釩渣作為水泥混合材的應用研究

趙 靜

（駐馬店市豫龍同力水泥有限公司， 河南 駐馬店 463200）

我國自古以來各項資源十分豐富，石煤儲藏量更是處于世界領先位置，隨著信息化時代的發展石煤提釩工藝也在近些年得到飛速提升。但是石煤提釩過程大量釩渣尾渣產生的現象依舊存在，傳統堆放處理不僅會造成土地資源的浪費而且釩渣的浸出液會對環境造成嚴重污染，為社會帶來大量負擔，所以對釩渣進行二次利用的研究十分有必要。目前來說我國釩渣做水泥混合材方面的研究以及使用處于相對空白的位置。本文就釩渣的綠色生態化利用展開研究，將釩渣在水泥生產中進行少量摻入進行工業生產，然后對生產的水泥相關性能進行研究，另外對釩渣作為水泥混合材產生的經濟效益進行計算。

1 釩渣基本概述與釩渣綠色利用必要性分析

釩渣通常情況下指的是含釩鐵水的提釩過程中由于經氧化吹煉的作用得到的或者是含釩精礦通過濕法提釩中得到帶有大量氧化釩渣子的統一稱呼。釩渣是釩合金以及金屬釩冶煉與制取的重要原材料。現階段對于釩渣的處理通常是采用廢棄堆放的方式，但是釩渣數量十分龐大所以造成了一定程度的土地資源浪費，另外釩渣堆放過程中會浸出液體，對于土地資源以及水資源造成十分嚴重的污染現象，十分不利于我國可持續發展戰略目標的推進，所以對釩渣進行二次綠色利用迫在眉睫，有利于我國社會的整體發展。

2 釩渣作為水泥混合材具體應用研究

2.1 釩渣作為水泥混合材進行工業生產的試驗過程分析

將某長釩渣堆場內釩渣進行取樣并對其化學成分進行分析研究，化驗結果結果顯示燒失量為3.92，SiO2在63.4左右，16.2為其Al2o3成分，Fe2o3大概為5.23,5.02為釩渣此次檢查的CaO成分，另外MgO在1.41上下浮動。

為了對釩渣物化特性進行深入了解還對其進行了相關的活性試驗，釩渣 28d活性高達72.%，本次檢測分別選取了空白樣和實驗樣，倆種樣本安定性都為合格范圍之內，空白樣初凝時間在122分上下，終凝時間為186分，實驗樣初凝時間及終凝之間都有一定幅度延長，分別為314分和395分；倆種樣本比表面積無較大差異性存在，空白樣比表面積為352而實驗性比表面積為349；3d空白樣抗壓強度為6.4Mpa,5.1Mpa為試驗樣抗折強度，8.9Mpa與6.5Mpa分別為28d空白樣與實驗樣抗折強度數值；3d空白樣抗壓強度為 31.6Mpa,22.1Mpa為試驗樣抗壓強度數據，28d空白樣與實驗樣抗壓強度分別為58.3Mpa和41.23Mpa。

2.2 釩渣作為水泥混合材進行工業生產試驗方法與配比分析

通過對大量資料的查閱以及相關實踐的結合，本次試驗在水泥配料中進行3%（A-1）、5%（A-2）、6%（A-3）比例的釩渣添加對當前比例干粉煤灰、濕粉煤煙灰以及混渣進行代替，將32.5等級水泥相關標準作為根本依據進行工業生產，其中混膏使用一比一比例的磷石膏與天然石膏進行替代，釩渣則作為水泥混合材?！禛B/T1346-2001水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》作為對水泥相關規格檢驗的直接依據，比如標準稠度用水量、水泥凝結時間以及水泥安定性將此作為檢驗標準依據，《GB/T17671-1999水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》則是水泥膠砂強度進行判定的標準。

