水泥窯協(xié)同處置固廢的質(zhì)量控制

李成琦　梁洪超　袁召乾

摘要：通過對(duì)城市污泥、冶礦廢渣、礦山邊角料等固體廢棄物的化學(xué)成分、物理性能、重金屬含量等方面檢測，探討水泥窯如何科學(xué)、合理地處置固體廢棄物，穩(wěn)定水泥熟料質(zhì)量，綜合利用廢棄資源，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)利用水泥窯高溫、分解、燒結(jié)的特點(diǎn)將固廢中的有害物質(zhì)固溶于水泥熟料中，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，踐行央企社會(huì)責(zé)任。

關(guān)鍵詞：固體廢棄物;協(xié)同處置;重金屬;高溫固熔;巖相分析：科學(xué)利用

引言：隨著自然資源供應(yīng)日益緊張、生態(tài)環(huán)保的要求越來越高。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國工業(yè)固體廢物年產(chǎn)生量約33億t，歷史累計(jì)堆存量超過600億t，傳統(tǒng)掩埋固體廢棄物的方式不僅浪費(fèi)了資源，而且對(duì)土壤和地下水均造成嚴(yán)重污染。為解決這一迫切的環(huán)保難題，我們利用固廢的有用成分作為水泥配料原料，利用水泥窯高溫固熔技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)固廢的無害化、減量化處置，不僅節(jié)約了資源，而且保護(hù)了環(huán)境。

1水泥窯協(xié)同處置固廢的工序質(zhì)量控制

通過對(duì)污泥、銅尾礦和熟料的檢測分析，要想獲得穩(wěn)定的水泥熟料質(zhì)量，必須采取一定有效措施，確定科學(xué)、合理地?fù)絻侗壤?，保證窯系統(tǒng)工況穩(wěn)定，維持回轉(zhuǎn)窯穩(wěn)定安全運(yùn)行。

1.1優(yōu)化配料方案

均勻下料是實(shí)現(xiàn)配料指標(biāo)的首要前提。針對(duì)污泥、銅尾礦含水率高，常造成堵料的現(xiàn)有缺陷，在要求源頭企業(yè)加強(qiáng)干化處置的同時(shí)，水泥廠對(duì)配料秤和配料倉進(jìn)行局部改造。配料秤上方增加板喂機(jī)做過度倉，減少了工人清堵頻次，皮帶秤改成鏈板秤，減少了皮帶運(yùn)行中的帶料問題，改善了職場環(huán)境。

有害成分的有效控制是實(shí)現(xiàn)熟料質(zhì)量穩(wěn)定的關(guān)鍵。污泥、銅尾渣都通過增加不同干化劑進(jìn)行預(yù)處理，所以其帶入水泥熟料中的重金屬、氯離子、堿、硫的含量必須高度關(guān)注、加強(qiáng)監(jiān)測，嚴(yán)格控制在國家標(biāo)準(zhǔn)限量范圍內(nèi)。

水泥粉磨階段可通過添加高活性酸性混合材和助磨增強(qiáng)劑等措施提高水泥后期強(qiáng)度的增進(jìn)率。

根據(jù)窯系統(tǒng)的穩(wěn)定情形和熟料質(zhì)量變化狀況，最終確定了水泥窯協(xié)同處置固廢的數(shù)量。

1.2調(diào)整燒成工藝參數(shù)

水泥窯協(xié)同處置固廢后較為明顯的系統(tǒng)變化是物料液相形成早，易結(jié)皮結(jié)塊，操作稍有不慎，極易形成工藝故障。

針對(duì)污泥、銅尾渣含重金屬和微量有害成分的特點(diǎn)，我公司采取了適當(dāng)降低分解爐控制溫度（滿足必要的表觀分解率≥90%）、調(diào)整篦冷機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)速，改善熟料的急冷效果等措施，改善了熟料脆性、易磨性，提高了熟料后期強(qiáng)度。

配料穩(wěn)定是獲取優(yōu)質(zhì)熟料的前提，科學(xué)、合理的燒成制度是關(guān)鍵。當(dāng)原材料發(fā)生重大變化時(shí)，燒成工藝參數(shù)也應(yīng)隨之調(diào)整。依據(jù)固廢含有重金屬可致部分液相提前出現(xiàn)的特點(diǎn)，分解爐出口溫度由之前的870℃調(diào)整至850℃控制，表觀分解率由之前的95%調(diào)整至92%控制。

