水泥窯Pb等重金屬的逸放污染及防治研究.pdf

1、目前水泥生產越來越廣泛地利用各種廢棄物，從而也引入了較多的重金屬等組分。如在水泥生產中推廣應用多年的螢石鉛鋅尾礦廢渣礦化劑，雖然有提高水泥熟料產質量的效果，但其Pb等重金屬的逸放污染的問題卻被忽視。本論文利用AAS、XRD、化學萃取等分析方法對煅燒水泥熟料過程中Pb等重金屬的逸放污染及其防治進行了研究。已取得如下研究結果： 對煅燒水泥熟料過程中Pb等重金屬逸放率的研究表明，在實驗電爐1400℃靜置煅燒的條件下，Hg絕大部分會逸

2、放；當Pb、Cd、Zn和Cu的摻量為0.05﹪時，其逸放率分別為：Pb為94.50﹪，Cd為96.62﹪，Zn為43.61﹪，Cu為36.03﹪；當WO3含量小于O.1﹪時，絕大部分的鎢存留于熟料中。Pb、Cd的揮發(fā)性較高，Zn和Cu也具有相當的揮發(fā)性，把Zn、Cu與鎢一并稱為不揮發(fā)類重金屬元素是不適當的。 立窯、濕法回轉窯及新型干法窯三種類型水泥窯Pb重金屬逸放規(guī)律的研究表明，無論何種水泥窯，Hg的逸放率均很高，為89﹪～9

3、6﹪。而Pb、Cd、Zn和Cu在不同類型水泥窯中其逸放率有明顯差別：立窯因使用螢石礦化劑及生料球對煙氣中Pb、Cd、Zn和Cu的冷凝黏附較少，其逸放率較高，Pb和Cd為84﹪～90﹪，Zn和Cu為36﹪～47﹪；濕法回轉窯次之；而在新型干法窯中，由于煙氣中相當部分的Pb、Cd、Zn和Cu會冷凝黏附在預熱器的熱生料中，故其逸放率較低，Pb和Cd為39﹪～57﹪，Zn和Cu為15﹪～27﹪。從環(huán)保的角度也須淘汰立窯，大力發(fā)展新型干法窯。

4、 使用Pb、Cd含量較高原料生產水泥3～5年的水泥窯，其附近土壤及職工已受到不同程度的危害。位于下風向500m處土壤中Hg、Pb、Cd的含量為下風向2000m處和上方向1000m處土壤中的含量的2～3倍；這些企業(yè)職工頭發(fā)中Pb含量也超過正常情況頭發(fā)中Pb含量的上限。使用螢石和鉛鋅尾礦廢渣復合礦化劑的水泥窯重金屬污染尤其嚴重。 對窯灰中Pb等重金屬富集情況的研究表明，Pb等重金屬在窯灰中含量明顯高于其入窯物料中的含量，且逸

5、放率越高，越易于在窯灰中富集；窯灰中細顆粒的重金屬含量高于粗顆粒。使用高效的除塵設備，不僅可減少粉塵的污染，還可減少Pb等重金屬的逸放。 Pb等重金屬的振蕩溶出試驗表明，把Pb等重金屬含量較高的窯灰用作水泥混合材既可使Pb等重金屬被固封于水泥混凝土中，其浸出溶液Pb、Cd的濃度遠低于美國TCLP試驗中規(guī)定的極限濃度，又能減少因窯灰循環(huán)入窯而導致Pb等重金屬的再次逸放。 硫、磷對Pb、Cd的逸放有一定的抑制作用；而氟、

6、氯會促進Pb等重金屬的逸放。在實驗電爐中1400℃靜置煅燒水泥熟料時，當氟含量從0.03﹪增加到0.45﹪，Pb的逸放率由約80﹪增高到約98﹪，Cd的逸放率由約67﹪增高到約97﹪，Zn的逸放率由約32﹪增高到約64﹪，Cu的逸放率由約28﹪增高到約55﹪。使用螢石和鉛鋅尾礦廢渣復合礦化劑會加劇水泥窯氟化物及重金屬的污染。 Pb和Cd在1000℃以上開始加速逸放，隨著溫度升高及含量增加，其逸放率增大，控制入窯物料中其含量及煅

7、燒溫度，有利于減少Pb、Cd的逸放。Pb和Cd以不同的化合物形式存在時，其逸放率會有差別。Pb的逸放率為：PbCl2＞PbO＞PbS；Cd的逸放率為：CdCl2＞CdO。 生料中WO3的含量為1×10<'-6>～6×10<'-4>時，鎢不會逸放污染環(huán)境，且有利于改善生料易燒性及阿利特的形成，可成為環(huán)保型的礦化劑。利用鎢尾礦作生產水泥熟料的原料，不摻或少摻螢石，既減輕氟對Pb、Cd逸放的促進作用，又改善生料的易燒性，降低煅燒溫度