用双氰胺生产外排固体废弃物黑渣煅烧水泥熟料

0 引 言　　双氰胺作为中间体，不仅应用于化工、医药、印染、润滑剂、固化剂等行业，也可用于农业制肥等行业，据不完全统计，在我国电石深加工行业双氰胺生产厂家达40余家，宁夏石嘴山地区尤为集中大量的双氰胺生产厂家，年排放大量的废弃物黑渣，不仅占用了土地，而且由于石嘴山地区，常年气候干燥，静风频率低、风力大、风季长，再加上黑渣粒度细、容易产生飞扬，严重污染环境。目前传统处理黑渣的方法就是填埋，不仅污染环境，而且造成资源严重浪费。为了减少黑渣对环境污染，提高资源综合利用效率，综合利用双氰胺生产外排固体废弃物黑渣已迫在眉睫，公司计划将其应用于煅烧水泥熟料。1 黑渣物理性质　　（1）黑渣的产生　　黑渣是用电石法生产双氰胺过程中产生的废渣，其产生过程如下： ①氰胺化钙（石灰氮）水解　　②氰胺化钙脱钙　　（2）物理性质　　由上述黑渣的产生过程可以看出，黑渣主要成分为碳酸钙，由于在生产石灰氮的过程中，原料电石中含有碳颗粒而呈现黑色，由于在脱钙过程中生成的CaCO3表面带有负电性，颗粒尺寸已达到粘土级大小，所以吸附性大，含水量高，一般含水量在30%左右，细度200目筛余为6-9%之间，大部分颗粒在0.003-0.078mm之间，比表面积为3600-4500cm2/g，松散容重为445-455Kg/m3,导热系数低，是煅烧水泥熟料的极好原料，公司将其用于煅烧水泥熟料，其烘干后成份分析及水分见表1。　2 黑渣煅烧水泥熟料　　由溶出双氰胺烘干后的黑渣成份分析可知，黑渣中氧化钙与传统水泥生产原料石灰石相比，氧化钙含量比较高，达到了水泥生产用石灰石的要求，是水泥生产的极好原料，因此采用黑渣、铁粉、硅石和粉煤灰四组份配料，硅石、铁粉和周边现有水泥厂生产水泥熟料用硅石、铁粉和粉煤灰其化学成份分析见表2，由于是实验研究不考虑煤灰成份对煅烧水泥熟料的影响，控制熟料目标率值：KH：0.911±0.02、N：2.3±0.1、P：1.5±0.1。　　实验过程如下：首先将含有30%的水份的黑渣，在105℃的烘箱烘干1小时，然后与硅石、铁粉和粉煤灰按比例配料后在成球机中成球，然后将成球后的物料放入烘箱中于105℃再烘干1小时。将烘干后的物料放入刚玉坩埚并直接放入已达到1250℃目标温度的高温电炉（NWTX-16C）中煅烧50min，在高温电炉中煅烧出的水泥熟料颜色发黑，质地较密且发脆，其成份分析、矿物组成分析及强度分析见表3、表4、表5。　　由以上分析可见，在利用黑渣煅烧水泥熟料的试验中，用黑渣部分或全部代替石灰石，在煅烧温度、煅烧时间相同的情况下，煅烧出的水泥熟料fCaO、KH、熟料3天强度、28天强度均能满足要求，说明在黑渣部分或全部代替石灰石煅烧水泥熟料，原料的易烧性较好，煅烧温度较低，熟料容易煅烧，生产出的熟料晶型发育良好，熟料强度较高，因此利用黑渣完全可以生产出优质的水泥熟料。3 黑渣综合利用计划　　公司建设的年产2万吨的双氰胺生产线已建成，部分设备目前处于联动试车过程，由黑渣煅烧水泥熟料试验研究表明，双氰胺生产后的黑渣能够部分或全部用于水泥生产，公司计划将双氰胺生产后产生的黑渣全部用于周边的水泥熟料生产线，已与周边水泥熟料生产企业已签订了黑渣综合利用协议，从而完成黑渣的综合利用，以减少对环境的污染。4 结 论　　由黑渣煅烧水泥熟料的试验可以看出在煅烧温度、煅烧时间相同的情况下，随着黑渣添加量的增加，煅烧出的水泥熟料主要性能指标均能满足要求，根据对黑渣作为煅烧水泥熟料原料试验研究，当黑渣配料添加量为100%时煅烧出的水泥熟料28强度抗压达到了61.2Mpa，这是现有水泥原料都不及的，黑渣完全可以应用于水泥熟料生产，为黑渣减少环境污染、加大黑渣综合利用、提高石灰石资源的循环利用效率提供了有力的技术支持。