探究高炉炼铁的尾气及其危害 韩嘉莉

探究高炉炼铁的尾气及其危害

山西省 临汾市 洪洞一中 415班 韩嘉莉 指导老师：马鹤龄

摘要：本文针对高炉炼铁引发的一系列问题进行了探讨，高炉炼铁产生了许多污染气体，

致使周围空气质量差，污染严重。对此，我和同学一起了解了高炉炼铁的有关知识，做实

验检测了其尾气中主要的污染成分，进一步了解了污染成分，分析了其危害。并依据炼铁

原理，从实际生活出发，提出一些建议以提高炼铁高炉的效率，减少能源损耗及其造成的

污染，改善环境。

关键词：高炉炼铁 尾气成分 危害

钢铁工业在我国重化工业中占有举足轻重的地位，但其生产过程

对环境污染危害严重，被列为污染危害最大的三大部门、六大企业的

首位。而高炉炼铁技术作为其中一项重要技术，产生的废气会造成许

多环境问题。如；我们经常发现炼铁厂附近很少有人居住，且土地荒

芜，寸草不生。居民晾晒在外的衣服会发生褪色现象等。我们的知识

要活学活用，学会运用所学的化学知识，解释、解决生活中的一些现

象和问题。这是我们当代中学生必备的一种能力，要改善炼铁厂周围

的环境，提高我国的工业技术水平，降低污染，减轻危害，这就需要

运用我们所学知识探究高炉炼铁尾气的主要成分，并根据其弊端改进

生产技术。

首先我们先了解一下炼铁厂中高炉炼铁的工作原理，从炉顶（一

般炉顶是由料中与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）

不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风

（1000-3000摄氏度），喷入油、煤或天然气等燃料，装入炼铁高炉

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中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物，在高温下，焦炭和喷吹物中的

碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来。化学反应为

FeO+3CO=2Fe+3CO 。然后铁水从铁口放出，煤气从炉顶导出，排到

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空气中会污染大气，所以对此进行了实验，探究排除废气的主要成分。

实验如下：

实验题目：探究高炉尾气中主要污染成分。

实验目的：了解高炉尾气中主要污染成分一针对其危害提出措施。

实验材料：高炉尾气，品红试剂，溴水，炽热的氧化铜粉末，澄清石

灰水，高锰酸钾酸性溶液

实验器材：导管，集气瓶，酒精喷灯，气球，酒精灯

实验步骤：按如图装置检测

实验现象：

①.尾气通过溴水，溴水褪色且有浅黄色沉淀生成，证明尾气中

有硫化氢。

Br+HS=2HBr+S↓

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2

②.通过品红试剂，红色褪去，在加热红色重现，说明有二氧化

硫存在，再通入高锰酸钾酸性溶液吸收剩余二氧化硫。

③.再通过澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明有二氧化碳存在。

Ca(OH)+CO=CaCO↓+HO

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④.然后再通入装有少量氧化铜粉末的试管，粉末由黑变红，证

明有一氧化碳存在。

CuO+CO=Cu+CO

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⑤.最后把产生的气体用气球收集，并停止通入尾气。

结论：高炉炼铁尾气中主要成分有HS、CO、CO、SO等.

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讨论：在此过程中会出现现象不明显，因有杂质干扰，但总体还

是很成功。检测出了尾气中含有的 SO、HS、CO等有毒物质。之后

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我们又查了一些资料，并联系实际生活了解了一些主要成分的危害，

并提出了相应措施。例如：尾气中的SO对眼、 鼻、咽喉和呼吸道

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有强烈刺激作用，对肝、肾和心脏有害。急性中毒会出现喉头水肿，

肺气肿以至窒息死亡。SO常与粉尘、水蒸气一起危害环境，如美国

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多诺拉事件，英国伦敦烟雾事件等。对于特别敏感的人来说，空气中

SO浓度达到4mg/L即可察觉，还有，即使千分之一浓度的SO，对棉

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花、小麦、大麦等作物也有明显作用。因此炼铁厂周围无人居住且寸

草不生。所以各炼铁厂一定要加强对SO等物质的检测。

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SO的防治措施很多，其中一下措施可以很好的减少SO的排放

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量：

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①.城市的生活与工业用燃料低硫化，有条件的地区要逐步推广

低硫煤、煤气和天然气等较清洁燃料，甚至开发新能源来代替污染严

重的能源。

②.燃料脱硫。如：加强洗煤，煤的液化。

③.烟气脱硫。如：用石灰或白云石掺煤作锅炉燃料等。

④.改革工艺，综合利用。如：硫酸一二转二吸代替一转一吸。

回收有色冶金尾气中的高浓度的SO来制取硫酸。

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现在的高炉炼铁技术中存在许多缺陷，不但排放大量的有害气

体，而且铁的产量也不高。为此，我提出以下几条改进措施：

①.使用硼酸（硼酸为工业纯添加剂含量硼酸0.5%—4.0%，余量

为水，采用一般方法均匀混合而成）作为添加剂。在炼铁作业时，将

表面添加剂溶液喷洒在烧结矿表面，可以有效地减低烧结团矿在高炉

中的低温粉化率，减少粉尘污染，可以替代目前使用的氯化钙，从而

避免添加剂中氯的存在，减少对高炉系统的腐蚀和减少对环境的污

染。

②.也可以提高煤粉燃烧率，提高炉渣的流动性和脱硫能力。这

样有利于减少废气中有害成分的排放；也有利于提高高炉炼铁的冶炼

程度，提高生产的产量和质量。

高炉炼铁尾气中主要污染成分有HS、SO、CO等。这些尾气影

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响人们日常生活，对此采取一系列措施以减少污染，如减少SO排放

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量、燃料脱硫、烟气脱硫等。另外还要提高炼铁效率，如使用硼酸、

提高煤粉燃烧效率等。这是生活中的一些琐碎事引发的问题，但探究

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出尾气成分，不仅可以加深同学们对这几种气体的认识，拓宽我们的

知识面，而且可以利用高炉炼铁的原理采取相应措施，正确处理废气，

提高废气的利用率，变废为宝。并提高所生产的钢铁的产量和质量，

进而提高我国的工业技术水平。

化学就在我们身边。我们要把所学的化学知识用于解决生活中的

一些现象和问题，不断完善自己，提升自己，武装自己，为社会出力，

为人民服务。

参考文献；化学必修课本，《高炉炼铁基础知识》，CORSI溶融还原炼铁工艺及其尾气处

理技术--《环境保护》2000年09期。

致谢：本论文是在我的指导老师马鹤龄老师的亲切关怀与细心指导下完成的。从课题的选

择到论文的最终完成，马老师始终都给予了细心的指导和不懈的支持。值得一提的是，马

老师宅心仁厚，闲静少言，不慕荣利，对学生认真负责，在他的身上，我们可以感受到一

个学者的严谨和务实，这些都让我们获益菲浅，并且将终生受用无穷。毕竟“经师易得，

人师难求”，希望借此机会向马老师表示最衷心的感谢。同时还感谢帮助我，支持我完成

实验的同学，有了他们的参与帮助，本论文才得以顺利完成。还要感谢我的父母，给予我

生命并竭尽全力给予了我接受教育的机会，养育之恩没齿难忘。在未来的日子里，我会更

加努力的学习和工作，不辜负父母对我的殷殷期望！我一定会好好孝敬和报答他们！

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