利用電石工業(yè)廢渣與風(fēng)積沙生產(chǎn)生態(tài)水泥

我公司是電石生產(chǎn)及深加工的大型企業(yè)，擁有國內(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t，不但給周邊地區(qū)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(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，氣體及物料停留時間長，窯內(nèi)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(zhì)部分可替代部分燃煤。2000年底，公司年產(chǎn)20萬t生態(tài)水泥生產(chǎn)線建成投產(chǎn)，使我公司化工廢渣實現(xiàn)“零”排放。投產(chǎn)1年多，經(jīng)濟效益、社會效益十分顯著。2001年，該項目獲自治區(qū)科技進步二等獎，最近被評為國家重點環(huán)境保護實用技術(shù)。

1　我公司工業(yè)廢渣種類及特點

1)廢石灰石。我公司有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。

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。
　　

3)氰胺渣。其形成過程見圖1。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。
　　

　　圖1　氰胺渣形成過程

　　由此看出，上述工業(yè)廢渣成分主要是CaCO₃、CaO等含鈣物質(zhì)。在整個生產(chǎn)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(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。

2　原料配比及生產(chǎn)工藝特點

　　
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、燃煤灰和鐵粉補充調(diào)整。其化學(xué)成分見表2。

　　通過試驗，確定了熟料的率值:KH 0.90±0.02；n 2.1～2.4；P 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。

2.2　生產(chǎn)工藝特點
　　在工藝方案的設(shè)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(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(yè)揚灰問題。氰胺渣不用細(xì)磨，只須在淘砂池淘去濾砂，經(jīng)管道泵打入料漿庫即可。濾砂是一種特制的石灰石質(zhì)砂，粒度在0.2～4mm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(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。

4　污染物檢測

　　
4.1　對水泥產(chǎn)品檢測
　　

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)檢站以及國家建筑材料工業(yè)放射性監(jiān)督檢驗測試中心都對大榮牌生態(tài)水泥進行了檢測，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
　　石嘴山市環(huán)保監(jiān)測站對煙囪排放的廢氣進行了檢測，各項指標(biāo)符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果見表6。

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，又有效地保護了環(huán)境，保證了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。