摘要:
寧夏大榮集團(tuán)公司公司是電石生產(chǎn)及深加工的大型企業(yè)，擁有國(guó)內(nèi)最大的電石氮化爐生產(chǎn)線。公司每年需排放工業(yè)廢渣超過10萬(wàn)t，不但給周邊地區(qū)造成污染，而且每年還要付出上百萬(wàn)元治污費(fèi)。如何使這些廢渣無害化和資源化，以保證企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，一直是公司急需解決的課題。在大量研究國(guó)內(nèi)外資料后我們認(rèn)為：用水泥回轉(zhuǎn)窯處理我廠廢渣是最理想的方案。首先是回轉(zhuǎn)窯焚燒溫度高，氣體及物料停留時(shí)間長(zhǎng)，窯內(nèi)高溫氣體湍流強(qiáng)烈，使廢棄物焚燒更徹底，沒有二次污染；其次是這些廢渣可用作水泥原料，碳質(zhì)部分可替代部分燃煤。2000年底，公司年產(chǎn)20萬(wàn)t生態(tài)水泥生產(chǎn)線建成投產(chǎn)，使我公司化工廢渣實(shí)現(xiàn)“零”排放。投產(chǎn)1年多，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益十分顯著。2001年該項(xiàng)目獲自治區(qū)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，最近被評(píng)為國(guó)家重點(diǎn)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)。?
1．工業(yè)廢渣種類及特點(diǎn)
1.1廢石灰石
寧夏大榮集團(tuán)公司公司有3座豎式連續(xù)混燒石灰窯，每天煅燒石灰石數(shù)百噸。凡是直徑小于80mm的碎石或CaCO3含量小于94%的石灰石都被剔除，稱之為廢石灰石。
1.2．廢白灰
燒熟的白灰到達(dá)窯底后通過開啟窯底轉(zhuǎn)盤和中間倉(cāng)落到鏈板機(jī)上(上有吸塵裝置)，將個(gè)別生燒、過燒塊選出，其余順皮帶機(jī)進(jìn)入滾齒破碎機(jī)被軋成45mm以下的碎塊。并進(jìn)入灰倉(cāng)上部滾動(dòng)篩，篩出粉狀灰。符合粒度的進(jìn)入電石白灰倉(cāng)，篩下部分貯于粉狀倉(cāng)。
1.3．氰胺渣
氰胺渣呈黑色，細(xì)粉狀，主要成分是CaCO3，還含有10%左右碳及少量氰胺殘留物。它是公司排放量最大，污染最嚴(yán)重的廢渣。但氰胺類產(chǎn)品與劇毒的氰化物結(jié)構(gòu)及性質(zhì)完全不同，如氰胺化鈣是一種堿性氮肥。
由此看出，上述工業(yè)廢渣成分主要是CaCO3、CaO等含鈣物質(zhì)。在整個(gè)生產(chǎn)過程中除使用了焦碳、氮?dú)饧吧倭课炇鞔呋瘎┩?，沒有任何重金屬元素及放射性物質(zhì)混入。因此，用其作水泥原料是安全、可行的。廢渣化學(xué)成分見表1。?
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名稱 |
燒失量 |
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
C |
氰胺 |
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廢石灰石 |
41.0～43.0 |
2.0～8.0 |
0.1～0.7 |
0.2～0.6 |
49.0～52.5 |
0.5～1.5 |
--- |
--- |
|
廢白灰 |
23.55 |
3.24 |
1.75 |
0.72 |
68.73 |
1.32 |
--- |
--- |
|
氰胺渣 |
45.29 |
5.29 |
1.41 |
0.96 |
0.08 |
43.80 |
9.7～10.2 |
0.13～0.20 |
??? 2．原料配比及生產(chǎn)工藝特點(diǎn)?
??? 2.1．原料配比
??? 用本廠廢渣作鈣質(zhì)原料，用廠區(qū)附近的風(fēng)積沙(是鄰近沙漠刮來)作硅質(zhì)原料，鐵鋁不足部分用煤矸石、燃煤灰和鐵粉補(bǔ)充調(diào)整。其化學(xué)成分見表2。
表2風(fēng)積沙、鐵粉、燃煤灰、煤矸石的化學(xué)成分(%)
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名稱 |
燒失量 |
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
|
風(fēng)積沙 |
2.79 |
76.78 |
10.82 |
3.49 |
0.98 |
1.30 |
|
鐵粉 |
2.88 |
28.19 |
4.62 |
59.20 |
2.22 |
1.52 |
|
燃煤灰 |
--- |
45.60 |
38.20 |
8.86 |
2.80 |
1.43 |
|
煤矸石 |
6.32 |
46.47 |
39.96 |
1.43 |
2.17 |
0.98 |
通過試驗(yàn)，確定熟料的率值：KH=0.90±0.02；．SM=2.1～2.4；?IM=1.2～1.4。
原料的配比方案：白生料漿與氰胺渣的干基比為65.04∶34.96，其中白生料漿的組成見表3。?表3白生料漿的組成(%)??
