[发明专利]水泥六价铬消减剂

说明书

水泥六价铬消减剂，以重量份计，其组成至少包括：亚铁盐10‑20份、亚锡盐5‑10份、醇胺120‑130份、羟基磷灰石2‑4份、环糊精6‑12份、乙烯基咪唑‑丙烯酸酯共聚物4‑6份、水100份。

技术领域

本发明涉及水泥工业添加剂，特别涉及一种水泥六价铬消减剂。

背景技术

水泥是一种粉状物料，加适量的水后，成为塑性浆体，既能在水中硬化，又能在空气中硬化，能把砂、石等材料牢固地粘在一起的胶凝材料，是国民经济建设和人民生活不可缺少的重要基础原材料。不仅大量应用于工业与民用建筑，而且广泛应用于交通、城市建设、农林、水利以及海港等工程，制成各种形式的混凝土、钢筋混凝土的构件和构筑物，是当今世界上最重要的建筑材料之一。水泥产品标准历来为国家强制性标准。

水泥是由石灰石、硅质等原材料按一定比例经“两磨一烧”工艺制备而成的人造建筑材料，是目前最重要的人造建筑材料之一。由于其优异的可塑性、易维护性、抗渗性及经济性等特点，被广泛应用于工业与民用建筑、交通、市政、农业、水利及海港等工程中，成为了当前经济建设及日常生活不可或缺的基础性原材料。因其广泛的适用性及巨大的使用量，水泥制品几乎遍布于人类社会的各个角落。因此，水泥的质量安全直接影响到人类的健康及所生存的环境。

根据水泥的抗压强度，将硅酸盐水泥分为42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R六个强度等级；将普通硅酸盐水泥分为42.5，42.5R，52.5，52.5R四个强度等级；将矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥分为32.5，32.5R，42.5，42.5R，52.5，52.5R六个强度等级。

由于原料及生产工艺等原因，水泥及其制品中往往含有镉、铬、六价铬、铅、铜、锌、镍等有害物质，其中以六价铬的毒性对人体及环境的危害最为严重。六价铬具有强氧化性，对皮肤具有较强的腐蚀性。大量摄入六价铬会带来致癌、致突变等不良后果。

在水泥生产过程中，生料制备和水泥制成这二个阶段是经粉磨完成的，在粉磨过程中，会把高铬钢球中的铬元素带入。大部分水泥回转窑高温带使用含铬耐火砖，在回转窑的高温及出口处氧气含量高及炉料高碱度等条件下，使铬氧化，致使水泥熟料含有水溶性六价铬。水泥回转窑尾的悬浮预热器的材质以镍铬耐热合金钢为主，随着预热器内筒的蚀损，合金钢中的铬元素进入到熟料中。

目前各种水泥产品中的水溶性六价铬最主要来源于含铬工业废渣，各类含铬工业废渣被大量作为生产水泥的混合材加以利用，对含铬废渣的消纳利用是一个很好的出路，但如果利用过程处置不当，铬对环境的污染却可能出现转移。

水泥中的水溶性六价铬实际上仅占水泥中总铬含量的一部分，在水泥中掺入硫酸亚铁还原剂后，水溶性六价铬很容易被还原为不可溶的三价铬，而且不会对水泥的性能造成不良的影响。硫代硫酸钠、亚硫酸钠和抗坏血酸等其它还原剂的消减六价铬的效果不明显。磨的很细的金属铝及锌粉也可以用来还原六价铬，但只有用量较多时才起到作用。目前对减少熟料中的铬含量的要求日渐提高，例如可以通过筛选原材料以及剔除含铬量较高的耐火砖等方式来实现。但是对于受制于原料限制，或者想将六价铬含量降低到较低的水平的水泥厂，必须采用还原剂。目前最普遍的方法是在装袋/装运之前添加硫酸亚铁。

硫酸亚铁是生产二氧化锡的副产物，主要以两种形式存在(粉状)：七水硫酸亚铁与一水硫酸亚铁。最终用途主要是被用作肥料以及水处理。作为混凝土外加剂，硫酸亚铁溶解性较好。但是水泥存放期间，硫酸亚铁会失去部分效力。

硫酸亚铁的主要优点是原料广泛易得、成本较低。但是，硫酸亚铁具有刺激性，吸入有毒。此外，硫酸亚铁极易氧化，因此，硫酸亚铁贮存期有限，必须大掺量使用。水泥粉磨过程中硫酸亚铁会失去结晶水使得可溶性降低，同时氧化的发生会降低其使用效果。如果大掺量使用，则有可能会增加水泥用水量，延长凝结时间，而且可能会出现颜色变深的现象。如果添加颗粒状硫酸亚铁，会增加水泥厂投资支出，需要购买干燥材料处理设备。

发明内容