一次出窯熟料水溶性鉻（Ⅵ）波動調(diào)整的實踐

2022年10月中旬，池州海螺一條5?000t/d生產(chǎn)線的出窯熟料鉻（Ⅵ）含量突然從原來6mg/kg左右上升至10mg/kg左右。針對出窯熟料鉻（Ⅵ）含量上升66%的情況，我公司從熟料生產(chǎn)所用原材料入手，找出鐵質(zhì)原料總鉻含量大幅上升是熟料鉻（Ⅵ）含量上升的原因。受此啟發(fā)，為了避免使用高鉻石灰石造成熟料鉻（Ⅵ）上升，將高鉻石灰石作混合材用于水泥生產(chǎn)，既保證了水泥產(chǎn)品鉻（Ⅵ）含量穩(wěn)定，又提高了公司資源利用率。

1、出窯熟料更換鐵質(zhì)材料后鉻（Ⅵ）變化及原因分析2022年10月12日，熟料生產(chǎn)線鐵質(zhì)材料由原來使用的采銅礦粉改為使用產(chǎn)自湖北的銅礦粉，其他原材料及原煤均未發(fā)生改變。2022年10月16日檢測出窯熟料鉻（Ⅵ）時發(fā)現(xiàn)，該條線出窯熟料鉻（Ⅵ）由原來的6.0mg/kg左右上升至9.5mg/kg。此后連續(xù)三天該條線出窯熟料鉻（Ⅵ）均在10.0mg/kg左右。為了分析出窯熟料鉻（Ⅵ）異常變化原因，我公司隨即對該條線所使用的所有原燃材料進(jìn)行了分析，具體結(jié)果見表1、表2。正常生產(chǎn)期間石灰石使用比例85%，高硅砂巖使用比例4%，自采砂巖使用比例8%，銅礦粉使用比例3%，計算熟料料耗1.51，煤灰摻入量3%。根據(jù)配料計算，如果所有價態(tài)的鉻在窯內(nèi)全部被氧化為六價態(tài)的鉻，那么計算六價鉻含量=（246×0.04+137×0.08+957×0.03）×1.51×0.97=72.52（mg/kg）。根據(jù)鉻元素的化學(xué)性質(zhì)和水泥熟料的生產(chǎn)條件可知，低價態(tài)的鉻在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)只有一部分被氧化為六價態(tài)的鉻。表1出窯熟料鉻（Ⅵ）含量變化情況

mg/kg表2原燃材料總鉻檢測分析

mg/kg更換高鉻鐵質(zhì)材料后，由于生料中鉻含量上升，出窯熟料鉻（Ⅵ）相應(yīng)地上升。查到此原因后，2022年10月23日，我公司立即停用該批次高鉻銅礦粉，組織地采低鉻銅礦粉進(jìn)廠使用（總鉻含量400mg/kg）。2022年11月2日，待生料庫內(nèi)高鉻生料全部置換完成后，我公司再次組織檢測該生產(chǎn)線的出窯熟料鉻（Ⅵ）含量為6.8mg/kg，此后連續(xù)一周鉻（Ⅵ）含量檢測結(jié)果基本在7~7.5mg/kg。隨后的一個月，我公司穩(wěn)定熟料生產(chǎn)的原燃材料，出窯熟料鉻（Ⅵ）恢復(fù)到可控水平。通過此次分析可以驗證，天然存在的礦物中鉻元素是以低價態(tài)存在的。因此如果采用高鉻石灰石（低價態(tài)的鉻元素）生產(chǎn)水泥，理論上不會造成水泥的鉻（Ⅵ）含量的變化。為了驗證這個設(shè)定結(jié)論，我們開展了小磨水泥、大磨水泥試驗。

2、小磨試驗及大磨試驗情況我公司東山30平臺部分區(qū)域存在高鉻石灰石（總鉻含量230mg/kg以上），如果用于水泥熟料生產(chǎn)，低價態(tài)的鉻在高溫氧化環(huán)境中必然會被部分氧化，造成出窯熟料鉻（Ⅵ）上升。為了避免因使用高鉻石灰石造成出窯熟料鉻（Ⅵ）升高進(jìn)而導(dǎo)致水泥鉻（Ⅵ）波動的情況，我們采用高鉻石灰石進(jìn)行了小磨對比試驗，探究高鉻石灰石生產(chǎn)P·O42.5水泥的可行性。低鉻與高鉻石灰石外觀分別見圖1、圖2。原材料總鉻含量情況見表3，試驗水泥配比見表4，高鉻石灰石與低鉻石灰石作混合材小磨水泥鉻（Ⅵ）含量結(jié)果見表5。圖1低鉻石灰石外觀圖2高鉻石灰石外觀表3原材料鉻含量檢測結(jié)果mg/kg表4試驗水泥配比%表5高鉻石灰石與低鉻石灰石作混合材小磨水泥鉻（Ⅵ）含量對比mg/kg通過小磨水泥試驗可以驗證，采用高鉻石灰石作混合材生產(chǎn)水泥，對出磨水泥鉻（Ⅵ）含量幾乎沒有影響。此后，我公司于11月10日在1#水泥磨（Φ4.2m×13m，帶輥壓機聯(lián)合粉磨型）采用高鉻石灰石作混合材開展大磨試驗。試驗采用的熟料為上述5?000t/d生產(chǎn)線鉻（Ⅵ）穩(wěn)定后的熟料（鉻（Ⅵ）含量7.0mg/kg左右），脫硫石膏、粉煤灰、濕排灰均采用同一批次物料，各物料生產(chǎn)的比例與小磨試驗相同。試驗情況見表6。從表6可見，大磨試驗采用高鉻石灰石作混合材對出磨水泥鉻（Ⅵ）含量沒有影響。表6采用高鉻石灰石大磨試驗對比數(shù)據(jù)3、結(jié)論通過此次出窯熟料鉻（Ⅵ）波動分析、調(diào)整以及P·O42.5水泥大磨、小磨試驗，可以充分驗證，鉻元素作為一種不活潑金屬，在天然存在的狀態(tài)下是低價態(tài)的。水泥熟料生產(chǎn)工藝是高溫氧化條件，如果采用高鉻原材料生產(chǎn)熟料，勢必會導(dǎo)致出窯熟料鉻（Ⅵ）升高。在采購鐵質(zhì)材料時，應(yīng)根據(jù)情況明確合同指標(biāo)中總鉻含量。同時由于不同地區(qū)石灰石礦山的地質(zhì)條件不同，不同巖層的有害