2.3 釩渣作為水泥混合材進行工業生產試驗結果分析討論

2.3.1 釩渣作為水泥混合材對水泥凝結時間的影響分析

將釩渣作為水泥混合材使用會使得水泥凝結時間一定程度延長，水泥凝結時間與釩渣添加量成正比關系，也就是說水泥的初凝時間與終凝時間均會隨著釩渣添加量的增加而進行相應時間的延長，每大約3%釩渣的增量添加會對水泥凝結時間造成大約30分鐘的時間延長。在水泥生產過程中原本采用的混凝材料石膏中已經具有一定比例磷石膏的搭配應用，而釩渣中含有一定比例的V2O5與P2O5作用與之相近，所以疊加水泥凝結方面延緩作用，因此造成了水泥凝結時間的相應增加。另外需對釩渣添加量進行嚴格細致管控以對32.5級水泥凝結時間的相關性能指標進行有效滿足。

2.3.2 釩渣作為水泥混合材對水泥化學性能的影響分析

不同配比釩渣作為水泥混合材進行添加對水泥3d和28d抗壓強度不會造成明顯影響，對于我國32.5級水泥抗壓強度性能的相關規定水泥3d和28d抗壓強度等級均能進行滿足。3d抗折強度隨著釩渣添加比例的增加呈現先增長后下降的趨勢，當釩渣添加量在4%左右時水泥3d抗折強度可增加最高6%左右，28d抗折強度則是根據釩渣添加數量的增多而呈現下降現象，在進行釩渣添加后水泥的工業生產其抗折強度同樣可符合我國32.5級水泥抗折強度的相關性能規定。

2.3.3 釩渣作為水泥混合材在經濟效益的計算與分析

2016年9月至2017年8月我國某水泥企業將釩渣作為水泥混合材進行水泥的工業化生產，在這期間共消耗掉大約4.6萬噸釩渣廢渣資源，實現了資源的二次利用。釩渣廢渣在水泥工業生產中的應用不僅減少了釩渣堆積對土地資源、水體資源以及土壤等各方面的占用和污染，而且利用釩渣作為水泥混合材的替代應用對其生產成本進行一定程度降低，在對我國32.5級級別水泥各項性能以及指標滿足的基礎上可達到每噸生產成本下降0.5元左右，為企業也為國家創造了極大的經濟收益，另外在我國環境治療方面也收獲巨大的環境收益，可謂是一舉兩得的好結果。以上研究與數據均可看出釩渣作為水泥混合材在工業生產中的替代應用一定程度促進了水泥行業的穩步發展，并對我國社會與經濟的發展有十分積極的作用，符合我國可持續發展的基本國策和戰略。

3 釩渣作為水泥混合材應用發展探索

綜合以上所言釩渣完全可作為水泥混合材進行應用，不僅是對廢氣資源的綠環環保利用，而可對于水泥企業的發展以及利益的增加均有十分積極的意義。隨著科學技術的不斷發展進步，相信釩渣取代水泥混合材技術會越發成熟完善并最終被大力推廣及應用，具有積極的社會意義。

4 結束語

根據以上研究數據深入分析得出結果，釩渣作為水泥混合材在工業生產過程中添加量的增加會導致水泥凝結時間的延長，通常情況下添加比例每增加3%左右水泥的初凝時間以及終凝時間會隨之延長30分鐘左右，釩渣在水泥生產過程的添加量與水泥凝結時間二者是為正比的關系；在釩渣作為水泥混合材進行工業生產的過程中其摻入量在6%以下時所生產水泥抗壓強度不會產生較大影響，隨著釩渣添加數量的提升所生產水泥抗折強度會隨之減小，二者之間呈現反比關系，但是所生產的水泥均能對我國32.5級別水泥的強度性能指標進行滿足；釩渣作為水泥混合材應用于水泥的工業生產中不僅是對廢棄資源的綠色利用而且是對企業生產成本有效降低，經過實踐結果表明釩渣作為水泥混合材添加可使得水泥生產成本降低，使得水泥生產企業的經濟效益得到一定程度提升。