如何利用添加劑技術降低水泥中有害物的含量
鉻是人體必需的微量元素,在肌體的糖代謝和脂代謝中發(fā)揮特殊作用。三價的鉻是對人體有益的元素,而六價的鉻是有毒的。可溶性鉻,一般是指鉻酸鹽或重鉻酸鹽,其中鉻以6+價狀態(tài)的形式存在,人們稱之為六價鉻,寫作Cr(Ⅵ)或Cr6+。國際癌癥研究機構(IARC)也已公認,六價鉻是一種致癌物質,它通過吸入及接觸等途徑侵入人體而產生毒副作用。
波特蘭水泥中的六價鉻含量一般波動在1~30ppm(μg/g或mg/kg)之間,但一般不會超過20ppm。水泥中的鉻主要來源于入窯物料、窯內耐火磚以及磨機內研磨介質和襯板的磨損金屬材料。在水泥中,六價鉻的含量通常不會超過總鉻含量的30%。人們發(fā)現,當用鉻鋼球(含鉻17%~28%)作研磨介質粉磨水泥熟料時,水泥中的六價鉻含量將會增加到原來熟料中六價鉻含量的2倍。2003年6月,歐盟規(guī)定,禁止使用可溶性鉻(六價鉻)含量高于2PPm的水泥或混凝土。
降低水泥中Cr6+含量,可以采用專門的降Cr(Ⅵ)水泥添加劑,其產品一般由硫酸亞鐵、硫酸亞錫、氯化亞錫、亞硫酸氫鈉以及部分特殊材料混合而成,為均質穩(wěn)定的液體。由于摻加量較少不會對水泥的性能產生不利影響。根據水泥中Cr6+含量的多少,添加量為水泥質量的200~1200g/T。其作用機理:在含水的凝膠系統(tǒng)中,降低Cr6+水泥添加劑可使六價的鉻還原成三價鉻,最后形成穩(wěn)定的復合體沉淀于水泥硬化漿體中。反應機理式如下:
H2Cr2O7+6FeSO4+6H2SO4=3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+7H2O;
2H2Cr2O7+6NaHSO3+3H2SO4=2Cr(SO4)3+3Na2SO4+8H2O
新的國家標準《水泥中水溶性鉻(Ⅵ)的限量及測定方法》即將頒布實施,說明國家已經高度重視水泥中有害物鉻(Ⅵ)含量。新標準規(guī)定“水泥中鉻(Ⅵ)的限量為不大于10.00mg/kg(相當于10PPm)”,由于該標準對于我國水泥行業(yè)的質量控制會產生很大的影響,對水泥中水溶性鉻(Ⅵ)的限量,將會影響到水泥廠用原燃料、預熱器用耐磨鋼板介質,旋窯用耐火磚、管磨機鋼球、襯板及立磨耐磨介質的質量指標的選用,提請相關水泥企業(yè)及裝備企業(yè)務必高度重視。當然,最后一道關口,我們水泥企業(yè)還可以采用水泥添加劑技術來降低出廠水泥中Cr(Ⅵ)的含量,使水泥出廠滿足國家標準要求。
總之,要控制水泥出廠中的水溶性鉻(Ⅵ)的含量,就要控制生產線上引起鉻(Ⅵ)含量增加的因素,無論是對原材料、燃料、水泥裝備制造業(yè)以及混合材品質等方面都將產生深遠的影響,要引起原燃材料供應商以及水泥裝備制造商的高度重視,一起努力把我們國家水泥的品質提高到一個新的高度。
編輯:姜立東
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