用雙氰胺生產(chǎn)外排固體廢棄物黑渣煅燒水泥熟料試驗(yàn)

　　摘要：該文對(duì)雙氰胺生產(chǎn)后的固體廢棄物黑渣，按不同比例取代石灰石進(jìn)行了煅燒水泥熟料試驗(yàn)研究，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證此黑渣可以部分或全部代替石灰石煅燒水泥熟料，為黑渣減少環(huán)境污染、加大黑渣綜合利用、提高石灰石資源的循環(huán)利用效率提供了有力的技術(shù)支持。

　　0  引 言

　　雙氰胺作為中間體，不僅應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、印染、潤(rùn)滑劑、固化劑等行業(yè)，也可用于農(nóng)業(yè)制肥等行業(yè)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)電石深加工行業(yè)雙氰胺生產(chǎn)廠家達(dá)40余家，寧夏石嘴山地區(qū)尤為集中大量的雙氰胺生產(chǎn)廠家，年排放大量的廢棄物黑渣，不僅占用了土地，而且由于石嘴山地區(qū)，常年氣候干燥，靜風(fēng)頻率低、風(fēng)力大、風(fēng)季長(zhǎng)，再加上黑渣粒度細(xì)、容易產(chǎn)生飛揚(yáng)，嚴(yán)重污染環(huán)境。目前傳統(tǒng)處理黑渣的方法就是填埋，不僅污染環(huán)境，而且造成資源嚴(yán)重浪費(fèi)。為了減少黑渣對(duì)環(huán)境污染，提高資源綜合利用效率，綜合利用雙氰胺生產(chǎn)外排固體廢棄物黑渣已迫在眉睫，公司計(jì)劃將其應(yīng)用于煅燒水泥熟料。

　　1  黑渣物理性質(zhì)

　?。?）黑渣的產(chǎn)生

　　黑渣是用電石法生產(chǎn)雙氰胺過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣，其產(chǎn)生過(guò)程如下：

     ①氰胺化鈣（石灰氮）水解

　?、谇璋坊}脫鈣

　　（2）物理性質(zhì)

　　由上述黑渣的產(chǎn)生過(guò)程可以看出，黑渣主要成分為碳酸鈣，由于在生產(chǎn)石灰氮的過(guò)程中，原料電石中含有碳顆粒而呈現(xiàn)黑色，由于在脫鈣過(guò)程中生成的CaCO₃表面帶有負(fù)電性，顆粒尺寸已達(dá)到粘土級(jí)大小，所以吸附性大，含水量高，一般含水量在30%左右，細(xì)度200目篩余為6-9%之間，大部分顆粒在0.003-0.078mm之間，比表面積為3600-4500cm²/g，松散容重為445-455Kg/m³,導(dǎo)熱系數(shù)低，是煅燒水泥熟料的極好原料，公司將其用于煅燒水泥熟料，其烘干后成份分析及水分見(jiàn)表1。

　　2  黑渣煅燒水泥熟料

　　由溶出雙氰胺烘干后的黑渣成份分析可知，黑渣中氧化鈣與傳統(tǒng)水泥生產(chǎn)原料石灰石相比，氧化鈣含量比較高，達(dá)到了水泥生產(chǎn)用石灰石的要求，是水泥生產(chǎn)的極好原料，因此采用黑渣、鐵粉、硅石和粉煤灰四組份配料，硅石、鐵粉和粉煤灰均采用公司周邊現(xiàn)有水泥廠生產(chǎn)水泥熟料用硅石、鐵粉和粉煤灰其化學(xué)成份分析見(jiàn)表2，由于是實(shí)驗(yàn)研究不考慮煤灰成份對(duì)煅燒水泥熟料的影響，控制熟料目標(biāo)率值：KH：0.911±0.02、N：2.3±0.1、P：1.5±0.1。

　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：首先將含有30%的水份的黑渣，在105℃的烘箱烘干1小時(shí)，然后與硅石、鐵粉和粉煤灰按比例配料后在成球機(jī)中成球，然后將成球后的物料放入烘箱中于105℃再烘干1小時(shí)。將烘干后的物料放入剛玉坩堝并直接放入已達(dá)到1250℃目標(biāo)溫度的高溫電爐（NWTX-16C）中煅燒50min，在高溫電爐中煅燒出的水泥熟料顏色發(fā)黑，質(zhì)地較密且發(fā)脆，其成份分析、礦物組成分析及強(qiáng)度分析見(jiàn)表3、表4、表5。

　　由以上分析可見(jiàn)，在利用黑渣煅燒水泥熟料的試驗(yàn)中，用黑渣部分或全部代替石灰石，在煅燒溫度、煅燒時(shí)間相同的情況下，煅燒出的水泥熟料fCaO、KH、熟料3天強(qiáng)度、28天強(qiáng)度均能滿足要求，說(shuō)明在黑渣部分或全部代替石灰石煅燒水泥熟料，原料的易燒性較好，煅燒溫度較低，熟料容易煅燒，生產(chǎn)出的熟料晶型發(fā)育良好，熟料強(qiáng)度較高，因此利用黑渣完全可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的水泥熟料。

　　3  黑渣綜合利用計(jì)劃

　　公司建設(shè)的年產(chǎn)2萬(wàn)噸的雙氰胺生產(chǎn)線已建成，部分設(shè)備目前處于聯(lián)動(dòng)試車過(guò)程，由黑渣煅燒水泥熟料試驗(yàn)研究表明，雙氰胺生產(chǎn)后的黑渣能夠部分或全部用于水泥生產(chǎn)，公司計(jì)劃將雙氰胺生產(chǎn)后產(chǎn)生的黑渣全部用于周邊的水泥熟料生產(chǎn)線，目前公司已與周邊水泥熟料生產(chǎn)企業(yè)已簽訂了黑渣綜合利用協(xié)議，從而完成黑渣的綜合利用，以減少對(duì)環(huán)境的污染。

　　4  結(jié) 論

　　由黑渣煅燒水泥熟料的試驗(yàn)可以看出在煅燒溫度、煅燒時(shí)間相同的情況下，隨著黑渣添加量的增加，煅燒出的水泥熟料主要性能指標(biāo)均能滿足要求，根據(jù)對(duì)黑渣作為煅燒水泥熟料原料試驗(yàn)研究，當(dāng)黑渣配料添加量為100%時(shí)煅燒出的水泥熟料28強(qiáng)度抗壓達(dá)到了61.2Mpa，這是現(xiàn)有水泥原料都不及的，黑渣完全可以應(yīng)用于水泥熟料生產(chǎn)，為黑渣減少環(huán)境污染、加大黑渣綜合利用、提高石灰石資源的循環(huán)利用效率提供了有力的技術(shù)支持。