CN100390093C - 解毒铬渣作为水泥掺合材料的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及采用解毒铬渣代替天然二水石膏作为缓凝剂，用于制备早强、低碱水泥方法及其制品。在水泥生产中将解毒铬渣与熟料或者熟料和天然二水石膏按照一定比例混合后作为早强、低碱水泥使用。本发明能够节约天然石膏的使用量，并且解毒铬渣对水泥强度的激发作用优于天然二水石膏，提高水泥质量。本发明能够处理在铬产品生产中产生的大量铬渣，使铬盐生产真正实现资源循环利用。无二次污染。

Description

解毒铬渣作为水泥掺合材料的用途
技术领域：
本发明涉及解毒铬渣作为掺合材料生产水泥的用途。本发明还涉及采用解毒铬渣作为掺合材料生成水泥的方法及其制品。
背景技术：
当今水泥生产中大部分以天然二水石膏作为缓凝剂，解除水泥快凝、提高水泥强度(特别是早期强度)、使水泥制品在空气中的干缩率下降30-50％，提高水泥的抗冻性、抗化学性和安定性。
铬渣是铬盐生产过程中产生的化工固体废渣。目前，铬盐每年实际产量已经超过16万吨，通过计算排渣系数和铬渣产量表明，我国每年排放的铬渣给为35-42万吨，并已有250万吨没有处理的铬渣堆放在各大城市周围。由于铬渣中含有有毒的六价铬及水不溶铬酸钙，通常不能被利用，造成大量铬渣堆放，而环境中存在的六价铬离子不断下渗入地下，污染土壤和水源。堆积如山的铬渣已对我国的环境造成了极的危害，成为各级政府和社会关注的焦点。
对于铬渣的处理和利用，人们想过许多的办法，但铬渣即使解毒以后也很难再利用，因此，尚未找到一种理想的方法彻底解决这一环境难题。
例如，采用铬渣制砖、铬渣制钙镁磷肥等方法来处理铬渣。
济南裕新化工总厂等单位使用铬渣炼铁，王静之、胡述刚，铬渣综合治理及在炼铁溶剂方面的应用，铬盐工业，全国铬盐协作组，2000，第1期。
采用铬渣作为水泥生料材料已有诸多的报道，例如，CN1098075A公开了采用铬渣代替部分石灰石制水泥；CN1477073A公开了利用铬渣作矿化物制备水泥熟料。
采用铬渣与水泥熟料一起使用的制备水泥也曾有报道，例如，采用铬渣、矿渣、石膏和熟料生产425R型早强型铬渣、矿渣复合水泥，参见，西南工学院，霍冀川等人，矿产综合利用，2000(1)，但该方法中未对铬渣中的六价铬进行有效处理；CN1299788A公开了采用还原的铬渣作为水泥原料，其中，采用钡渣作为降解铬渣的外加剂，以降解水溶性铬六价铬，可以达到样品中水溶性六价铬＜2ppm的。
但实际上，目前的方法都没有取得完全意义上的成功，要么是处理费用太高，要么会产生二次污染，六价铬浓度远远超过8ppm，这些方法都难以推广。
针对现有技术的不足，本发明者进行了深入细致的研究，结果发现，采用对铬渣进行解毒后再利用，代替天然二水石膏作为水泥生产中的掺合材料，即可以提高水泥的性能，又可以废物再利用和有利于环保，于是完成了本发明。
发明内容：
本发明的目的在于将铬盐生产中产生的铬渣进行解毒后再利用，代替天然二水石膏作为水泥生产中的掺合材料。该方法制造的水泥完全符合水泥标准GB175-1999要求，工艺流程不需要改变，并能够降低水泥生产成本，提高水泥质量。且不会产生二次污染。
本发明提供一种解毒铬渣作为水泥生产的掺合材料的用途，其特征在于在水泥熟料中加入一定量的解毒铬渣代替二水石膏作水泥掺合材料。
本发明的方法可以采用例如如下具体步骤：
将解毒铬渣加入水泥熟料当中进入磨机中磨细，制得成品水泥。由于国家水泥标准GB175-1999中规定SO3的含量不得超过3.5％，故加入熟料中解毒铬渣的加入量视铬渣中SO3含量来决定，一般在按重量计40％以下，优选为1-30％，更优选为按重量计2-15％，最优选为按重量计3-10％。水泥制备中还可以添加按重量计＜1.5％的二水石膏，优选为1-1.5％。
