您当前的位置:备件网首页 > 技术干货 > 正文

技术 | 水泥工业应用工业废渣的有效途径

来源:《秦皇岛市建恒工程质量检测有限公司》 发布日期:2021/9/26 编辑:张翀
核心提示:水泥工业应用工业废渣的有效途径

引言


基于我国社会经济进步与发展,在实际工业产生过程中形成的固体废弃物越来越多,不仅污染自然生态环境而且占用大量土地资源。而作为水泥工业又是实现工业废渣再利用的重要途径,因此研究工业废渣有关应用途径迫在眉睫。


一、工业废渣于水泥工业的有关应用


1.1 粉煤灰(如图1所示)


图1 粉煤灰


粉煤灰主要源于中型与大型火电厂的发电锅炉,而还有一些来源城市集中供热锅炉(煤粉)。依据相关资料不完全统计与分析,现阶段我国排灰情况与实际利用程度,在排灰方面用水每年超过10亿t;占地面积达到33333hm2,截止到现在将堆放量累计已经超过10亿t,即使每年粉煤灰的利用量在进一步增加,可利用总率还达不到每年排放的1/2。对于粉煤灰成分构成,主要是微晶矿物质颗粒、硅铝玻璃以及没有燃烧完的残炭微粒,氧化铝与氧化硅是其主要化学成分。粘土和粉煤灰成分十分相似。针对煤种偏差或是特性没有达标燃烧炉生成的粉煤灰,由于是不完全的机械燃烧,具有较高烧失量、较粗细度,则能通过可燃残余物所具备的发热特点,在生料配料中混入3%至5%的粉煤灰,能有效降低熟料消耗的能源。分选之后和相关标准相符合的粉煤灰,而且满足水泥生产要求的情况下,能够作为混合材。玻璃体在粉煤灰当中的含量约占50%至80%,这是因为其属于具有活性的重要组成。与掺加粉煤灰的量为依据,可以生成掺和粉煤灰量低于8%的矿渣硅酸盐水泥,低于8%的普通硅酸盐水泥,混合材掺和总量在20%至50%左右的复合硅酸盐水泥。作为玻璃球质密实的粉煤灰,不仅结构相对稳定致密,而且具有较小的内比表面积。较低水热化、较低干缩性以及抗冻性能良好的粉煤灰水泥,在民用与工业建筑中具有广泛的应用范围,特别是适用水工建筑、大体积混凝土以及海港工程。但需要注意的是,粉煤灰水泥需结合实际情况提高抹面次数,这对硬化早期认真进行养护。


1.2 脱硫石膏(如图2所示)


图2 脱硫石膏


基于火力发电厂加快实施烟气脱硫项目的进程与逐渐投入运行的脱硫设施设备,脱硫副产物生产量渐渐增大,燃煤电厂要是每10万kW,燃煤含硫量占1%至2%左右,脱硫石膏每年产出量能达到1至2万t。基于国家近些年加大的节能减排力度,安装的脱硫机组大约能达到1.5亿kW,石膏产量将近3000万t,要是不进行及时处理而是任其堆积,则会加剧生态环境污染,而要是可以综合利用,便能达到变废为宝的目的。通过运用湿法脱硫工艺产生的脱硫石膏,其主要成分为二水硫酸钙,另外还有一没有反应的亚硫酸钙、石灰石与其他杂质等。针对烟气脱硫石膏而言,粒径平均在40-60pm,径长比通常在1.5-2.5之间,含有较多的二水硫酸钙通常超过90%,一般含游离水在15%左右,另外还含有碳酸钙、飞灰、可溶性盐以及有机碳等"。据有关试验证实:替代二水石膏的脱硫石膏当做水泥缓凝剂,在凝结时间、水泥强度与细度等有关性能具有明显优势。与此同时,作为工业废渣之一的脱硫石膏,取替天然二水石膏一方面可以节省大量的天然矿产,另一方面在减少企业生产成本投人的同时,降低排放工业废渣,而且和国家绿色持续发展方向相符合。若想实现工业化应用脱硫石膏最重要的是处理下料、输送与特生等方面的问题,而且要转变松散、潮湿状态,这样脱硫石膏才能实现有效取代二水石膏。


1.3 镁渣

    

