水泥窯協同處置固廢的質量控制

李成琦　梁洪超　袁召乾

摘要：通過對城市污泥、冶礦廢渣、礦山邊角料等固體廢棄物的化學成分、物理性能、重金屬含量等方面檢測，探討水泥窯如何科學、合理地處置固體廢棄物，穩定水泥熟料質量，綜合利用廢棄資源，降低生產成本，同時利用水泥窯高溫、分解、燒結的特點將固廢中的有害物質固溶于水泥熟料中，保護生態環境，踐行央企社會責任。

關鍵詞：固體廢棄物;協同處置;重金屬;高溫固熔;巖相分析：科學利用

引言：隨著自然資源供應日益緊張、生態環保的要求越來越高。據有關數據統計，我國工業固體廢物年產生量約33億t，歷史累計堆存量超過600億t，傳統掩埋固體廢棄物的方式不僅浪費了資源，而且對土壤和地下水均造成嚴重污染。為解決這一迫切的環保難題，我們利用固廢的有用成分作為水泥配料原料，利用水泥窯高溫固熔技術實現了對固廢的無害化、減量化處置，不僅節約了資源，而且保護了環境。

1水泥窯協同處置固廢的工序質量控制

通過對污泥、銅尾礦和熟料的檢測分析，要想獲得穩定的水泥熟料質量，必須采取一定有效措施，確定科學、合理地摻兌比例，保證窯系統工況穩定，維持回轉窯穩定安全運行。

1.1優化配料方案

均勻下料是實現配料指標的首要前提。針對污泥、銅尾礦含水率高，常造成堵料的現有缺陷，在要求源頭企業加強干化處置的同時，水泥廠對配料秤和配料倉進行局部改造。配料秤上方增加板喂機做過度倉，減少了工人清堵頻次，皮帶秤改成鏈板秤，減少了皮帶運行中的帶料問題，改善了職場環境。

有害成分的有效控制是實現熟料質量穩定的關鍵。污泥、銅尾渣都通過增加不同干化劑進行預處理，所以其帶入水泥熟料中的重金屬、氯離子、堿、硫的含量必須高度關注、加強監測，嚴格控制在國家標準限量范圍內。

水泥粉磨階段可通過添加高活性酸性混合材和助磨增強劑等措施提高水泥后期強度的增進率。

根據窯系統的穩定情形和熟料質量變化狀況，最終確定了水泥窯協同處置固廢的數量。

1.2調整燒成工藝參數

水泥窯協同處置固廢后較為明顯的系統變化是物料液相形成早，易結皮結塊，操作稍有不慎，極易形成工藝故障。

針對污泥、銅尾渣含重金屬和微量有害成分的特點，我公司采取了適當降低分解爐控制溫度（滿足必要的表觀分解率≥90%）、調整篦冷機的風量、風速，改善熟料的急冷效果等措施，改善了熟料脆性、易磨性，提高了熟料后期強度。

配料穩定是獲取優質熟料的前提，科學、合理的燒成制度是關鍵。當原材料發生重大變化時，燒成工藝參數也應隨之調整。依據固廢含有重金屬可致部分液相提前出現的特點，分解爐出口溫度由之前的870℃調整至850℃控制，表觀分解率由之前的95%調整至92%控制。

1.3熟料巖相結構分析

借助無機材料顯微結構分析，觀察熟料各礦物在不同冷卻制度環境下的物相結構變化：

一級熟料顯微結構特征：阿利特約含60%，分布均勻，發育良好，呈六角板、柱狀，無花環、環帶等結構，包裹體少，無成堆小晶體;貝利特少于20%，為圓形顆粒，均勻分布于阿利特之間，具有細長交叉雙晶紋，無平行雙晶及其他結構，雙晶之間有較亮的白色中間相;游離氧化鈣很少，方鎂石很少，空洞較少;黑色中間相以點滴、點線和小片為主。

慢冷熟料具有礦物晶格大，晶態不穩定，水化活性低，脆性差，易磨性差，3d～7d強度高，28d強度低的特點。因此，在實際操作中應盡可能提高熟料冷卻速率，改善熟料礦物發育，提高熱回收效率，降低單位能耗，提高熟料后期強度。

2固態危險廢物處置過程中的質量控制

危險廢物進廠前需了解產廢企業工藝過程，確定危險廢物種類、物理性能、化學成分等基本屬性，并根據其特性確定需要分析的參數，提前由危廢處置公司或質量控制部派人去產廢企業取樣做評估檢測，符合進廠控制要求的，通知危廢處置公司生產部可以安排進廠計劃，不符合控制要求的禁止進廠。

完成評估樣品檢驗分析后，根據現場的投加設施、工藝條件判定是否適宜本企業水泥窯協同處置，如確認能處置，由危廢處置公司生產部負責封裝保存評估樣品，用于事故和糾紛的調查，樣品應該保存到停止處置該種危險廢物之后。危廢處置公司提前兩天按質量管理部指標要求的日處置均值安排日處置計劃，物料必須是最近評估過的計劃內物料（評估時間超過半年，進廠前必須重新評估）。安排進廠計劃時須按質量管理部下發的固態危廢進廠控制標準，超出控制范圍的物料嚴禁進廠，以OA形式發放至相關人員。特殊物料必須說明（如干料、濕料、第一次進廠等）。進廠物料如果多次檢測各項數據都在控制指標內且相對穩定，可以先取樣進固廢車間處置后檢測，其他進廠物料一律先進廠取樣檢測，數據正常后再進固廢車間處置。進廠數據超出內控指標在50%以內的物料需等待搭配處置且需走審批流程，后續嚴禁進廠，超出內控指標50%以上的物料要求退貨。

過程產品加強控制出磨生料、C5熱生料、出窯熟料的氯硫鉻、重金屬、可浸出重金屬等內控指標，確保出廠產品質量合格。

3結束語

水泥工業是國民經濟發展的重要基礎產業。我國水泥工業的發展方向已從發展大型新型干法水泥生產技術和裝備，促進水泥工業結構調整向節能型、環保型、資源型發展綠色水泥工業轉型。目前我國水泥窯協同處置固廢項目雖已取得階段性成績，但與發達國家水泥工業已有幾十年的處置固廢經驗相比，還存有一定差距。未來我國水泥工業要想實現拓量處置固體廢棄物還需在燃燒器適應性的改良，新燃料的替代，減少熱耗損失、降低窯廢氣排放指標如：NOx、SO2、CO、顆粒物等排放指標等領域不斷學習、不斷實踐、不斷成長，利用新能源、新材料、新技術快速推進水泥工業向清潔型生產轉軌，為守護一方碧水藍天做出貢獻。

參考文獻

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