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廢石灰石 |
廢白灰 |
風(fēng)積沙 |
鐵粉 |
煤矸石 |
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68.70 |
10.25 |
15.88 |
3.27 |
1.90 |
2.2．生產(chǎn)工藝特點(diǎn)
??? 在工藝方案的設(shè)計(jì)和選取上我們堅(jiān)持和突出4條原則：
??? (1)原燃材料盡量多地使用本廠廢渣和廠外廢棄物，爭(zhēng)取使本廠廢渣實(shí)現(xiàn)“零”排放。
??? (2)在處置使用廢渣、廢棄物中不產(chǎn)生二次污染。
??? (3)整個(gè)生產(chǎn)工藝，尤其是本廠廢渣的使用必須是完全循環(huán)回收，盡量采用封閉系統(tǒng)。
??? (4)保證所產(chǎn)水泥質(zhì)量，使其能用于各類工程。
??? 圖2是我廠電石產(chǎn)品深加工聯(lián)產(chǎn)20萬(wàn)t生態(tài)水泥工藝流程示意圖，可以看出，石灰石、煤矸石經(jīng)粗碎后同風(fēng)積沙、鐵粉分別進(jìn)入原料倉(cāng)。廢白灰從粉狀倉(cāng)直接配料進(jìn)磨，避免了露天堆放和作業(yè)揚(yáng)灰問題。氰胺渣不用細(xì)磨，只須在淘砂池淘去濾砂，經(jīng)管道泵打入料漿庫(kù)即可。濾砂是一種特制的石灰石質(zhì)砂，粒度在0.2mm～4mm之間，用它過濾，可以保證氰胺的純度。淘出粗砂再經(jīng)原料磨細(xì)磨，作為水泥原料?；剞D(zhuǎn)窯度。淘出粗砂再經(jīng)原料磨細(xì)磨，作為水泥原料?；剞D(zhuǎn)窯尾安裝了1臺(tái)電除塵器用于窯尾煙塵治理。采用輕度富氧氣氛燒成，減少了CO的生成，使有害物分解更完全。
3．熟料及水泥的物化性能
??? 熟料的化學(xué)成分、率值及礦物組成(見表4)；水泥及熟料物理性能(見表5)。?
表4熟料的化學(xué)成分、率值及礦物組成（略）
表5熟料及出廠水泥物理性能（略）
4．污染物檢測(cè)
??? 4.1．對(duì)水泥產(chǎn)品檢測(cè)
在高溫、富氧燒制過程中，氰胺渣內(nèi)殘余碳及氰胺類物質(zhì)均已燃燒或分解。自治區(qū)環(huán)保局、建材質(zhì)檢站、化工產(chǎn)品質(zhì)檢站以及國(guó)家建筑材料工業(yè)放射性監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心都對(duì)大榮牌生態(tài)水泥進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果是：
??? (1)水泥中沒有重金屬及氰胺化物檢出。
??? (2)所送樣品檢驗(yàn)結(jié)果符合GB6763-2000〈建筑材料產(chǎn)品及建材用工業(yè)廢渣放射性物質(zhì)控制要求〉的要求。其使用范圍不受限制。?
4.2．煙囪排放廢氣監(jiān)測(cè)
石嘴山市環(huán)保監(jiān)測(cè)站對(duì)煙囪排放的廢氣進(jìn)行了檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其結(jié)果見表6。
表6對(duì)煙囪排放廢氣監(jiān)測(cè)結(jié)果
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粉塵(mg/Nm3) |
NH3(mg/Nm3) |
SO2(mg/Nm3) |
氰胺(mg/Nm3) |
CO2(%) |
CO(%) |
|
85.6 |
2.0 |
18.0 |
未檢出 |
17.8 |
1.2 |
5．結(jié)論
利用電石工業(yè)廢渣和風(fēng)積沙、煤矸石等廢棄物生產(chǎn)生態(tài)水泥在經(jīng)濟(jì)上是合理的，在技術(shù)上是可行的。它成功地解決了困擾企業(yè)發(fā)展的污染問題。既變廢為寶，充分利用了資源，又有效地保護(hù)了環(huán)境，保證了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
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【作者:朱福印】