在世界范围内,中国是最大的原镁生产以及出口国,我国原镁产量能占据全球总量大约70%。虽然其外观和粉煤灰较为相似,但相比粉煤灰具有更大的储存难度,而且会严重污染生态环境。在水泥生产中重点应用的有两大方面分别是水泥混合材与生产配料。首先,作为生料配料主要原料。氧化钙、少量的氧化物以及二氧化硅是镁渣重要化学成分,在经历高温煅烧(1250℃),氧化镁、氧化铁、β-c2s以及y-c2s是镁渣矿物主要组成。通过研究镁渣的矿物形成、易烧性、形成配料熟料相关机理等,研究结果表明:镁渣能够对生料自身易烧性加以优化,有助C3S形成并降低液相温度、二氧化碳排放量等。将水泥生料配料中所使用的石灰石用镁渣代替已经实现,其掺入量在10%左右,如果掺加剂加人适量的话则能达到20%左右,而烧出熟料性能符合国家标准。其次,作为生产混合材。自上世纪末,我国山西已经有水泥生产企业应用镁渣对复合及普通硅酸盐水泥进行生产,而且应用在民用和工业建筑。基于GB175-2007《通用硅酸盐水泥》的实行,通用水泥中不可以掺镁渣作为混合材。出于炼镁工业废渣的高效应用并做到零排放,让以其作为混合材的企业可以继续生产,在2008年我们有关研究部门针对部分地区镁渣检验其理化指标,与此同时研究镁渣硅酸盐水泥的化学性能与物理性能,最后形成了现行的GB/T23933-2009《镁渣硅酸盐水泥》标准。在这一标准中在硅酸盐水泥石膏、熟料中可以掺加含量为12%至25%的镁渣,≤8%混合材成产的镁渣硅酸盐水泥,使得水泥生产有关镁渣的应用提供标准。


二、工业废渣应用前景分析

有关水泥工业不仅属于工业领域中的能源消耗大户,而且会排放大量的工业粉尘、有害气体,对自然生态系统带来巨大压力,而且生态环节和生产之间的矛盾尤为突出,当前许多国家及有关企业均为此矛盾的解决积极努力。可从某种角度分析,水泥工业自身具有强大的生态代偿力。首先,水泥工业在工业废渣的消化与应用方面具有较大潜力,所获得的经济和社会效益十分明显。其次,高效应用工业废渣,能在降低能源消耗的同时实现原材料的节约,减少排放出的工业粉尘与有害气体。将工业废渣应用于生料系统能够起到节约原料的作用。例如,将工业废渣应用于制备系统中能节省水泥熟料的使用,据有关研究表明节省水泥熟料1t、可节省1kg的标准煤,省下1.6t的原料,由此量二氧化碳排放量能降低1t、氮氧化合物4kg以及2kg二氧化硫。众所周知,全球温室效应和有关天气灾害,是由于空气中二氧化碳含量过多而导致的;而其中的氮氧化合物、二氧化硫均会对人体健康造成不同程度的伤害,而且也是形成酸雨的主要原因。与此同时粉尘飞损可以达到3%至3.5%左右。由此可见,实现工业废渣的高效应用可在实现节能降耗的同时,减少空气中粉尘与有害气体的排放量,不仅存在较大潜力而且所得综合效益明显。最后;因为水泥工业自身的显著优势,在无公害处理城市垃圾方面具有很大潜力。除此之外,工业废渣的高效应用还可以促进有关生态与环保方面技术产业的高速发展:例如高细粉磨、水泥添加剂等技术产业。因此,在水泥工业实现工业废渣的有效应用,其所具备的发展前景十分广阔。


三、结束语


在我国城市化进程与产业的转型升级,进一步促进了水泥工业的发展,有关企业应积极引入现代化技术,扩展有关应用领域,有以往的水泥生产模式逐渐转变为生态化水泥、跻身于环保企业行列,同时还要发挥出工业废渣处理的“主力军”作用。总的来讲,在水泥工业中高效应用工业废渣是重要的“绿色工程”,其所得的经济与社会效益十分显著。


作者:王燕君

来源:《秦皇岛市建恒工程质量检测有限公司》

微信公众号:备件网(关注查询更多资讯)

(本文来源网络,若涉及版权问题,请作者来电或来函联系!)

相关推荐 RECOMMENDATION