水泥窑协同处置固废的质量控制

李成琦　梁洪超　袁召乾

摘要：通过对城市污泥、冶矿废渣、矿山边角料等固体废弃物的化学成分、物理性能、重金属含量等方面检测，探讨水泥窑如何科学、合理地处置固体废弃物，稳定水泥熟料质量，综合利用废弃资源，降低生产成本，同时利用水泥窑高温、分解、烧结的特点将固废中的有害物质固溶于水泥熟料中，保护生态环境，践行央企社会责任。

关键词：固体废弃物;协同处置;重金属;高温固熔;岩相分析：科学利用

引言：随着自然资源供应日益紧张、生态环保的要求越来越高。据有关数据统计，我国工业固体废物年产生量约33亿t，历史累计堆存量超过600亿t，传统掩埋固体废弃物的方式不仅浪费了资源，而且对土壤和地下水均造成严重污染。为解决这一迫切的环保难题，我们利用固废的有用成分作为水泥配料原料，利用水泥窑高温固熔技术实现了对固废的无害化、减量化处置，不仅节约了资源，而且保护了环境。

1水泥窑协同处置固废的工序质量控制

通过对污泥、铜尾矿和熟料的检测分析，要想获得稳定的水泥熟料质量，必须采取一定有效措施，确定科学、合理地掺兑比例，保证窑系统工况稳定，维持回转窑稳定安全运行。

1.1优化配料方案

均匀下料是实现配料指标的首要前提。针对污泥、铜尾矿含水率高，常造成堵料的现有缺陷，在要求源头企业加强干化处置的同时，水泥厂对配料秤和配料仓进行局部改造。配料秤上方增加板喂机做过度仓，减少了工人清堵频次，皮带秤改成链板秤，减少了皮带运行中的带料问题，改善了职场环境。

有害成分的有效控制是實现熟料质量稳定的关键。污泥、铜尾渣都通过增加不同干化剂进行预处理，所以其带入水泥熟料中的重金属、氯离子、碱、硫的含量必须高度关注、加强监测，严格控制在国家标准限量范围内。

水泥粉磨阶段可通过添加高活性酸性混合材和助磨增强剂等措施提高水泥后期强度的增进率。

根据窑系统的稳定情形和熟料质量变化状况，最终确定了水泥窑协同处置固废的数量。

1.2调整烧成工艺参数

水泥窑协同处置固废后较为明显的系统变化是物料液相形成早，易结皮结块，操作稍有不慎，极易形成工艺故障。

针对污泥、铜尾渣含重金属和微量有害成分的特点，我公司采取了适当降低分解炉控制温度（满足必要的表观分解率≥90%）、调整篦冷机的风量、风速，改善熟料的急冷效果等措施，改善了熟料脆性、易磨性，提高了熟料后期强度。

配料稳定是获取优质熟料的前提，科学、合理的烧成制度是关键。当原材料发生重大变化时，烧成工艺参数也应随之调整。依据固废含有重金属可致部分液相提前出现的特点，分解炉出口温度由之前的870℃调整至850℃控制，表观分解率由之前的95%调整至92%控制。

1.3熟料岩相结构分析

借助无机材料显微结构分析，观察熟料各矿物在不同冷却制度环境下的物相结构变化：

一级熟料显微结构特征：阿利特约含60%，分布均匀，发育良好，呈六角板、柱状，无花环、环带等结构，包裹体少，无成堆小晶体;贝利特少于20%，为圆形颗粒，均匀分布于阿利特之间，具有细长交叉双晶纹，无平行双晶及其他结构，双晶之间有较亮的白色中间相;游离氧化钙很少，方镁石很少，空洞较少;黑色中间相以点滴、点线和小片为主。

慢冷熟料具有矿物晶格大，晶态不稳定，水化活性低，脆性差，易磨性差，3d～7d强度高，28d强度低的特点。因此，在实际操作中应尽可能提高熟料冷却速率，改善熟料矿物发育，提高热回收效率，降低单位能耗，提高熟料后期强度。

2固态危险废物处置过程中的质量控制

危险废物进厂前需了解产废企业工艺过程，确定危险废物种类、物理性能、化学成分等基本属性，并根据其特性确定需要分析的参数，提前由危废处置公司或质量控制部派人去产废企业取样做评估检测，符合进厂控制要求的，通知危废处置公司生产部可以安排进厂计划，不符合控制要求的禁止进厂。

完成评估样品检验分析后，根据现场的投加设施、工艺条件判定是否适宜本企业水泥窑协同处置，如确认能处置，由危废处置公司生产部负责封装保存评估样品，用于事故和纠纷的调查，样品应该保存到停止处置该种危险废物之后。危废处置公司提前两天按质量管理部指标要求的日处置均值安排日处置计划，物料必须是最近评估过的计划内物料（评估时间超过半年，进厂前必须重新评估）。安排进厂计划时须按质量管理部下发的固态危废进厂控制标准，超出控制范围的物料严禁进厂，以OA形式发放至相关人员。特殊物料必须说明（如干料、湿料、第一次进厂等）。进厂物料如果多次检测各项数据都在控制指标内且相对稳定，可以先取样进固废车间处置后检测，其他进厂物料一律先进厂取样检测，数据正常后再进固废车间处置。进厂数据超出内控指标在50%以内的物料需等待搭配处置且需走审批流程，后续严禁进厂，超出内控指标50%以上的物料要求退货。

过程产品加强控制出磨生料、C5热生料、出窑熟料的氯硫铬、重金属、可浸出重金属等内控指标，确保出厂产品质量合格。

3结束语

水泥工业是国民经济发展的重要基础产业。我国水泥工业的发展方向已从发展大型新型干法水泥生产技术和装备，促进水泥工业结构调整向节能型、环保型、资源型发展绿色水泥工业转型。目前我国水泥窑协同处置固废项目虽已取得阶段性成绩，但与发达国家水泥工业已有几十年的处置固废经验相比，还存有一定差距。未来我国水泥工业要想实现拓量处置固体废弃物还需在燃烧器适应性的改良，新燃料的替代，减少热耗损失、降低窑废气排放指标如：NOx、SO2、CO、颗粒物等排放指标等领域不断学习、不断实践、不断成长，利用新能源、新材料、新技术快速推进水泥工业向清洁型生产转轨，为守护一方碧水蓝天做出贡献。

参考文献

[1] 冯广京，林坚，胡振琪，等.2014年土地科学研究重点进展评述及2015年展望[J].中国土地科学

[2] 马永欢，张丽君，徐卫华.科学理解新型城镇化推进城乡一体化发展[J].城市发展研究