钙碳沉淀法脱硫预处理含钡废渣的机理研究

杨丹; 李琛; 吴含章; 彭基益; 龚子豪; 余志元

doi:10.13205/j.hjgc.202606016

钙碳沉淀法脱硫预处理含钡废渣的机理研究

doi: 10.13205/j.hjgc.202606016

湖南省环境保护科学研究院生态环境部有色金属工业污染控制工程技术中心, 长沙 410004

基金项目:

湖南省环保科研项目“水泥窑协同处理钡渣固重脱硫预处理技术及产品环境风险研究”

详细信息

作者简介:
杨丹(1984-),女,工程师,主要研究方向为固体废物资源化利用及无废城市建设。756850627@qq.com

通讯作者:
余志元(1987-),男,副研究员,主要研究方向为固体废物资源化利用与重金属污染防治。csuyzy@126.com

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出版历程
- 收稿日期: 2025-09-30
- 录用日期: 2025-10-25
- 修回日期: 2025-10-19
- 网络出版日期: 2026-07-06

Mechanism of desulfurization pretreatment of barium-containing waste slag by calcium carbonate precipitation method

Engineering Technology Center for Pollution Control of the Nonferrous Metal Industry, Ministry of Ecology and Environment, Hunan Research Academy of Environmental Sciences, Changsha 410004, China

摘要

摘要: 针对钡渣中硫含量高、深度脱除困难等问题，采用碳酸钠作为脱硫剂，分别考察了反应温度、反应时间与碳酸钠浓度对钡渣脱硫行为的影响，并通过XRD与SEM-EDS分析了钡渣脱硫过程的物相转变规律与微观形貌演变行为，揭示钡渣脱硫过程的反应机理与限制条件。研究结果表明，含钡废渣的脱硫过程主要依赖钙矾石与溶液中碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，从而实现硫的脱除。然而，反应过程中生成的碳酸钙沉淀会逐渐富集于钙矾石表面，阻碍脱硫反应的进一步进行。在反应温度为60 ℃，反应时间为5 h，碳酸钠溶液浓度为2 mol/L的条件下，钡渣的脱硫率可达91.21%，钡渣中硫含量仅为0.27%，符合水泥窑协同处置的HJ 662—2013《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》。
- 钡渣 /
- 钙矾石 /
- 碳酸钠 /
- 脱硫
Abstract: To address the challenges of high sulfur content and difficult deep desulfurization of barium slag， this study employed sodium carbonate as the desulfurization agent. The effects of reaction temperature， reaction time， and sodium carbonate concentration on the desulfurization performance were systematically investigated. The phase transformation and microstructure evolution during the desulfurization process were characterized using XRD and SEM-EDS， and the corresponding reaction mechanism and limiting factors were clarified. The results indicated that the desulfurization of barium-containing waste slag primarily relied on the reaction between ettringite and sodium carbonate in solution， which formed calcium carbonate precipitates to remove sulfur. However， the precipitated calcium carbonate gradually accumulated on the surface of ettringite， hindering further progress of the desulfurization reaction. Under the optimal conditions of 60 °C， 5 h， and 2 mol/L Na₂CO₃， the desulfurization efficiency reached 91.21%， and the sulfur content of slag was reduced to 0.27%， meeting the standards for co-processing in cement kilns.
- barium slag /
- ettringite /
- sodium carbonate /
- desulfurization

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