摘要:
寧夏大榮集團公司公司是電石生產及深加工的大型企業，擁有國內最大的電石氮化爐生產線。公司每年需排放工業廢渣超過10萬t，不但給周邊地區造成污染，而且每年還要付出上百萬元治污費。如何使這些廢渣無害化和資源化，以保證企業的可持續發展，一直是公司急需解決的課題。在大量研究國內外資料后我們認為：用水泥回轉窯處理我廠廢渣是最理想的方案。首先是回轉窯焚燒溫度高，氣體及物料停留時間長，窯內高溫氣體湍流強烈，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，碳質部分可替代部分燃煤。2000年底，公司年產20萬t生態水泥生產線建成投產，使我公司化工廢渣實現“零”排放。投產1年多，經濟效益、社會效益十分顯著。2001年該項目獲自治區科技進步二等獎，最近被評為國家重點環境保護實用技術。?
1．工業廢渣種類及特點
1.1廢石灰石
寧夏大榮集團公司公司有3座豎式連續混燒石灰窯，每天煅燒石灰石數百噸。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
燒熟的白灰到達窯底后通過開啟窯底轉盤和中間倉落到鏈板機上(上有吸塵裝置)，將個別生燒、過燒塊選出，其余順皮帶機進入滾齒破碎機被軋成45mm以下的碎塊。并進入灰倉上部滾動篩，篩出粉狀灰。符合粒度的進入電石白灰倉，篩下部分貯于粉狀倉。
1.3．氰胺渣
氰胺渣呈黑色，細粉狀，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，污染最嚴重的廢渣。但氰胺類產品與劇毒的氰化物結構及性質完全不同，如氰胺化鈣是一種堿性氮肥。
由此看出，上述工業廢渣成分主要是CaCO3、CaO等含鈣物質。在整個生產過程中除使用了焦碳、氮氣及少量螢石作催化劑外，沒有任何重金屬元素及放射性物質混入。因此，用其作水泥原料是安全、可行的。廢渣化學成分見表1。?
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名稱 |
燒失量 |
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
C |
氰胺 |
|
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．原料配比及生產工藝特點?
??? 2.1．原料配比
??? 用本廠廢渣作鈣質原料，用廠區附近的風積沙(是鄰近沙漠刮來)作硅質原料，鐵鋁不足部分用煤矸石、燃煤灰和鐵粉補充調整。其化學成分見表2。
表2風積沙、鐵粉、燃煤灰、煤矸石的化學成分(%)
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名稱 |
燒失量 |
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
|
風積沙 |
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，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(%)??
|
廢石灰石 |
廢白灰 |
風積沙 |
鐵粉 |
煤矸石 |
|
68.70 |
10.25 |
15.88 |
3.27 |
1.90 |
2.2．生產工藝特點
??? 在工藝方案的設計和選取上我們堅持和突出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，爭取使本廠廢渣實現“零”排放。
??? (2)在處置使用廢渣、廢棄物中不產生二次污染。
??? (3)整個生產工藝，尤其是本廠廢渣的使用必須是完全循環回收，盡量采用封閉系統。
??? (4)保證所產水泥質量，使其能用于各類工程。
??? 圖2是我廠電石產品深加工聯產20萬t生態水泥工藝流程示意圖，可以看出，石灰石、煤矸石經粗碎后同風積沙、鐵粉分別進入原料倉。廢白灰從粉狀倉直接配料進磨，避免了露天堆放和作業揚灰問題。氰胺渣不用細磨，只須在淘砂池淘去濾砂，經管道泵打入料漿庫即可。濾砂是一種特制的石灰石質砂，粒度在0.2mm～4mm之間，用它過濾，可以保證氰胺的純度。淘出粗砂再經原料磨細磨，作為水泥原料。回轉窯度。淘出粗砂再經原料磨細磨，作為水泥原料。回轉窯尾安裝了1臺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
??? 4.1．對水泥產品檢測
在高溫、富氧燒制過程中，氰胺渣內殘余碳及氰胺類物質均已燃燒或分解。自治區環保局、建材質檢站、化工產品質檢站以及國家建筑材料工業放射性監督檢驗測試中心都對大榮牌生態水泥進行了檢測，結果是：
??? (1)水泥中沒有重金屬及氰胺化物檢出。
??? (2)所送樣品檢驗結果符合GB6763-2000〈建筑材料產品及建材用工業廢渣放射性物質控制要求〉的要求。其使用范圍不受限制。?
4.2．煙囪排放廢氣監測
石嘴山市環保監測站對煙囪排放的廢氣進行了檢測，各項指標符合國家有關標準，其結果見表6。
表6對煙囪排放廢氣監測結果
|
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．結論
利用電石工業廢渣和風積沙、煤矸石等廢棄物生產生態水泥在經濟上是合理的，在技術上是可行的。它成功地解決了困擾企業發展的污染問題。既變廢為寶，充分利用了資源，又有效地保護了環境，保證了企業的可持續發展。
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【作者:朱福印】