探究高爐煉鐵的尾氣及其危害 韓嘉莉

探究高爐煉鐵的尾氣及其危害

山西省 臨汾市 洪洞一中 415班 韓嘉莉 指導老師：馬鶴齡

摘要：本文針對高爐煉鐵引發的一系列問題進行了探討，高爐煉鐵產生了許多污染氣體，

致使周圍空氣質量差，污染嚴重。對此，我和同學一起了解了高爐煉鐵的有關知識，做實

驗檢測了其尾氣中主要的污染成分，進一步了解了污染成分，分析了其危害。并依據煉鐵

原理，從實際生活出發，提出一些建議以提高煉鐵高爐的效率，減少能源損耗及其造成的

污染，改善環境。

關鍵詞：高爐煉鐵 尾氣成分 危害

鋼鐵工業在我國重化工業中占有舉足輕重的地位，但其生產過程

對環境污染危害嚴重，被列為污染危害最大的三大部門、六大企業的

首位。而高爐煉鐵技術作為其中一項重要技術，產生的廢氣會造成許

多環境問題。如；我們經常發現煉鐵廠附近很少有人居住，且土地荒

蕪，寸草不生。居民晾曬在外的衣服會發生褪色現象等。我們的知識

要活學活用，學會運用所學的化學知識，解釋、解決生活中的一些現

象和問題。這是我們當代中學生必備的一種能力，要改善煉鐵廠周圍

的環境，提高我國的工業技術水平，降低污染，減輕危害，這就需要

運用我們所學知識探究高爐煉鐵尾氣的主要成分，并根據其弊端改進

生產技術。

首先我們先了解一下煉鐵廠中高爐煉鐵的工作原理，從爐頂（一

般爐頂是由料中與料斗組成，現代化高爐是鐘閥爐頂和無料鐘爐頂）

不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑，從高爐下部的風口吹進熱風

（1000-3000攝氏度），噴入油、煤或天然氣等燃料，裝入煉鐵高爐

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中的鐵礦石，主要是鐵和氧的化合物，在高溫下，焦炭和噴吹物中的

碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來。化學反應為

FeO+3CO=2Fe+3CO 。然后鐵水從鐵口放出，煤氣從爐頂導出，排到

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空氣中會污染大氣，所以對此進行了實驗，探究排除廢氣的主要成分。

實驗如下：

實驗題目：探究高爐尾氣中主要污染成分。

實驗目的：了解高爐尾氣中主要污染成分一針對其危害提出措施。

實驗材料：高爐尾氣，品紅試劑，溴水，熾熱的氧化銅粉末，澄清石

灰水，高錳酸鉀酸性溶液

實驗器材：導管，集氣瓶，酒精噴燈，氣球，酒精燈

實驗步驟：按如圖裝置檢測

實驗現象：

①.尾氣通過溴水，溴水褪色且有淺黃色沉淀生成，證明尾氣中

有硫化氫。

Br+HS=2HBr+S↓

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②.通過品紅試劑，紅色褪去，在加熱紅色重現，說明有二氧化

硫存在，再通入高錳酸鉀酸性溶液吸收剩余二氧化硫。

③.再通過澄清石灰水，石灰水變渾濁，證明有二氧化碳存在。

Ca(OH)+CO=CaCO↓+HO

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④.然后再通入裝有少量氧化銅粉末的試管，粉末由黑變紅，證

明有一氧化碳存在。

CuO+CO=Cu+CO

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⑤.最后把產生的氣體用氣球收集，并停止通入尾氣。

結論：高爐煉鐵尾氣中主要成分有HS、CO、CO、SO等.

