水泥窯用堿性耐火材料無鉻化的技術(shù)進(jìn)展

從20世紀(jì)50年代初開始，鎂鉻質(zhì)耐火材料用于水泥回轉(zhuǎn)窯高溫帶，60年代又開發(fā)出直接結(jié)合鎂鉻磚，具有更優(yōu)良的性能，已成為大型水泥回轉(zhuǎn)窯高溫帶使用的主導(dǎo)材料。
　　進(jìn)入80年代以后，含鉻耐火材料造成“鉻公害”問題，提到了議事日程。研究認(rèn)為，三價鉻的金屬氧化物，在高溫下與物料中的堿鹽起反應(yīng)，形成六價鉻的化合物，這種六價鉻化合物是水溶性的致癌物質(zhì)，污染環(huán)境。因此，必須尋求用無鉻堿性磚來替代含鉻堿性磚。
1　“鉻公害”問題
在水泥回轉(zhuǎn)窯使用后的鎂鉻磚殘磚中，Cr6+含量約為0.1%～0.5%，平均為0.3%，其主
要有害物質(zhì)為K₂CrO₄。
　　一般認(rèn)為，Cr2O72-比CrO42-有更大的危害性。在一定條件下，鉻酸根CrO42-（黃色）和重鉻酸根Cr2O72-（橙紅色）是可以互相轉(zhuǎn)換的。
　　在酸性條件下　2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O
　　在堿性條件下　Cr2O72-+2OH-=2CrO42-+H2O
　　在鎂鉻磚殘磚中，有MgO存在，水溶液呈弱堿性，一般不容易出現(xiàn)K2Cr2O7。
　　我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB-3838-88，在地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中對Cr6+的含量有明確規(guī)定,見表1。
　　K₂Cr₂O₄是一種弱氧化性化合物，化學(xué)穩(wěn)定性較高，溶入環(huán)境水后很難再被還原成無毒的三價鉻，在許多場合這些含Cr6+化合物將穩(wěn)定存在于自然界，對環(huán)境造成長期的污染，這種危害是持續(xù)性的，是非常嚴(yán)重的。
　　隨著ISO14000和各種有關(guān)環(huán)境安全法規(guī)的制定和實施，對水泥窯內(nèi)襯無鉻化的要求更加迫切了。
2　水泥回轉(zhuǎn)窯耐火材料的要求
大型水泥回轉(zhuǎn)窯各段帶對磚的要求及使用損毀主要原因,見表2。
　　到現(xiàn)在為止，大型水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯還離不開鎂鉻磚，因為鎂鉻磚有好的抗侵蝕性，抗熱震性和容易掛窯皮。而鎂尖晶石磚有好的組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，抗侵蝕性和抗熱震性，常被用于冷卻帶和過渡帶。
3　水泥回轉(zhuǎn)窯堿性磚無鉻化進(jìn)程
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摘自《中國水泥》2004年 10月號