铁矿烧结工序是钢铁生产流程的重要环节,同时也是钢铁工业污染的主要排放源。在加强末端治理技术的基础上,拓展过程与源头节能减排新途径,减排烧结烟气中SO₂等主要污染物,对实现钢铁工业超低排放及绿色可持续发展,促进“绿水青山就是金山银山”的发展理念具有重要的战略意义。本文开展了基于氨类添加剂(尿素)的烧结过程中预脱硫新方法的研究,同时开发了脱硫反应副产物硫酸铵的综合利用新技术,建立了烧结过程预脱硫-副产物综合利用工艺体系,为使用高硫矿烧结造成烧结烟气SO₂产生量大的钢铁企业开发低成本、高效率的过程+末端烧结烟气分步治理技术奠定了重要的理论基础。通过开展烧结过程尿素脱硫技术优化烧结杯实验,研究了尿素添加量、加入位置区间及加入方式对烧结矿产质量指标、烧结烟气中SO₂排放的影响。其中,在距离篦条80 mm以上的200 mm厚度区间喷洒0.10 wt.%的尿素溶液时效果最优,烧结矿的产质量指标与未添加尿素的基准实验相当,且在此条件下烧结过程中烟气脱硫效率达到90%以上。在最优的实验室参数条件下,开展了基于氨类添加剂的烧结过程中脱硫技术优化工业试验。当在布料位置相比于混合机皮带位置喷洒0.11 wt.%的浓度为40%的尿素溶液时,尿素利用率由29.38%提高到62.50%,SO₂含量降低趋势明显,稳定后平均值为229.17 mg?m^-3,在烧结过程中进行预脱硫,为末端烟气治理减轻负担,降低了末端治理成本。通过对尿素脱硫后的风箱支管散料以及电场除尘灰进行化学特征分析,并研究了不同水洗条件对烧结脱硫除尘灰中S及碱金属浸出率的影响。尿素脱硫后烧结除尘灰中S含量较高,含硫量≥1.0%,同时还含有大量K、Na以及Cl等元素;水洗浸出的最佳实验条件:温度为35℃,搅拌时间为30 min,固液比为1(25)4,搅拌速度为200 r?min^-1,研磨粒度为-0.074 mm,此时水洗S浸出率最大可达85.23%,K浸出率最大可达97.05%。滤液经蒸发浓缩、冷却结晶以及蒸干,可制得K₂O含量为60.44%;S含量为15.60%;Cl含量为0.57%的符合GB/T 20406-2017规定的农业用硫酸钾产品,此时钾的总转化率达到73.57%。本文揭示了尿素合理利用量、添加位置及方式对烧结过程SO₂减量化作用机制,工业应用中实现了尿素在料层既定区域的合理分布,同时高值综合利用烧结过程脱硫工艺副产物。该工艺具有易于改造、运行稳定、成本低、效率高且副产物可综合利用等优点,适用于高硫矿烧结企业减少烧结烟气污染物排放,实现超低排放目标。