煤炭中Cl元素在高炉喷煤过程中迁移变化规律的研究

利用煤环境地球化学领域比较成熟的测试手段和研究方法，研究煤中Cl元素对煤粉在高炉风口区燃烧过程的影响以及在燃烧过程中迁移变化的规律；找出煤中Cl元素在高炉风口区燃烧过程中进入未燃煤粉和煤气的比例，考查进入未燃煤粉中的Cl元素在高炉冶炼过程中的变化规律和进入煤气中的Cl元素在煤气上升过程中的迁移特征。研究煤中Cl元素进入高炉后的分配去向和赋存状态的变化规律，找出Cl元素在高炉冶炼过程中进入生铁、炉渣、炉尘和炉顶净煤气中的比例；研究Cl元素在炉渣、炉尘和炉顶净煤气中的赋存状态，探讨煤气或炉渣脱Cl的可能性。研究高炉炉顶净煤气中Cl元素对热风炉燃烧过程和蓄热室格子砖侵蚀过程的影响，探讨抑制或消除Cl元素对蓄热室格子砖侵蚀的有效方法，全面评价高炉喷煤对高炉冶炼过程和环境的影响。

氯对高炉喷吹煤粉燃烧过程的影响与氯在煤粉中的赋存状态有关，当煤粉中的氯以离子形态存在时会抑制煤粉在高炉风口区域的燃烧过程，当煤粉中氯以HCl的形态存在时则会改善煤粉在高炉风口区域的燃烧过程。在高炉喷吹煤粉燃烧过程中，17%左右的氯进入未燃煤粉中，氯的赋存状态没有发生变化，对未燃煤粉的冶金性能没有明显的影响，83%左右的氯以HCl气体的形态进入到高炉煤气。高炉煤气中HCl含量的增加，可以降低焦炭的反应性并改善焦炭的反应后强度，抑制铁矿石的还原过程并改善烧结矿的低温还原粉化性能，但对球团矿的还原膨胀性能却有不利的影响，加速高铝砖中硅酸盐玻璃质和隐晶质铝硅酸盐转变成莫来石和方英石，导致碳砖质地变得疏松，降低高炉耐火材料的使用寿命。高炉煤气中的HCl在热风炉燃烧过程中保持HCl状态全部进入到废气中，加速硅砖中方英石向鳞石英转化，促进粘土砖中硅酸盐玻璃质和隐晶质铝硅酸盐向莫来石和方英石转化。高炉冶炼过程中的氯元素绝大部分进入到高炉荒煤气，对于干法除尘高炉来说，炉顶煤气带走的氯元素是高炉氯元素负荷的最大支出；对于湿法除尘高炉来说，洗涤水带走的氯元素是高炉氯元素负荷的最大支出。