[发明专利]一种降低水泥熟料烧成中重金属铅挥发的方法

说明书

本发明属于建筑材料技术领域，公开了一种降低水泥熟料烧成中重金属铅挥发的方法。该方法包括以下步骤：制备水泥生料，然后向水泥生料中加入含硫化合物，混合均匀后压片并煅烧即得到水泥熟料。本发明利用工业生产的副产品CaSO₄·2H₂O和CaS等含硫化合物，能够在不影响水泥熟料烧成的质量的前提下，有效降低水泥熟料烧成中Pb的挥发率。该方法实施过程中所使用的原材料成本低廉，不改变现有水泥生产环境，易于大规模推广和生产应用。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种降低水泥熟料烧成中重金属铅挥发的方法。

背景技术

我国的水泥产量已连续26年位居世界第一，水泥的生产消耗了大量的煤、石灰石等自然资源，这对于我国的可持续发展是十分不利的。与此同时，随着我国城市与工业的发展，大量的城市与工业固体废弃物随之产生。据统计，2016年，我国排放了超过3亿吨的城市固体废弃物以及33亿吨的工业固体废弃物。这些固体废弃物给我们的环境造成极大负面影响的同时，也含有大量的可利用资源。将固体废弃物作为替代原料与燃料用于水泥窑的生产中，一方面能够减少废弃物对环境的污染，另一方面降低了水泥生产过程中煤、石灰石等自然资源的消耗。

然而，固体废弃物中普遍含有毒性大、易挥发的重金属铅，在水泥窑的高温环境下，重金属铅会随着烟气排放出水泥窑，给周围环境带来极大的威胁。因此，亟需开发一种可以在水泥窑协同处置固体废弃物过程中提高水泥熟料对重金属铅的固化能力、降低铅挥发率的方法，为水泥窑协同处置固体废弃物的有效实施及推广奠定技术支撑。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种降低水泥熟料烧成中重金属铅挥发的方法，以实现水泥窑协同处置固体废弃物过程中降低重金属铅挥发的目的。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种降低水泥熟料烧成中重金属铅挥发的方法，包括以下步骤：制备水泥生料，然后向水泥生料中加入含硫化合物，混合均匀后压片并煅烧即得到水泥熟料，煅烧过程中可降低重金属铅的挥发。

所述的制备水泥生料是指选用石灰石、粘土、铁矿石(作为校正原料)、固体废弃物作为水泥生料的原料，按照石灰饱和系数KH＝0.85-0.95、硅率SM＝1.7-2.7、铝率IM＝0.8-1.7配制水泥生料，优选按照石灰饱和系数KH＝0.9、硅率SM＝2.5、铝率IM＝1.6配制水泥生料。

优选的，所述的固体废弃物为高温煅烧后的固体废弃物，其中的高温煅烧是指在600-800℃煅烧0.5-1h。

更优选的，所述的原料在使用之前均经过粉碎、干燥并过筛的步骤，其中的干燥指在80-120℃烘箱中干燥6-10h，过筛是指过180目筛，筛余量﹤2.5％。

水泥原料选用石灰石、粘土、铁矿石和固体废弃物，其中石灰石的主要成分为CaCO₃，粘土的主要成分为SiO₂及Al₂O₃，铁矿石的主要成分为Fe₂O₃，固体废弃物加入到水泥生料之前需经过高温煅烧，煅烧后的固体废物的主要成分为SiO₂,Al₂O₃及Fe₂O₃等，与水泥生料的成分基本一致。控制率值石灰饱和系数、硅率和铝率，根据鲍格公式计算石灰石、粘土、铁矿石以及固体废弃物的配比。

所述的含硫化合物为CaSO₄·2H₂O和CaS中的至少一种；

所述的含硫化合物的用量满足每100重量份的水泥生料对应加入0-2份的含硫化合物，其中含硫化合物的用量不为0；

优选的，所述的含硫化合物的用量满足每100重量份的水泥生料对应加入0.5-2份的含硫化合物。