[发明专利]一种提高焚烧灰渣在水泥原料中掺混比的方法

说明书

技术领域

本发明涉及固体废物处置领域，尤其是涉及一种提高焚烧灰渣在水泥原料中掺混比的方法。

背景技术

近年来，国际上新兴的固体废物水泥窑协同处置技术由于避免了焚烧灰渣的二次处理和周转污染问题，为实现焚烧灰渣处理和资源化利用提供了新的发展方向。

然而，由于焚烧灰渣中含有的氯、硫、碱等成分是引起水泥窑内结皮堵塞的诱因、容易导致频繁停产事故，大大限制了其在水泥生产中的应用，尤其是氯离子，水泥行业对原料中的氯离子有着非常严格的限值(不大于0.03％)。为保证有害成分含量(氯、硫、碱等)处于水泥安全生产范围内，焚烧灰渣在水泥原料(简称生料)中的掺混比往往是非常低的，而这直接关系到焚烧灰渣处置的效率。另一方面，由于焚烧物质、焚烧工艺及工况等因素的差别，焚烧灰渣的成分差异很大，为此每种灰渣在掺入生料前均需要有相应的试验来获得可行的原料配方，即需要经过相应的配料设计，来保证水泥产品的质量，这也是灰渣掺混比的限制性因素。

目前的研究与报导中，尚鲜见在保证水泥生产稳定运行与产品质量的前提下，以提高焚烧灰渣在生料中的掺混比为目标的方法。

发明内容

本发明提供了一种提高焚烧灰渣在水泥原料中掺混比的方法，该方法操作简便、重现性好、成本低、工程应用性佳。

一种提高焚烧灰渣在水泥原料中掺混比的方法，包括以下步骤：

1)原始特性分析：包括测定焚烧灰渣的含水率、烧失量及氧化钙、氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化镁、氯离子、三氧化硫和碱含量，测定方法均可参照《GB/T 176-2008水泥化学分析方法》。通过测定焚烧灰渣的含水率、烧失量、氧化钙含量、氧化硅含量、氧化铁含量及氧化铝含量，可判断灰渣作为水泥原料的可行性，一般希望灰渣含水率与烧失量较低，氧化钙、氧化硅、氧化铁、氧化铝四种水泥原料的主要成分含量较多；有害成分包括氧化镁、氯离子、三氧化硫及碱含量是水泥行业要严格控制的，通过分析结果可了解在有害成分限制下灰渣在生料中的最大可掺入量，并以此判断对灰渣在入窑前进行水洗预处理的必要性。

根据《GB 50295-2008水泥工厂设计规范》规定，生料中氧化镁、碱含量、三氧化硫、氯离子的含量范围如下表中生料质量指标一栏所示(单位均为质量百分比)：

由于受成分特征限制，灰渣在生料配料设计时最大掺混比一般无法超过10％，同时，从对焚烧灰渣中氯离子的预处理的经济性考虑，如果有害成分的含量范围如上表中灰渣成分控制所示，则认为有害成分含量较低，可以省去水洗预处理步骤，直接用于生料配料；反之，则进行步骤2)水洗预处理。

2)水洗预处理：水洗预处理以去除有害物质氯、硫、碱为目标，采用循环逆流多次水洗，优选为水洗3次，每次水洗水灰比为3～5，时间为5～15min。水洗介质可采用各类淡水，如河水、湖水或自来水；水洗装置可以任选混合装置、搅拌装置；水洗后任选机械压滤、重力过滤、真空抽滤、离心过滤等方法进行水灰分离。最佳水洗条件选择以保证氯离子去除效果的同时尽量节约用水为原则。经水洗预处理的灰渣中氯离子含量可由3％～20％降至0.6％以下，从有害物质限值考虑大大提高了灰渣的可掺入比。保留水洗废液作毒性测试用。

3)配料烧制熟料：

a)配料设计、计算：

配料烧制熟料重点在配料设计。配料设计的原则是针对焚烧灰渣的成分中往往含有较高含量的二氧化硅，但距离水泥生产对粘土质原料中的硅质含量要求又有一定差距的特点，为了使焚烧灰渣在生料中掺混量达到最大化，最佳的配料方案是将灰渣作为粘土质原料的替代材料，同时增加硅质校正原料的掺入量来补充灰渣替代带来的硅质不足。