水泥廠廢舊除塵布袋焚燒灰作水泥混合材試驗

　　我國水泥行業(yè)產(chǎn)能大、塵源點多，是袋式除塵器的使用大戶，每年都將產(chǎn)生大量的廢舊除塵布袋.目前這些廢舊除塵布袋都沒有得到妥善處理，大多數(shù)被簡單填埋或隨處堆放，對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，制約著水泥行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。焚燒是實現(xiàn)廢舊布袋減量化和無害化最有效的方法之一，焚燒后化學(xué)纖維布袋變成CO2和H2O，玻璃纖維布袋則變成SiO2。 焚燒后的灰渣屬于一般廢物，且含有CaO、SiO2、Al2O3 等活性組分，具有較高的回收利用價值。另外，水泥混凝土能夠有效固化有害組分，成為公認(rèn)的處理消納各種廢物的有效途徑。本文將廢舊除塵布袋焚燒灰渣用作水泥混合材，系統(tǒng)地研究了廢舊布袋焚燒灰渣對水泥物理性能、工作性能及結(jié)構(gòu)的影響，探討了廢舊布袋焚燒灰用作水泥混合材的可行性及技術(shù)規(guī)范，以期為實現(xiàn)水泥廠廢舊除塵布袋的無害化、資源化提供切實可行的技術(shù)路線。廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境與工程學(xué)院采用廣東省龍門縣某水泥廠兩種廢舊布袋，放入馬弗爐中在900℃溫度下灼燒1h，然后取其焚燒灰渣。

　　發(fā)現(xiàn)化纖布袋燒失量達(dá)75%以上，焚燒后灰渣經(jīng)球磨機(jī)粉磨成灰色粉末，在干燥條件下保存待用。玻纖布袋的燒失量幾乎為0，但其焚燒后變成又硬又脆的固體，將其投入球磨機(jī)粉磨成白色粉末，并在干燥條件下保存待用。化纖布袋燒灰與水泥熟料的組分比較接近，CaO 的含量略低于水泥熟料，SO3 的含量較高，達(dá)3.29%;玻纖布袋灰中含量最多的是SiO2，高達(dá)48%，而CaO、Al2O3等組分含量相對較少。按照GB2847-2005，用作水泥混合材使用的材料，其燒失量須低于10%(兩種布袋焚燒后灰渣的燒失量遠(yuǎn)低于10%)，SO3含量低于3.5%，且SiO2、CaO、Al2O3較高. 可見兩種布袋焚燒灰渣都適合用作水泥混合材。

　　見上述燒灰按照不同的實驗比例與熟料、灰渣、石膏在球磨機(jī)中混合粉磨配制成水泥，水泥的比表面積控制在(300±10)m2˙Kg-1，按標(biāo)準(zhǔn)方法檢測水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性以及水泥的膠砂強(qiáng)度。

　　標(biāo)準(zhǔn)稠度

　　隨著兩種布袋焚燒灰的加入，布袋灰水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量呈增加趨勢，且添加焚燒灰的量越多，標(biāo)準(zhǔn)稠度越大?；w布袋焚燒灰對水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度的影響較為明顯，當(dāng)灰摻量為30% 和40% 時，標(biāo)準(zhǔn)稠度分別達(dá)到32%和34.4%。這是由于化纖布袋焚燒灰中的化學(xué)纖維以及部分布袋收集的煤粉經(jīng)過燃燒后留下了許多疏松多孔的物質(zhì)，這種物質(zhì)對水分有較強(qiáng)的吸附能力，從而導(dǎo)致化纖布袋灰水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量大幅增加。玻纖布袋焚燒灰中的硅粉粒徑較小，可以填充水泥粗顆粒之間的間隙，產(chǎn)生微集料效應(yīng)。其結(jié)果使體系的粒徑分布更合理，而且能置換出部分水泥顆粒間填充的水分。這種填充使得拌合物中可利用的自由水增加，有助于降低水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量.但另一方面，由于玻纖布袋焚燒灰的粒徑小，比表面積大，導(dǎo)致體系的表面吸附水量也增大，此消彼長，最終導(dǎo)致水泥漿體的稠度增大。 但總體上玻纖布袋灰水泥的稠度增加幅度均在合理范圍之內(nèi)。

　　凝結(jié)時間

　　實驗結(jié)果表明，摻加兩種布袋焚燒灰都會延長水泥的初凝、終凝時間。化纖布袋焚燒灰摻量在10%-20%時水泥的凝結(jié)時間延長幅度較小，當(dāng)其摻量超過30%后水泥的凝結(jié)時間大幅延長，這可能與用水量的增加有關(guān).玻纖布袋焚燒灰的摻加明顯延長了水泥的凝結(jié)時間，其中摻量為30%、40%時水泥凝結(jié)時間都延長超過一倍，其作用機(jī)制可能與玻纖布袋焚燒灰渣具有較高的SiO2和較低的CaO含量有關(guān)。

　　活性及水泥性能指標(biāo)

　　判斷混合材為活性混合材還是非活性混合材的主要指標(biāo)是水泥膠砂28d抗壓強(qiáng)度比R28，按GB2847-2005規(guī)定，R28大于65%為活性混合材，R28小于65%為非活性混合材。

　　實驗發(fā)現(xiàn)化纖布袋灰水泥和玻纖布袋灰水泥在摻量為30%時，活性試驗的R28分別為91.0%和80.6%，遠(yuǎn)高于65%。由此可認(rèn)為兩種布袋焚燒灰都具有相當(dāng)高的活性，可以單獨用作水泥混合材。

　　化纖布袋灰水泥在摻量10%-20%時，其強(qiáng)度滿足52.5R強(qiáng)度等級水泥要求。當(dāng)摻量為30%-40%時，其強(qiáng)度滿足42.5R強(qiáng)度等級水泥要求。玻纖布袋灰水泥在摻量10%、20%、40%時，其強(qiáng)度滿足42.5R強(qiáng)度等級水泥要求，而摻量30%的玻纖布袋灰水泥強(qiáng)度只能滿足32.5R強(qiáng)度等級要求。表明化纖布袋焚燒灰的活性高于玻纖布袋焚燒灰。