隨著2016年頒布實施的水泥中水深性鉻的限量及測定方法的規(guī)定，嚴格限制了水泥中水溶性鉻的含量標準要求，使得各大水泥廠家對其質(zhì)量的控制要求大大提高，對其水泥產(chǎn)品中水深性鉻的處理也進一步提高了技術(shù)要求。對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行還原去除。
硫酸亞鐵去除水泥中六價鉻的方法
還原劑法是利用還原劑將可溶性的Cr (Ⅵ) 還原為低毒的三價鉻Cr (Ⅲ) 。結(jié)合水泥的特性, 查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻, 常用的還原劑有硫酸亞鐵、Sn2+鹽、Mn2+鹽、有機醛類還原劑、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)用會造成二次污染。硫酸亞鐵作為水泥可溶性六價鉻還原劑較為合適, 其價格低廉、毒性小 (采取正常的防護措施) 、還原性好等優(yōu)點, 但是其易氧化、結(jié)塊等缺點限制了使用。
摻加0.08%七水硫酸亞鐵后約可使水泥中水溶性六價鉻由10 mg/kg降至4～2 mg/kg;驗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鉻7d, 28d均較1d檢測結(jié)果有所上升, 但上升幅度不高, 仍滿足國標限量要求;磨前摻加還原劑對水泥生產(chǎn)工藝基本無影響;對水泥標準稠度需水量及凝結(jié)時間無較大影響;對水泥強度的影響趨勢不同, 但影響不大;對水泥與外加劑適應(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, 需要通過試驗具體論證。
硫酸亞鐵作為水泥六價鉻還原劑的主要瓶頸在于FeSO4·7H2O含水量高, 易黏聚, 流動性差, 增加了儲存及計量的難度。市面銷售的烘干硫酸亞鐵, 失去部分結(jié)晶水, 價格為FeSO4·7H2O的4～6倍?？紤]成本因素, 通過實驗論證了為FeSO4·7H2O添加載體的可行性。選取水泥廠常用的超細石粉、粉煤灰、礦粉分別與FeSO4·7H2O按照1∶1混勻, 流動性及結(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50%～80%, 有很強的吸水性。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鉻還原劑的工藝流程可以參考粉體助磨劑的制備、儲存、計量、添加等工藝環(huán)節(jié)。
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