由于解毒铬渣中含有MgO、Ca、SO3等成分，与天然二水石膏的成分(CaSO4·2H2O·CaSO4)相似，所以能代替天然二水石膏作为缓凝剂提高水泥强度(特别是早期强度)、使水泥制品在空气中的干缩率下降30-50％，提高水泥的抗冻性、抗化学性和安定性，并且效果优于使用天然二水石膏的效果。解毒铬渣属于低碱类材料，制成的水泥中碱含量低，可广泛生产低碱水泥。一般常见水泥品种有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥等。水泥标准中要求碱含量小于0.6％时为低碱水泥，它能满足特殊工程需要。所以本发明涉及的产品优选是早强低碱类及广泛民用普通水泥。
本发明可以采用各种类型的解毒铬渣，但水溶性Cr6+含量低的解毒铬渣是优选的，例如，解毒铬渣中水溶性Cr6+优选＜8ppm。解毒铬渣可以采用200510020130.2、200510020134.0中公开的方法解毒的铬渣。
本发明与现有技术相比有以下优点：
1、加入解毒铬渣作为水泥缓凝剂做成的水泥与使用天然石膏做缓凝剂相比，凝结时间可以缩短30-50min，
2、成品中水溶性六价铬离子的检出浓度接近0，甚至为0。
3、加入解毒铬渣作为掺合剂后，制成的水泥R3强度值增进率高、安定性稳定、色泽好。
虽然，现有技术中提到采用铬渣或者解毒铬渣作为水泥混合材料，并且提到铬渣对复合硅酸盐水泥早期强度有利，但是，现有技术中并未教导或暗示解毒铬渣可以替代天然二水石膏作为缓凝剂，并且具有上面所述的效果。
具体实施方式
本发明采用下列非限制性实施例加以说明。
实施例1：
a、将3kg解毒铬渣，1.3kg天然二水石膏，95.7kg水泥熟料加入水泥磨机当中磨细，制得成品水泥。
b、成品理化结果：安定性合格，初凝时间147min，终凝时间198min，抗折强度5.8MPa/3d、8.6Mpa/28d，抗压强度27.6Mpa/3d、53.5Mpa/28d，水溶性六价铬为零。
实施例2：
a、将5kg解毒铬渣，1.3kg天然二水石膏，93.7kg水泥熟料加入水泥磨机当中磨细，制得成品水泥。
b、成品理化结果：安定性合格，初凝时间161min，终凝时间205min，抗折强度6.1MPa/3d、8.5Mpa/28d，抗压强度28.4Mpa/3d、52.5Mpa/28d，水溶性六价铬为零。
实施例3：
a、将9kg解毒铬渣，91kg水泥熟料加入水泥磨机当中磨细，制得成品水泥。
b、成品理化结果：安定性合格，初凝时间175min，终凝时间231min，抗折强度6.1MPa/3d、8.6Mpa/28d，抗压强度29.0Mpa/3d、50.6Mpa/28d，水溶性六价铬为零。

Claims (1)

1.解毒铬渣作为水泥掺合材料的用途，其特征在于用解毒铬渣替代或部分替代二水石膏作为缓凝剂。
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我国 探讨毒铬渣无害化出路. 徐彦泓.中国建材报，第2004年12月31日第001版卷. 2004
我国 探讨毒铬渣无害化出路. 徐彦泓.中国建材报，第2004年12月31日第001版卷. 2004 *
浅谈铬渣解毒技术. 兰嗣国等.环境科学研究，第11卷第3期. 1998
浅谈铬渣解毒技术. 兰嗣国等.环境科学研究，第11卷第3期. 1998 *

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Denomination of invention: Application of detoxic chromium dregs as cement admixture

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