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討論：在此過程中會出現現象不明顯，因有雜質干擾，但總體還

是很成功。檢測出了尾氣中含有的 SO、HS、CO等有毒物質。之后

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我們又查了一些資料，并聯系實際生活了解了一些主要成分的危害，

并提出了相應措施。例如：尾氣中的SO對眼、 鼻、咽喉和呼吸道

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有強烈刺激作用，對肝、腎和心臟有害。急性中毒會出現喉頭水腫，

肺氣腫以至窒息死亡。SO常與粉塵、水蒸氣一起危害環境，如美國

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多諾拉事件，英國倫敦煙霧事件等。對于特別敏感的人來說，空氣中

SO濃度達到4mg/L即可察覺，還有，即使千分之一濃度的SO，對棉

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花、小麥、大麥等作物也有明顯作用。因此煉鐵廠周圍無人居住且寸

草不生。所以各煉鐵廠一定要加強對SO等物質的檢測。

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SO的防治措施很多，其中一下措施可以很好的減少SO的排放

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量：

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①.城市的生活與工業用燃料低硫化，有條件的地區要逐步推廣

低硫煤、煤氣和天然氣等較清潔燃料，甚至開發新能源來代替污染嚴

重的能源。

②.燃料脫硫。如：加強洗煤，煤的液化。

③.煙氣脫硫。如：用石灰或白云石摻煤作鍋爐燃料等。

④.改革工藝，綜合利用。如：硫酸一二轉二吸代替一轉一吸。

回收有色冶金尾氣中的高濃度的SO來制取硫酸。

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現在的高爐煉鐵技術中存在許多缺陷，不但排放大量的有害氣

體，而且鐵的產量也不高。為此，我提出以下幾條改進措施：

①.使用硼酸（硼酸為工業純添加劑含量硼酸0.5%—4.0%，余量

為水，采用一般方法均勻混合而成）作為添加劑。在煉鐵作業時，將

表面添加劑溶液噴灑在燒結礦表面，可以有效地減低燒結團礦在高爐

中的低溫粉化率，減少粉塵污染，可以替代目前使用的氯化鈣，從而

避免添加劑中氯的存在，減少對高爐系統的腐蝕和減少對環境的污

染。

②.也可以提高煤粉燃燒率，提高爐渣的流動性和脫硫能力。這

樣有利于減少廢氣中有害成分的排放；也有利于提高高爐煉鐵的冶煉

程度，提高生產的產量和質量。

高爐煉鐵尾氣中主要污染成分有HS、SO、CO等。這些尾氣影

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響人們日常生活，對此采取一系列措施以減少污染，如減少SO排放

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量、燃料脫硫、煙氣脫硫等。另外還要提高煉鐵效率，如使用硼酸、

提高煤粉燃燒效率等。這是生活中的一些瑣碎事引發的問題，但探究

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出尾氣成分，不僅可以加深同學們對這幾種氣體的認識，拓寬我們的

知識面，而且可以利用高爐煉鐵的原理采取相應措施，正確處理廢氣，

提高廢氣的利用率，變廢為寶。并提高所生產的鋼鐵的產量和質量，

進而提高我國的工業技術水平。

化學就在我們身邊。我們要把所學的化學知識用于解決生活中的

一些現象和問題，不斷完善自己，提升自己，武裝自己，為社會出力，

為人民服務。

參考文獻；化學必修課本，《高爐煉鐵基礎知識》，CORSI溶融還原煉鐵工藝及其尾氣處

理技術--《環境保護》2000年09期。

致謝：本論文是在我的指導老師馬鶴齡老師的親切關懷與細心指導下完成的。從課題的選

擇到論文的最終完成，馬老師始終都給予了細心的指導和不懈的支持。值得一提的是，馬

老師宅心仁厚，閑靜少言，不慕榮利，對學生認真負責，在他的身上，我們可以感受到一

個學者的嚴謹和務實，這些都讓我們獲益菲淺，并且將終生受用無窮。畢竟“經師易得，

人師難求”，希望借此機會向馬老師表示最衷心的感謝。同時還感謝幫助我，支持我完成

實驗的同學，有了他們的參與幫助，本論文才得以順利完成。還要感謝我的父母，給予我

生命并竭盡全力給予了我接受教育的機會，養育之恩沒齒難忘。在未來的日子里，我會更

加努力的學習和工作，不辜負父母對我的殷殷期望！我一定會好好孝敬和報答他們！

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