随着2016年颁布实施的水泥中水深性铬的限量及测定方法的规定，严格限制了水泥中水溶性铬的含量标准要求，使得各大水泥厂家对其质量的控制要求大大提高，对其水泥产品中水深性铬的处理也进一步提高了技术要求。对于水泥中铬的去除最为低成本的处理方式为采用七水硫酸亚铁进行还原去除。
硫酸亚铁去除水泥中六价铬的方法
还原剂法是利用还原剂将可溶性的Cr (Ⅵ) 还原为低毒的三价铬Cr (Ⅲ) 。结合水泥的特性, 查阅国内外相关文献, 常用的还原剂有硫酸亚铁、Sn2+盐、Mn2+盐、有机醛类还原剂、硼氢化钠。其中Sn2+盐具有吸湿性, 而且使用成本高, 不适合大规模使用;硫酸锰、多数醛类、硼氢化钠均具有毒性, 在水泥应用会造成二次污染。硫酸亚铁作为水泥可溶性六价铬还原剂较为合适, 其价格低廉、毒性小 (采取正常的防护措施) 、还原性好等优点, 但是其易氧化、结块等缺点限制了使用。
掺加0.08%七水硫酸亚铁后约可使水泥中水溶性六价铬由10 mg/kg降至4～2 mg/kg;验证磨后掺加比磨前掺加效果好, 可避免其在高温下被氧化;掺加后水泥中水溶性六价铬7d, 28d均较1d检测结果有所上升, 但上升幅度不高, 仍满足国标限量要求;磨前掺加还原剂对水泥生产工艺基本无影响;对水泥标准稠度需水量及凝结时间无较大影响;对水泥强度的影响趋势不同, 但影响不大;对水泥与外加剂适应性的影响根据不同的水泥、减水剂品种表现有所差异, 需要通过试验具体论证。
硫酸亚铁作为水泥六价铬还原剂的主要瓶颈在于FeSO4·7H2O含水量高, 易黏聚, 流动性差, 增加了储存及计量的难度。市面销售的烘干硫酸亚铁, 失去部分结晶水, 价格为FeSO4·7H2O的4～6倍。考虑成本因素, 通过实验论证了为FeSO4·7H2O添加载体的可行性。选取水泥厂常用的超细石粉、粉煤灰、矿粉分别与FeSO4·7H2O按照1∶1混匀, 流动性及结块碾压难度。
根据FeSO4·7H2O与各载体混合后的物理特性, 选取粉煤灰作为FeSO4·7H2O载体较为合适。粉煤灰含有大量玻璃体, 粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织, 比表面积较大, 具有较高的吸附活性, 颗粒的粒径范围为0.5～300μm。并且珠壁具有多孔结构, 孔隙率高达50%～80%, 有很强的吸水性。从物相上讲, 粉煤灰是晶体矿物和非晶体矿物的混合物。其矿物组成的波动范围较大。一般晶体矿物为石英、莫来石、氧化铁、氧化镁、生石灰及无水石膏等, 非晶体矿物为玻璃体、无定形碳和次生褐铁矿, 其中玻璃体含量占50%以上。
粉煤灰作为七水硫酸亚铁载体, 二者混合后作为水泥六价铬还原剂的工艺流程可以参考粉体助磨剂的制备、储存、计量、添加等工艺环节。
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