利用鋁渣生產(chǎn)復(fù)合水泥的成功實(shí)踐
2005-07-27 00:00
鋁渣是生產(chǎn)凈水劑硫酸鋁而產(chǎn)生的廢渣，經(jīng)調(diào)查其生產(chǎn)過程中排放的廢渣質(zhì)量基本上能滿足水泥生產(chǎn)需要，經(jīng)過試驗(yàn)研究和進(jìn)行短期、長期環(huán)保觀察，用這種材料生產(chǎn)的水泥不僅符合國家混合材摻量要求，而且對人體無害?；茨咸胤N水泥有限責(zé)任公司于2003年嘗試用鋁渣配料磨制復(fù)合水泥，獲得了成功，到2004年4月份正式投產(chǎn)以來，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。這不僅解決了復(fù)合水泥早強(qiáng)低的弱點(diǎn)，同時(shí)提高了混合材摻量,降低了生產(chǎn)成本，也為變廢為寶走出了一條成功的實(shí)踐之路。
1 原料
熟料選用淮南特種水泥有限責(zé)任公司旋窯生產(chǎn)的硅酸鹽熟料，礦渣選用合鋼礦渣，粉煤灰選用淮南平圩電廠普通灰，石膏選用定遠(yuǎn)縣石膏礦生產(chǎn)的二水石膏，鋁渣選用淮南市淮化集團(tuán)的廢渣。原料的化學(xué)全分析見表1。
從表1可見鋁渣的化學(xué)成分適合加入水泥中但量不宜太大，因?yàn)槠錈Я看蟆?
2 實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果分析
2.1 確定配比試驗(yàn)
為了確定配比，在?準(zhǔn)500mm×500mm的實(shí)驗(yàn)小磨中將原料分別粉磨25分鐘，粉磨到比表面積為350m2/kg然后做對比試驗(yàn)，篩選八組具有代表性的試驗(yàn)配比加以分析列于表２。對以上八組配比做水泥物理檢驗(yàn)，結(jié)果見表3。
2.2 結(jié)果分析
從配比試驗(yàn)分析可見A8的配比不可取，因?yàn)樗霈F(xiàn)急凝現(xiàn)象。其他各組和A2不加鋁渣相比可見：A5和A6加鋁渣8%～10%時(shí)，水泥早期強(qiáng)度和28天抗壓強(qiáng)度都比Ａ２高。而且經(jīng)過對比篩選后綜合分析得知：A5和A6鋁渣摻量為8%～10%時(shí)，強(qiáng)度提高，熟料用量也減少，這是關(guān)鍵所在。為該廠取得了良好經(jīng)濟(jì)效益。
2.3 耐輻射性能
水泥固化體長期受到廢物摻劑的照射，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度若發(fā)生變化，也會(huì)直接關(guān)系到固化體的安全性。資料表明，傳統(tǒng)硅酸鹽水泥膠凝材料隨輻射劑量的增加，強(qiáng)度下降。由表4可知?jiǎng)┝柯蕿?.2×103Gy/h，鋁渣復(fù)合水泥在試驗(yàn)劑量范圍內(nèi)，強(qiáng)度隨吸收劑量的增加而下降，但幅度不大，固化體平均吸收劑量達(dá)15.6kGy（相當(dāng)于每克固化體含0.23克濃度為4.12×105Bq.L-1的廢水照射100年的劑量）時(shí)，強(qiáng)度比為0.982，平均強(qiáng)度達(dá)87.3MPa。輻射劑量對強(qiáng)度的影響見表4。
2.4 抗硫酸鹽性能
放射性廢物固化于固體介質(zhì)中，再經(jīng)過地下深層埋藏，多重隔離屏障等處置手段，使固化體中的核元素不能泄漏到生物圈中，因而固化體將長期和地下水相接觸，地下水中的一些化學(xué)物質(zhì)如SO42-、H+等對水泥固化體具有侵蝕作用，尤其是SO42-的侵蝕最為嚴(yán)重。經(jīng)測定，鋁渣復(fù)合水泥抗蝕系數(shù)為0.97，而硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥的抗蝕系數(shù)一般在0.20～0.95之間。可見，鋁渣復(fù)合水泥的抗硫酸鹽性能優(yōu)于多數(shù)硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。
3 經(jīng)濟(jì)效益分析
……
1 原料
熟料選用淮南特種水泥有限責(zé)任公司旋窯生產(chǎn)的硅酸鹽熟料，礦渣選用合鋼礦渣，粉煤灰選用淮南平圩電廠普通灰，石膏選用定遠(yuǎn)縣石膏礦生產(chǎn)的二水石膏，鋁渣選用淮南市淮化集團(tuán)的廢渣。原料的化學(xué)全分析見表1。
從表1可見鋁渣的化學(xué)成分適合加入水泥中但量不宜太大，因?yàn)槠錈Я看蟆?
2 實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果分析
2.1 確定配比試驗(yàn)
為了確定配比，在?準(zhǔn)500mm×500mm的實(shí)驗(yàn)小磨中將原料分別粉磨25分鐘，粉磨到比表面積為350m2/kg然后做對比試驗(yàn)，篩選八組具有代表性的試驗(yàn)配比加以分析列于表２。對以上八組配比做水泥物理檢驗(yàn)，結(jié)果見表3。
2.2 結(jié)果分析
從配比試驗(yàn)分析可見A8的配比不可取，因?yàn)樗霈F(xiàn)急凝現(xiàn)象。其他各組和A2不加鋁渣相比可見：A5和A6加鋁渣8%～10%時(shí)，水泥早期強(qiáng)度和28天抗壓強(qiáng)度都比Ａ２高。而且經(jīng)過對比篩選后綜合分析得知：A5和A6鋁渣摻量為8%～10%時(shí)，強(qiáng)度提高，熟料用量也減少，這是關(guān)鍵所在。為該廠取得了良好經(jīng)濟(jì)效益。
2.3 耐輻射性能
水泥固化體長期受到廢物摻劑的照射，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度若發(fā)生變化，也會(huì)直接關(guān)系到固化體的安全性。資料表明，傳統(tǒng)硅酸鹽水泥膠凝材料隨輻射劑量的增加，強(qiáng)度下降。由表4可知?jiǎng)┝柯蕿?.2×103Gy/h，鋁渣復(fù)合水泥在試驗(yàn)劑量范圍內(nèi)，強(qiáng)度隨吸收劑量的增加而下降，但幅度不大，固化體平均吸收劑量達(dá)15.6kGy（相當(dāng)于每克固化體含0.23克濃度為4.12×105Bq.L-1的廢水照射100年的劑量）時(shí)，強(qiáng)度比為0.982，平均強(qiáng)度達(dá)87.3MPa。輻射劑量對強(qiáng)度的影響見表4。
2.4 抗硫酸鹽性能
放射性廢物固化于固體介質(zhì)中，再經(jīng)過地下深層埋藏，多重隔離屏障等處置手段，使固化體中的核元素不能泄漏到生物圈中，因而固化體將長期和地下水相接觸，地下水中的一些化學(xué)物質(zhì)如SO42-、H+等對水泥固化體具有侵蝕作用，尤其是SO42-的侵蝕最為嚴(yán)重。經(jīng)測定，鋁渣復(fù)合水泥抗蝕系數(shù)為0.97，而硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥的抗蝕系數(shù)一般在0.20～0.95之間。可見，鋁渣復(fù)合水泥的抗硫酸鹽性能優(yōu)于多數(shù)硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。
3 經(jīng)濟(jì)效益分析
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摘自《中國水泥》2004年 12月號(hào)
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