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(dǎo)老師：馬鶴齡

摘要：本文針對(duì)高爐煉鐵引發(fā)的一系列問題進(jìn)行了探討，高爐煉鐵產(chǎn)生了許多污染氣體，

致使周圍空氣質(zhì)量差，污染嚴(yán)重。對(duì)此，我和同學(xué)一起了解了高爐煉鐵的有關(guān)知識(shí)，做實(shí)

驗(yàn)檢測(cè)了其尾氣中主要的污染成分，進(jìn)一步了解了污染成分，分析了其危害。并依據(jù)煉鐵

原理，從實(shí)際生活出發(fā)，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(huán)境。

關(guān)鍵詞：高爐煉鐵 尾氣成分 危害

鋼鐵工業(yè)在我國重化工業(yè)中占有舉足輕重的地位，但其生產(chǎn)過程

對(duì)環(huán)境污染危害嚴(yán)重，被列為污染危害最大的三大部門、六大企業(yè)的

首位。而高爐煉鐵技術(shù)作為其中一項(xiàng)重要技術(shù)，產(chǎn)生的廢氣會(huì)造成許

多環(huán)境問題。如；我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)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(huì)發(fā)生褪色現(xiàn)象等。我們的知識(shí)

要活學(xué)活用，學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)，解釋、解決生活中的一些現(xiàn)

象和問題。這是我們當(dāng)代中學(xué)生必備的一種能力，要改善煉鐵廠周圍

的環(huán)境，提高我國的工業(yè)技術(shù)水平，降低污染，減輕危害，這就需要

運(yùn)用我們所學(xué)知識(shí)探究高爐煉鐵尾氣的主要成分，并根據(jù)其弊端改進(jìn)

生產(chǎn)技術(shù)。

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(xiàn)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(fēng)口吹進(jìn)熱風(fēng)

（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(xué)反應(yīng)為

FeO+3CO=2Fe+3CO 。然后鐵水從鐵口放出，煤氣從爐頂導(dǎo)出，排到

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空氣中會(huì)污染大氣，所以對(duì)此進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，探究排除廢氣的主要成分。

實(shí)驗(yàn)如下：

實(shí)驗(yàn)題目：探究高爐尾氣中主要污染成分。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私飧郀t尾氣中主要污染成分一針對(duì)其危害提出措施。

實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)器材：導(dǎo)管，集氣瓶，酒精噴燈，氣球，酒精燈

實(shí)驗(yàn)步驟：按如圖裝置檢測(cè)

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)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

②.通過品紅試劑，紅色褪去，在加熱紅色重現(xiàn)，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(chǎn)生的氣體用氣球收集，并停止通入尾氣。

結(jié)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(huì)出現(xiàn)現(xiàn)象不明顯，因有雜質(zhì)干擾，但總體還

是很成功。檢測(cè)出了尾氣中含有的 SO、HS、CO等有毒物質(zhì)。之后

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我們又查了一些資料，并聯(lián)系實(shí)際生活了解了一些主要成分的危害，

并提出了相應(yīng)措施。例如：尾氣中的SO對(duì)眼、 鼻、咽喉和呼吸道

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有強(qiáng)烈刺激作用，對(duì)肝、腎和心臟有害。急性中毒會(huì)出現(xiàn)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(huán)境，如美國

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多諾拉事件，英國倫敦?zé)熿F事件等。對(duì)于特別敏感的人來說，空氣中

SO濃度達(dá)到4mg/L即可察覺，還有，即使千分之一濃度的SO，對(duì)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(qiáng)對(duì)SO等物質(zhì)的檢測(cè)。

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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(yè)用燃料低硫化，有條件的地區(qū)要逐步推廣

低硫煤、煤氣和天然氣等較清潔燃料，甚至開發(fā)新能源來代替污染嚴(yán)

重的能源。

②.燃料脫硫。如：加強(qiáng)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(zhuǎn)二吸代替一轉(zhuǎn)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(xiàn)在的高爐煉鐵技術(shù)中存在許多缺陷，不但排放大量的有害氣

體，而且鐵的產(chǎn)量也不高。為此，我提出以下幾條改進(jìn)措施：

①.使用硼酸（硼酸為工業(yè)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(yè)時(shí)，將

表面添加劑溶液噴灑在燒結(jié)礦表面，可以有效地減低燒結(jié)團(tuán)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(duì)高爐系統(tǒng)的腐蝕和減少對(duì)環(huán)境的污

染。

②.也可以提高煤粉燃燒率，提高爐渣的流動(dòng)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(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)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?nèi)粘Ｉ睿瑢?duì)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(fā)的問題，但探究

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出尾氣成分，不僅可以加深同學(xué)們對(duì)這幾種氣體的認(rèn)識(shí)，拓寬我們的

知識(shí)面，而且可以利用高爐煉鐵的原理采取相應(yīng)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(chǎn)的鋼鐵的產(chǎn)量和質(zhì)量，

進(jìn)而提高我國的工業(yè)技術(shù)水平。

化學(xué)就在我們身邊。我們要把所學(xué)的化學(xué)知識(shí)用于解決生活中的

一些現(xiàn)象和問題，不斷完善自己，提升自己，武裝自己，為社會(huì)出力，

為人民服務(wù)。

參考文獻(xiàn)；化學(xué)必修課本，《高爐煉鐵基礎(chǔ)知識(shí)》，CORSI溶融還原煉鐵工藝及其尾氣處

理技術(shù)--《環(huán)境保護(hù)》2000年09期。

致謝：本論文是在我的指導(dǎo)老師馬鶴齡老師的親切關(guān)懷與細(xì)心指導(dǎo)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(xì)心的指導(dǎo)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(duì)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他的身上，我們可以感受到一

個(gè)學(xué)者的嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)，這些都讓我們獲益菲淺，并且將終生受用無窮。畢竟“經(jīng)師易得，

人師難求”，希望借此機(jī)會(huì)向馬老師表示最衷心的感謝。同時(shí)還感謝幫助我，支持我完成

實(shí)驗(yàn)的同學(xué)，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(jī)會(huì)，養(yǎng)育之恩沒齒難忘。在未來的日子里，我會(huì)更

加努力的學(xué)習(xí)和工作，不辜負(fù)父母對(duì)我的殷殷期望！我一定會(huì)好好孝敬和報(bào)答他們！

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