利用硫酸亞鐵降低水泥中六價(jià)鉻離子

黃 東

(長(zhǎng)壽西南水泥有限公司 )

我國(guó)鈦白粉產(chǎn)量大約在250萬(wàn)噸，據(jù)統(tǒng)計(jì), 每生產(chǎn) 1 t 鈦白粉約產(chǎn)生 3～4噸FeSO4·7H2O。在國(guó)內(nèi)，除少量綜合利用外，絕大多數(shù)直接作廢品處理，不僅浪費(fèi)資源，而且污染環(huán)境，因此硫酸亞鐵的利用成了一大難題。

水泥中水溶性六價(jià)鉻溶解度高,當(dāng)水泥加水?dāng)嚢韬?水溶性六價(jià)鉻迅速溶出；六價(jià)鉻具有強(qiáng)氧化作用,可以透過(guò)細(xì)胞膜,當(dāng)裸露的皮膚長(zhǎng)期接觸水泥中可溶性的六價(jià)鉻時(shí)；會(huì)使操作工人發(fā)生過(guò)敏性接觸皮炎甚至誘發(fā)癌變。水泥中六價(jià)鉻的量越高,發(fā)生過(guò)敏性皮炎之間的機(jī)率越大,引起皮膚潰瘍,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致失去勞動(dòng)力；含可溶性六價(jià)鉻的新拌混凝土當(dāng)與地下水接觸時(shí),會(huì)污染地下水源（1）。GB31893-2015《水泥中水溶性鉻（Ⅵ）的限量及測(cè)定方法》中規(guī)定水泥中水溶性鉻（Ⅵ）含量不得大于10.00mg/kg。

現(xiàn)在可行的辦法是將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻離子，雖然三價(jià)鉻和六價(jià)鉻對(duì)人體健康都有害。一般認(rèn)為六價(jià)鉻的毒性要比三價(jià)鉻高100倍, 六價(jià)鉻易溶于水, 很容易為人體吸收, 可在體內(nèi)蓄積。而三價(jià)鉻不溶于水, 可吸附在固體物質(zhì)上而存在于沉積物中, 因此水泥可溶性六價(jià)鉻的降鉻措施就是利用利用六價(jià)鉻的強(qiáng)氧化作用, 加入還原劑將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻。鈦白粉廠(chǎng)工業(yè)廢渣硫酸亞鐵是種較好的還原劑。

我們對(duì)鈦白粉廠(chǎng)的硫酸亞鐵取樣進(jìn)行分析，結(jié)果如下：

物料名稱(chēng) 外水 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O FeSO4·H2O 12.1 19.98 0.51 1.97 27.77 0.00 2.90 45.53 0.18 0.11 FeSO4·7H2O 23.2 34.91 0.00 0.84 28.71 0.00 0.40 33.65 0.15 0.10

我公司取某品牌水泥，一個(gè)為空白樣，一個(gè)加入0.5%的硫酸亞鐵，送水泥質(zhì)檢站進(jìn)行測(cè)量，其中空白樣 Cr6+為 38.51ppm，加入硫酸亞鐵水泥 Cr6+為 7.83ppm,證明硫酸亞鐵還原水泥中Cr6+有效。

硫酸亞鐵的加入對(duì)水泥物理性能的影響。硫酸亞鐵同時(shí)也是一種水泥緩凝劑，我們分別用硫酸亞鐵和脫硫石膏做緩凝劑，取相同熟料做小磨試驗(yàn)，測(cè)量物理性能，試驗(yàn)結(jié)果如下：

緩凝劑名稱(chēng) 細(xì)度 初凝 終凝凝結(jié)時(shí)間 抗折 抗壓標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量 3天 28天 3天 28天 Loss SO3 MgO Cl- CaO FeSO4·7H2O 11.6 120 178 142 6.5 7.9 33.7 51.2 3.51 2.62 1.48 0.034 61.75 FeSO4·H2O 11.2 120 175 138 6.6 8.1 34.0 51.8 3.45 2.43 1.43 0.033 62.86脫硫石膏 10.5 140 198 134 6.4 8.1 32.2 50.4 3.33 2.57 1.45 0.034 62.58

如硫酸亞鐵用作緩凝劑，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量增加，初凝時(shí)間、終凝時(shí)間均縮短20分鐘，28天強(qiáng)度大約上升1MPa。

水泥中硫酸亞鐵的加入對(duì)聚羧酸減水劑適應(yīng)性的影響。以我公司普通42.5等級(jí)水泥為基準(zhǔn)樣，相同混凝土配合比情況下，減水劑摻量為2.0%，測(cè)量不同硫酸亞鐵摻量下混凝土坍落度，結(jié)果如下：

以上試驗(yàn)表明：鈦白粉廠(chǎng)工業(yè)廢渣硫酸亞鐵還原水泥中Cr6+可行，可替代石膏作水泥緩凝劑，水泥中摻量小于等于0.5%，對(duì)聚羧酸減水劑適應(yīng)性影響較小。我公司從2017年12月開(kāi)始在32.5等級(jí)水泥中摻入0.5%的FeSO4·H2O，市場(chǎng)無(wú)不良反映。

水泥中硫酸亞鐵摻量 初始坍落度 1小時(shí)后坍落度0% 225mm 210mm 0.2% 225mm 210mm 0.5% 220mm 205mm 1.0% 210mm 190mm 1.5% 185mm 160mm

[1]《水泥中水溶性六價(jià)鉻離子的來(lái)源、控制與還原技術(shù)》 邱玉奎