硫石膏是天然石膏的良好替代品，可大范围的使用在建材、土壤改良剂或工
业原料。目前，欧美等发达国家已形成较为完善的研究、开发和应用体系。日本脱硫石膏利用率接近
１００％，德国几乎所有的石膏建材企业均以脱硫石膏为原料，美国脱硫石膏年产量约１２００万吨，综合利用率
为７５％。我国引进烟气脱硫技术的时间不长，针对烟气脱硫副产物资源化利用的研究刚刚起步。但是，通
过研究人员的努力，我国在脱硫副产物资源化利用方面也取得了大批的研究成果，并进行了一定的产业化
应用。目前，围内脱硫石膏解决方法主要为用于水泥缓凝剂、制造石膏板、用于盐碱地改良、制造石膏砌块、
建筑石膏粉等等，其中用于水泥缓凝剂、制造纸质石膏板及土壤盐碱地改良是脱硫石膏资源化利用的最主
水泥行业是脱硫石膏利用量最大的行业之一，脱硫石膏用作水泥缓凝剂对水泥性能，如细度、凝结时
间、放射性、抗折强度、抗压强度、安定性没有一点影响。目前，国内许多水泥企业都在积极研发利用烟气脱
硫石膏生产水泥缓凝剂，已经很成熟应用的实例有重庆拉法基水泥公司、四川腾辉水泥公司、小郎海水泥公
与天然石膏项目比，烟气脱硫石膏应用在石膏板生产的全部过程中能够更好的降低料浆液固比，增大料浆流动性，降
低石膏板重量，改善石膏板质量，提高石膏板机械强度，降低石膏板的成品破损率，并能减少对设备的磨损。
由于脱硫石膏优异的性能，石膏板生产企业逐步的提升脱硫石膏替代天然石膏的比例，并且积极筹建１００％使
用烟气脱硫石膏的大型生产线。如：山东泰和集团在江苏江阴、湖北荆门、山东潍坊、重庆江津等地陆续建
设年产量在３０００万ｍ２的纸面石膏板生产线条。外资企业上海拉法基、上海杰科等也在上海本地和江
烟气脱硫石膏中的钙离子能加速置换盐碱土壤中的可代换性钠，降低土壤ｐＨ值，进而达到改良碱土
的作用。目前，我国北方开展了不少烟气脱硫石膏改良内陆盐碱地的试验研究，并建立了示范工程，黄河河
套地区盐碱地改良及脱硫废弃物资源化利用关键技术探讨研究与示范项目，是“十一五”国家科技支撑计划之
一，技术成果在西大滩、惠农区、红寺堡３个不一样盐碱地示范区进行了大面积示范推广，累计改良盐碱地
１０．１万亩。示范区单位土地面积经济效益平均提高３５％以上，年新增产值５．５亿元；农民人均纯收入增加
３０％以上。同时，示范区技术成果已经辐射到内蒙、新疆、青海、甘肃、陕西等省（区），面积达到５０多万亩。
同时，国家正在制定及落实有关政策，鼓励脱硫石膏资源化利用。国家发改委在《关于加快火电厂烟气
脱硫产业化发展的若干意见》（发改环字［２００５－］７５７号）的第六条中，提出“进一步开展烟气脱硫副产品综合
利用，推动循环经济发展。组织建材、农林、电力等部门、科研院所对脱硫副产物，尤其是脱硫石膏，进行深
入的研究，提出各种利用途径的指导性意见，组织实施脱硫副产物综合利用示范Ｔ程，适时出台脱硫副产物
综合利用强制性措施和相关的优惠政策。”另外，脱硫石膏深加工产品已列入《资源综合利用目录》（２００８年）
版，这不仅在税收上支持脱硫石膏的综合利用，而且对脱硫石膏的综合利用进行了定性，成为国家建设资源
节约型社会的重要一环，脱硫石膏必须综合利用的强制政策将会在一两年内出台。在国家政策推动下，脱
烧结机半干法脱硫灰成分复杂，亚硫酸钙含量较高，目前尚无较好的资源化利用途径。
钙基半干法烧结烟气脱硫副产物，是一种有别于湿法的脱硫石膏和电厂锅炉喷钙脱硫灰的新型固废，
属高钙高硫型，与火电半干法脱硫灰相比，烧结脱硫灰中亚硫酸钙及氧化铁含量较高，Ｓｉ０２、Ａｌｚ０３含量
注：１为烧结烟气循环流化床半干法脱硫灰；２为火电锅炉烟气循环流化床半干法脱硫灰。
半干法脱硫副产物的成分以亚硫酸钙为主，其含量可达４０％，硫酸钙的含量约占２０％，氧化钙占２０％，
氧化铁及其他杂质占２０％。首先，过高的亚硫酸钙含量使其在用作水泥混凝土掺和料时受到限制，因此，半
干法的脱硫灰渣不能直接作为水泥混和材料使用，只能少量掺加；其次，如果利用不合理，比如煅烧温度过
高等，就可能释放出二氧化硫，造成二次污染；再者，脱硫灰中游离氧化钙含量较高，会在长期水化过程中不
断生成氢氧化钙，致使含脱硫灰渣材料的制品体积不断膨胀，以至于开裂。这是脱硫灰渣在建材领域中应
亚硫酸钙是影响半干法脱硫灰应用的最重要的因素。如何用经济、高效、方便、实用的方法将脱硫灰中的
亚硫酸钙氧化成为硫酸钙是解决半干法脱硫灰应用问题的关键。对亚硫酸钙强制氧化技术进行的理论研
究表明，加入一定量的催化剂对亚硫酸钙的转化有一定的推动作用，一般催化剂加入量在２％左右，如果催
化剂加入量过少，则反应将进行得十分缓慢。如果不加入催化剂，则需要在较高的温度（约４００摄氏度＂＇４５０
摄氏度）下反应１个小时，才可以做到８０％以上的氧化率。以目前的研究看来，不论是加入氧化剂还是高温处
国内对于干法与半干法产生的脱硫灰多以抛弃方式处理，如回填废矿坑、选择专门的抛弃场地堆放等。
简单填埋或堆放不能完全解决问题，如果长时间得不到妥善处理，不仅会大量占用土地，还可能污染土壤。
我国的土地资源非常宝贵，大量的填埋和堆放绝对不符合中国国情。针对干法／半干法脱硫灰渣难以利用
的问题，国内外研究者进行了大量研究并取得了一定成果，如采用半干法脱硫灰蒸压制砖及用作填充材料
烧结脱硫副产物的资源化利用在钢铁行业Ｓ０２治理过程中至关重要，决定了Ｓ０２是否得到了真正治
理，目前利用脱硫石膏生产建筑材料已形成一定规模，用作水泥辅料的生产也进入工业化，别的方面的应用
也具有一定的发展的潜在能力。对于半干法脱硫灰，目前资源化利用还存在一定的困难，应加大脱硫灰资源化利
用的研发投入，重点解决现有脱硫灰利用方面的明显问题，并推进产业化应用，同时积极开发脱硫灰资源化
利用新技术，拓展脱硫灰利用的新渠道。钢铁企业应依据自己特点，选择正真适合的脱硫工艺，在满足减排ＳＯｚ
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