1.3熟料巖相結(jié)構(gòu)分析

借助無機(jī)材料顯微結(jié)構(gòu)分析，觀察熟料各礦物在不同冷卻制度環(huán)境下的物相結(jié)構(gòu)變化：

一級(jí)熟料顯微結(jié)構(gòu)特征：阿利特約含60%，分布均勻，發(fā)育良好，呈六角板、柱狀，無花環(huán)、環(huán)帶等結(jié)構(gòu)，包裹體少，無成堆小晶體;貝利特少于20%，為圓形顆粒，均勻分布于阿利特之間，具有細(xì)長交叉雙晶紋，無平行雙晶及其他結(jié)構(gòu)，雙晶之間有較亮的白色中間相;游離氧化鈣很少，方鎂石很少，空洞較少;黑色中間相以點(diǎn)滴、點(diǎn)線和小片為主。

慢冷熟料具有礦物晶格大，晶態(tài)不穩(wěn)定，水化活性低，脆性差，易磨性差，3d～7d強(qiáng)度高，28d強(qiáng)度低的特點(diǎn)。因此，在實(shí)際操作中應(yīng)盡可能提高熟料冷卻速率，改善熟料礦物發(fā)育，提高熱回收效率，降低單位能耗，提高熟料后期強(qiáng)度。

2固態(tài)危險(xiǎn)廢物處置過程中的質(zhì)量控制

危險(xiǎn)廢物進(jìn)廠前需了解產(chǎn)廢企業(yè)工藝過程，確定危險(xiǎn)廢物種類、物理性能、化學(xué)成分等基本屬性，并根據(jù)其特性確定需要分析的參數(shù)，提前由危廢處置公司或質(zhì)量控制部派人去產(chǎn)廢企業(yè)取樣做評(píng)估檢測，符合進(jìn)廠控制要求的，通知危廢處置公司生產(chǎn)部可以安排進(jìn)廠計(jì)劃，不符合控制要求的禁止進(jìn)廠。

完成評(píng)估樣品檢驗(yàn)分析后，根據(jù)現(xiàn)場的投加設(shè)施、工藝條件判定是否適宜本企業(yè)水泥窯協(xié)同處置，如確認(rèn)能處置，由危廢處置公司生產(chǎn)部負(fù)責(zé)封裝保存評(píng)估樣品，用于事故和糾紛的調(diào)查，樣品應(yīng)該保存到停止處置該種危險(xiǎn)廢物之后。危廢處置公司提前兩天按質(zhì)量管理部指標(biāo)要求的日處置均值安排日處置計(jì)劃，物料必須是最近評(píng)估過的計(jì)劃內(nèi)物料（評(píng)估時(shí)間超過半年，進(jìn)廠前必須重新評(píng)估）。安排進(jìn)廠計(jì)劃時(shí)須按質(zhì)量管理部下發(fā)的固態(tài)危廢進(jìn)廠控制標(biāo)準(zhǔn)，超出控制范圍的物料嚴(yán)禁進(jìn)廠，以O(shè)A形式發(fā)放至相關(guān)人員。特殊物料必須說明（如干料、濕料、第一次進(jìn)廠等）。進(jìn)廠物料如果多次檢測各項(xiàng)數(shù)據(jù)都在控制指標(biāo)內(nèi)且相對(duì)穩(wěn)定，可以先取樣進(jìn)固廢車間處置后檢測，其他進(jìn)廠物料一律先進(jìn)廠取樣檢測，數(shù)據(jù)正常后再進(jìn)固廢車間處置。進(jìn)廠數(shù)據(jù)超出內(nèi)控指標(biāo)在50%以內(nèi)的物料需等待搭配處置且需走審批流程，后續(xù)嚴(yán)禁進(jìn)廠，超出內(nèi)控指標(biāo)50%以上的物料要求退貨。

過程產(chǎn)品加強(qiáng)控制出磨生料、C5熱生料、出窯熟料的氯硫鉻、重金屬、可浸出重金屬等內(nèi)控指標(biāo)，確保出廠產(chǎn)品質(zhì)量合格。

3結(jié)束語

水泥工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。我國水泥工業(yè)的發(fā)展方向已從發(fā)展大型新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)和裝備，促進(jìn)水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整向節(jié)能型、環(huán)保型、資源型發(fā)展綠色水泥工業(yè)轉(zhuǎn)型。目前我國水泥窯協(xié)同處置固廢項(xiàng)目雖已取得階段性成績，但與發(fā)達(dá)國家水泥工業(yè)已有幾十年的處置固廢經(jīng)驗(yàn)相比，還存有一定差距。未來我國水泥工業(yè)要想實(shí)現(xiàn)拓量處置固體廢棄物還需在燃燒器適應(yīng)性的改良，新燃料的替代，減少熱耗損失、降低窯廢氣排放指標(biāo)如：NOx、SO2、CO、顆粒物等排放指標(biāo)等領(lǐng)域不斷學(xué)習(xí)、不斷實(shí)踐、不斷成長，利用新能源、新材料、新技術(shù)快速推進(jìn)水泥工業(yè)向清潔型生產(chǎn)轉(zhuǎn)軌，為守護(hù)一方碧水藍(lán)天做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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