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北科大新闻网-4166.com:中国环境报:水泥生产中

2019-11-17 10:25

科技部“2009年度科研院所技术开发研究专项资金”预算评审工作已经结束,武汉材料保护研究所申报的“镁及其合金环保型转化膜技术开发”项目通过了科技部组织的专家论证,获得科研院所技术开发研究专项资金支持。该项目将开展镁及其合金环保转化膜技术研究开发,研制出具有自主知识产权的无铬环保型氧化剂产品及其配套工艺与技术。此举打破了发达国家的技术壁垒和市场垄断,技术指标能够达到国外同类产品的先进水平,产品生产成本大大降低,为更多企业赢得参与国际市场竞争的主动权。目前我国镁及其合金氧化处理技术,主要采用含六价铬,磷酸盐等工艺,污染环境,同时膜层耐蚀性还不能满足要求,限制了镁合金的使用范围。本项工艺的开发成功,将填补国内空白,真正成为六价铬工艺的替代技术,达到环保无污染,大大减轻废水处理的压力。

来源:中国环境报 时间:2011-2-23

用什么替代材料最合适?

淄博市鲁中耐火材料有限公司负责人介绍,截至2010年10月20日,用于鲁中水泥6000吨/日生产线镁铁铝尖晶石砖已使用了13个月,筒体温度仍然稳定在240℃~260℃,预计还可应用4~6个月,使用寿命高于镁铬砖,可完全实现回转窑烧成带无铬化。

水泥回转窑高温带自上世纪60年代中期就开始使用直接结合镁铬砖。中国水泥协会秘书长孔祥忠介绍说,镁铬砖使用的铬铁矿具有提高抗热震性、抗侵蚀性、挂窑皮性、高温强度、降低导热系数等诸多优点。一方面,氧化铬的诸多优点很难被其他氧化物完全替代,另一方面,铬铁矿的价格又很低廉,若不考虑环保因素,镁铬砖是一种性价比很高的材料,企业自然会选用。

但是,由于镁铬砖在水泥生产过程中产生大量高致癌性的水溶性六价铬,严重污染水源和土壤,所以世界上大多数国家或地区已禁止将镁铬砖用于回转窑烧成带。

陈俊红介绍说,水泥中六价铬的来源主要有3个:原燃料、镍铬合金和镁铬砖。其中,原料中的铬含量较低,据计算,由原料引入到水泥中的总铬含量为1.585ppm,其中三价铬为0.97ppm,六价铬为0.615ppm。因此,即使原料中的铬全部转化为六价铬,也不会超过欧盟标准。而国内水泥中的六价铬含量一般为10~30ppm,说明由原料引入的六价铬仅仅是很小的一部分,大部分是由生产工艺环节引进来的。

责编:郭瑾

8年攻关,水泥无铬形成产业化

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据了解,降低或避免六价铬污染目前主要有3种方式,即通过耐火材料产品的低铬化、六价铬的抑制及材料无铬化。

据了解,悬浮预热技术在水泥工业上的应用始于德国,为充分利用水泥生产过程中的余热,德国洪堡公司于上世纪50年代以出窑高温废气为载热介质,在窑尾安装悬浮预热器实现对水泥生料的预热,并首先应用于回转窑上,使原湿法窑的单位热耗大幅下降,开创了悬浮预热技术在水泥工业上的应用。其中,预热器内筒对提高整个系统的余热率非常关键,关系到整个体系的安全运转和能耗。到目前为止,内筒仍然是以镍铬耐热合金钢为主。

预热器内筒问题已经解决,烧成带耐火材料的改进成了推动水泥无铬化进程的关键课题。

面对诸多问题,淄博市鲁中耐火材料有限公司2003年初决定进行科研攻关,自行开发一种性能优于镁铬砖、不会产生铬污染、长寿耐用的镁铁铝尖晶石砖。

陈俊红告诉记者,目前,我国水泥行业每年拆除的镁铬砖残砖有10~15万吨,其中的六价铬含量若以0.3%计算,六价铬排放总量达300吨之多。国家规定,饮用水中六价铬含量要小于0.05mg/L,如欲将每年排放的六价铬稀释至可饮用标准,至少需要50亿吨净水。据了解,目前,用后的废镁铬砖基本上没有被利用起来,或集中堆放,或加入到水泥熟料中。

在日前召开的镁铁铝尖晶石砖开发及其应用项目鉴定会上,来自中国硅酸盐学会、中国水泥协会、中国建材院、冀东水泥公司、合肥水泥研究院、郑州大学、河南科技大学等单位的专家组成专家组对此项目进行鉴定。结果显示,镁铁铝尖晶石砖采用控制气氛和反应温度的烧结工艺,合成出了纯相铁铝尖晶石原料,拥有自主知识产权。以开发的铁铝尖晶石为原料,研制出方镁石-铁铝尖晶石砖,具有挂窑皮性能好、抗剥落、导热系数较低的特点,完全避免了六价铬的污染,且使用寿命长。这一成果对推动新型干法水泥窑节能减排和消除六价铬污染与耐火材料科技进步意义重大。

如何避开奥镁公司的专利壁垒?如何强化镁铁铝尖晶石砖在烧成带之间的窑皮形成能力?

而随着预热器内筒的蚀损,合金钢中的铬元素进入到水泥中形成铬污染。经过多年的研究探索,第一套碳化硅陶瓷内筒已在2007年研制成功。数据显示,此项技术如在全国水泥行业利用,则每年可节省150~200万吨标煤,每年少排放450~600万吨二氧化碳,减少2800~3600吨铬进入水泥熟料。

据陈俊红介绍,这一项目历时8年,项目组先后经过两百余个对比性试验才取得最后的成功,研究过程中投资近千万元。

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