水泥回转窑处理废弃化学试剂的实验

实验室或生产中产生的废弃化学试剂是一类危险废物,必须进行特殊处理,用水泥回转窑处置是一种值得推广的方法。通过将实验室常用的8类化学试剂在回转窑实验,表明水泥掺加化学试剂后,水泥熟料xrd图谱相似,主要矿物相没有发生改变;对水泥的7、28d抗压强度的影响较小,熟料试样在其水化28d时各重金属的浸出量都很低,符合国家标准。因此利用水泥回转窑处理废弃化学试剂方法可行,对环境不具危害作用。     

水泥窑协同处置固废对水泥产品质量的影响

利用水泥窑协同处置固体废弃物已经成为水泥企业转型发展的必然之路。针对水泥企业协同处置不同种类的固废制备的水泥产品进行了耐久性测定,结果表明,水泥产品各项指标均符合相关标准,产品质量合格。     

水泥窑协同处置危废生产熟料的性能研究

取自华新水泥厂协同处理危废生产的水泥熟料,掺入5％的石膏进行球磨使比表面积达到350±10m^2／kg制备熟料样品,测定和分析了样品的矿物和化学成分以及其砂浆成型后的物理性能和浸出毒性。结果表明：熟料样品的矿物成分主要有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙和石膏,并且凝结时间正常,强度达到52．5等级以上,对重金属有很好的固化作用,浸出毒性均远低于国标的限值。水泥窑协同处置危废对缓解生态环境的压力有很好的发展前景。     

水泥窑协同处置与水泥固化/稳定化对重金属的固定效果比较

危险废物水泥窑协同处置与水泥固化,稳定化对废物中重金属的固定机理不同,固定效果因而有所差异.针对含As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn等重金属离子的上述2类试样平行开展浸出实验及连续提取实验,以重金属浸出浓度及化学形态为指标,比较分析了水泥窑协同处置与水泥固化/稳定化对废物中不同重金属的固定效果的差异.结果表明,对于As、Pb、Zn等重金属离子,水泥窑高温煅烧及后续水化作用有助于其更稳定化学形态的形成,固定效果优于水泥固化,稳定化,说明含Ag、Pb、Zn的危险废物能够在水泥窑得到有效处置.Cr3 在水泥窑煅烧过程中易被氧化为迁移性和毒性更强的Cr6 ,因而含Cr的废物不适合采用水泥窑协同处置方式.该研究能为不同种类重金属危险废物处置方法的选取提供依据,并为水泥窑协同处置重金属类危险废物的应用和发展提供科学的决策依据.     

典型水泥窑协同处置废弃物的碳排放核算及碳减排分析

水泥行业是我国实现碳中和的关键行业之一。为了揭示水泥窑协同处置废弃物节能减排的效果，基于全生命周期理论，分别对水泥窑协同处置危废、生活垃圾、一般固废的碳排放与常规水泥生产进行对比，并对水泥行业碳减排路径进行分析。结果表明：碳酸盐和煤炭消耗组成的煅烧是主要的温室气体排放源，占52.37%～62.84%。各工艺类型水泥生产排放的CO₂量顺序为常规水泥生产>水泥窑协同处置生活垃圾>水泥窑协同处置一般固废>水泥窑协同处置危废，分别为883.65,772.67,656.30,609.79 kg/t,说明协同处置废弃物在减少CO₂排放量上具有一定的优势。此外，政策管控、能源结构调整、原(燃)料替代及提高能效技术、余热发电技术和CCUS技术也是实现水泥行业碳中和目标的主要措施和手段。该成果可为水泥行业开展节能减排工作提供参考。     

油基岩屑无害化处理技术研究

本文介绍了页岩气井水平段钻井过程中产生的油基岩屑处理现状及水泥窑协同处置现状,探讨了采用水泥窑协同处置油基岩屑的可行性。研究表明,采用水泥窑协同处置可解决油基岩屑无害化处理后重金属含量较高、利用途径受限的问题,在钻井现场采用岩屑甩干机对油基岩屑进行预处理后,通过水泥窑系统分解炉和窑尾烟室投料点加入水泥窑进行煅烧,油基岩屑所含油类物质在水泥窑内燃烧彻底分解,岩屑煅烧后成为熟料;焚烧过程不产生废渣,水泥窑协同处置过程中产生的烟气可依托现有废气治理措施得到控制,不新增废气治理措施;油基岩屑所含重金属离子固化在熟料矿物相晶格中,通过控制投加量,可使水泥产品满足相应的标准。     

水泥窑协同处置危险废物过程中铅-镉的挥发动力学研究

为了考察含重金属类危险废物在水泥窑协同处置过程中,铅、镉随时间和温度变化的挥发特性,本研究选择铅、镉两种重金属元素的氯化物和硫化物开展挥发动力学实验.通过热重实验、水泥熟料煅烧及熟料消解实验,得到了重金属挥发率随时间及温度的变化规律.结果表明,两种重金属元素的挥发率在实验温度区间内均随温度的升高、时间的增加而增大;根据等温动力学及阿累尼乌斯方程对Pb、Cd的挥发率随温度和时间变化的规律进行动力学模拟,得到了较好的线性拟合效果,并得出了以氯化物和硫化物形态存在的铅和镉元素在水泥窑协同处置过程中的动力学方程.本实验结果可为预测水泥窑协同处置过程中重金属的挥发量提供支持.     

