隨著2016年頒布實(shí)施的水泥中水深性鉻的限量及測(cè)定方法的規(guī)定，嚴(yán)格限制了水泥中水溶性鉻的含量標(biāo)準(zhǔn)要求，使得各大水泥廠家對(duì)其質(zhì)量的控制要求大大提高，對(duì)其水泥產(chǎn)品中水深性鉻的處理也進(jìn)一步提高了技術(shù)要求。對(duì)于水泥中鉻的去除最為低成本的處理方式為采用七水硫酸亞鐵進(jìn)行還原去除。
硫酸亞鐵去除水泥中六價(jià)鉻的方法
還原劑法是利用還原劑將可溶性的Cr (Ⅵ) 還原為低毒的三價(jià)鉻Cr (Ⅲ) 。結(jié)合水泥的特性, 查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn), 常用的還原劑有硫酸亞鐵、Sn2+鹽、Mn2+鹽、有機(jī)醛類還原劑、硼氫化鈉。其中Sn2+鹽具有吸濕性, 而且使用成本高, 不適合大規(guī)模使用;硫酸錳、多數(shù)醛類、硼氫化鈉均具有毒性, 在水泥應(yīng)用會(huì)造成二次污染。硫酸亞鐵作為水泥可溶性六價(jià)鉻還原劑較為合適, 其價(jià)格低廉、毒性小 (采取正常的防護(hù)措施) 、還原性好等優(yōu)點(diǎn), 但是其易氧化、結(jié)塊等缺點(diǎn)限制了使用。
摻加0.08%七水硫酸亞鐵后約可使水泥中水溶性六價(jià)鉻由10 mg/kg降至4～2 mg/kg;驗(yàn)證磨后摻加比磨前摻加效果好, 可避免其在高溫下被氧化;摻加后水泥中水溶性六價(jià)鉻7d, 28d均較1d檢測(cè)結(jié)果有所上升, 但上升幅度不高, 仍滿足國(guó)標(biāo)限量要求;磨前摻加還原劑對(duì)水泥生產(chǎn)工藝基本無影響;對(duì)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量及凝結(jié)時(shí)間無較大影響;對(duì)水泥強(qiáng)度的影響趨勢(shì)不同, 但影響不大;對(duì)水泥與外加劑適應(yīng)性的影響根據(jù)不同的水泥、減水劑品種表現(xiàn)有所差異, 需要通過試驗(yàn)具體論證。
硫酸亞鐵作為水泥六價(jià)鉻還原劑的主要瓶頸在于FeSO4·7H2O含水量高, 易黏聚, 流動(dòng)性差, 增加了儲(chǔ)存及計(jì)量的難度。市面銷售的烘干硫酸亞鐵, 失去部分結(jié)晶水, 價(jià)格為FeSO4·7H2O的4～6倍。考慮成本因素, 通過實(shí)驗(yàn)論證了為FeSO4·7H2O添加載體的可行性。選取水泥廠常用的超細(xì)石粉、粉煤灰、礦粉分別與FeSO4·7H2O按照1∶1混勻, 流動(dòng)性及結(jié)塊碾壓難度。
根據(jù)FeSO4·7H2O與各載體混合后的物理特性, 選取粉煤灰作為FeSO4·7H2O載體較為合適。粉煤灰含有大量玻璃體, 粉煤灰顆粒呈多孔型蜂窩狀組織, 比表面積較大, 具有較高的吸附活性, 顆粒的粒徑范圍為0.5～300μm。并且珠壁具有多孔結(jié)構(gòu), 孔隙率高達(dá)50%～80%, 有很強(qiáng)的吸水性。從物相上講, 粉煤灰是晶體礦物和非晶體礦物的混合物。其礦物組成的波動(dòng)范圍較大。一般晶體礦物為石英、莫來石、氧化鐵、氧化鎂、生石灰及無水石膏等, 非晶體礦物為玻璃體、無定形碳和次生褐鐵礦, 其中玻璃體含量占50%以上。
粉煤灰作為七水硫酸亞鐵載體, 二者混合后作為水泥六價(jià)鉻還原劑的工藝流程可以參考粉體助磨劑的制備、儲(chǔ)存、計(jì)量、添加等工藝環(huán)節(jié)。
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