欧盟水泥窑协同处置发展对我国的启示

欧盟开展水泥窑协同处置固体废物的实践较早,经过40多年的发展,水泥工业已经成为其工业领域处置废物的龙头行业。本文对比分析了欧盟与我国水泥窑协同处置行业的发展现状、影响因素和所面临的挑战,提出了促进我国水泥窑协同处置行业发展的建议。     

欧盟水泥窑协同处置发展对我国的启示

欧盟开展水泥窑协同处置固体废物的实践较早,经过40多年的发展,水泥工业已经成为其工业领域处置废物的龙头行业.本文对比分析了欧盟与我国水泥窑协同处置行业的发展现状、影响因素和所面临的挑战,提出了促进我国水泥窑协同处置行业发展的建议.     

固体废物水泥窑共处置技术的现状及发展

固体废物水泥窑共处置技术减小了固体废物引起的环境负荷,使废物资源化的同时,为水泥工业提供了能源和资源,在国内外得到了一致认可与广泛应用。在分析水泥窑共处置技术的特点与优点的基础上,提出了水泥窑共处置技术必须遵循的要求与原则,以保证水泥产品的质量,减小环境负荷。发达国家的水泥窑共处置技术已经得到了长足发展,并且在废物的利用处置中占据着重要位置;与发达国家相比,中国的水泥窑共处置技术尚处于起步阶段,今后将在以下几个方面得到发展：建立相关的法律法规、开发利用新技术、扩大利废范围。     

水泥熟料对模拟烟气中SO2和HCl的脱除特性

干法水泥窑协同处置城市生活垃圾,因其具有反应温度高、改造成本低、综合处理效果好、无二次污染等优势,得到世界各国普遍重视。利用固定床吸附实验装置,在700~1000℃温度下研究了水泥熟料对模拟烟气SO₂和HCl脱除特性影响,结合吸附剂及其吸附产物的理化特性初步分析了SO₂和HCl脱除机制。结果表明:1)在700~1000℃下,SO₂和HCl单独存在时,水泥熟料对SO₂脱除效率随着温度升高迅速提高,其最大SO₂单位吸附量可达到4.9 mg/g,与此相反,水泥熟料对HCl脱除效率则随着温度的升高而不断降低,当温度由700℃升高到1000℃时,HCl单位吸附量由8.40 mg/g降低至4.8 mg/g; SO₂或HCl的初始吸附速率由其组分浓度决定,熟料对HCl的吸附速率显著高于其对SO₂吸附速率。2)SO₂和HCl同时存在时,在相同吸附温度下,水泥熟料脱除HCl性能稍有降低,但总体影响不大;与此同时,HCl能够显著增强水泥熟料对SO₂的脱除能力和吸附反应速率,700,1000℃下,SO₂单位吸附量由1.8,4.9 mg/g分别提高到4.5,7.8 mg/g。水泥熟料及反应产物中Cl-迁移性是造成上述结果的主要原因。该研究结果为利用干法水泥熟料吸附城市生活垃圾焚烧烟气新协同处置工艺的工业应用提供了参考。     

水泥窑协同处置Cr污染土壤过程中Cr的化学形态转化

为了对水泥熟料中的水溶性类Cr（Ⅵ）化合物从源头入窑废物控制以达到合理处置铬污染土壤的目的,以生料中Cr（Ⅲ）转化为熟料中Cr（Ⅵ）及水溶性Cr（Ⅵ）转化率为切入点展开探究。采用实验室模拟实验结合现场实验分别对含Cr污染土壤（CCS）中Cr元素煅烧前后质量平衡,Cr（Ⅲ）转化为Cr（Ⅵ）的转化率以及水溶性Cr（Ⅵ）的转化率进行研究。结果发现:Cr总量在煅烧前后基本未发生改变;在模拟煅烧实验中,Cr（Ⅲ）→Cr（Ⅵ）的转化率仅为40%左右,但在现场实验中可达到90%左右;水溶性Cr（Ⅵ）仅在现场实验工况下的熟料中检测到,Cr（Ⅵ）中水溶性Cr（Ⅵ）占比为60%~69%,水溶性Cr（Ⅵ）的转化率为35.40%。水泥产品中的水溶性Cr（Ⅵ）检测结果中复合型硅酸盐水泥中水溶性Cr（Ⅵ）含量低于GB 31893-2015《水泥中水溶性铬（Ⅵ）的限值及测定方法》中的相应限值10 mg/kg。     

利用X射线吸收近边结构光谱(XANES)研究水泥窑共处置产品中Ni和Cd的微观组成

在模拟水泥窑中高温煅烧掺有Ni、Cd化学试剂的水泥生料,并由制取的水泥熟料制备水泥净浆片.利用X射线吸收近边结构光谱（XANES）对水泥窑共处置产品中Ni、Cd的微观组成进行了研究.结果表明：Ni在水泥窑煅烧过程中发生了较为彻底的化学变化,形成了Ni-Mg化合物,该化合物可能是以氧化物、氢氧化物或碳酸盐的形式存在;水泥...     

水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰的汞排放特性及管控措施探讨

生活垃圾焚烧飞灰资源化利用主要途径之一是作为生产水泥原料。飞灰中富集了高浓度的汞、镉、铅等重金属。新型水泥窑的工艺特点导致高挥发性的汞无法固化在水泥熟料中,汞主要随烟气外排。当水泥窑处置飞灰规模较大、飞灰中汞含量较高时,如不采取控制措施,会导致水泥窑排放烟气中汞浓度超过标准限值。分别从机理分析、数据统计演算及实际检测结果多方面进行了验证,提出应加强对水泥窑协同处置飞灰过程中汞污染的认识及监督管理,探索有效的汞排放控制途径,确保汞排放达标。     

水泥窑共处置产品中重金属的形态

通过模拟煅烧掺入重金属化学试剂的水泥生料,制备水泥熟料,进而制取水泥净浆. 采用修正的Tessier连续提取法,分别研究了水泥熟料和水泥净浆中各重金属的形态. 结果表明:水泥熟料中Ni,As,Cd和Pb几乎不存在可交换态. 其中,Cr和Cd主要以酸性醋酸钠溶液提取态存在,分别为71.0%和95.1%;Ni主要分布在酸性盐酸羟胺溶液提取态(65.6%)中,在残渣态中的分布也较多(20.3%);Pb主要分布在硫化物结合态(72.7%)中,与硫形成某种化合物固溶于水泥矿物相中;As的硫化物结合态和酸性醋酸钠溶液提取态质量分数较高,分别为35.1%和51.8%. 水泥净浆中各重金属的形态分布与水泥熟料基本一致,表明重金属的主要化学形态分布受水化作用影响不大.      

废物水泥窑共处置产品中重金属释放量研究

通过模拟煅烧实验制取水泥熟料,并采用国标GB/T 17671-1999制取混凝土样品.选用EA NEN7371和EA NEN7375浸出方法,利用基于菲克扩散第二定律的一维扩散模型对废物水泥窑共处置产品（混凝土）中重金属长期累积释放量进行了研究.结果表明,混凝土中重金属的最大释放量低于总量;各种重金属在混凝土中的扩散系数不同,且Cr>As>Ni>Cd; Cr、As、Ni和Cd 30a的累积释放量分别为4.43、 0.46、 1.50和0.02 mg/kg,释放率（累积释放量/最大释放量）分别为27.0%、 18.0%、 3.0%和0.2%;扩散系数是影响重金属累积释放量的重要因素,且两者表现出较好的相关性;Cr和As的扩散系数较大（分别为1.15E-15 m²/s和6.42E-16 m²/s）,应重点控制其进入水泥窑处置过程的总量.     

水泥窑协同处置工业废弃物的生命周期评价

以废白土、废催化剂和污染土壤等工业废弃物为研究对象,运用生命周期评价(LCA)方法,对水泥窑协同处置废弃物的环境影响进行评价.通过建立生产过程输入、输出清单,从全球变暖潜值、资源消耗潜值、人体毒性潜值等方面,基于Gabi5.0软件进行建模与计算,对水泥窑常规生产工艺与协同处置工业废弃物工艺产生的环境影响进行比较.结果表明:功能单位(1 t)水泥的生产过程中,常规生产工艺和协同处置工艺的环境影响潜值分别为5.78×10~(-11)和5.61×10~(-11),协同处置工艺使得全生命周期环境影响潜值降低了2.94%;水泥生产过程最主要的环境影响是全球变暖和人体毒性,其中,协同处置工艺下这两种环境影响分别降低了0.80%和1.80%,资源消耗相比常规生产降低了11.1%;从全生命周期看,水泥生产中熟料煅烧阶段对环境的影响最大,协同处置工艺下熟料煅烧阶段的环境影响相比常规生产降低了8.0%.协同处置工艺相比常规生产工艺有更好的环境效益.