摘要：該文對雙氰胺生產后的固體廢棄物黑渣，按不同比例取代石灰石進行了煅燒水泥熟料試驗研究，經試驗驗證此黑渣可以部分或全部代替石灰石煅燒水泥熟料，為黑渣減少環(huán)境污染、加大黑渣綜合利用、提高石灰石資源的循環(huán)利用效率提供了有力的技術支持。

　　0  引 言

　　雙氰胺作為中間體，不僅應用于化工、醫(yī)藥、印染、潤滑劑、固化劑等行業(yè)，也可用于農業(yè)制肥等行業(yè)，據(jù)不完全統(tǒng)計，在我國電石深加工行業(yè)雙氰胺生產廠家達40余家，寧夏石嘴山地區(qū)尤為集中大量的雙氰胺生產廠家，年排放大量的廢棄物黑渣，不僅占用了土地，而且由于石嘴山地區(qū)，常年氣候干燥，靜風頻率低、風力大、風季長，再加上黑渣粒度細、容易產生飛揚，嚴重污染環(huán)境。目前傳統(tǒng)處理黑渣的方法就是填埋，不僅污染環(huán)境，而且造成資源嚴重浪費。為了減少黑渣對環(huán)境污染，提高資源綜合利用效率，綜合利用雙氰胺生產外排固體廢棄物黑渣已迫在眉睫，公司計劃將其應用于煅燒水泥熟料。

　　1  黑渣物理性質

　　（1）黑渣的產生

　　黑渣是用電石法生產雙氰胺過程中產生的廢渣，其產生過程如下：

     ①氰胺化鈣（石灰氮）水解

　　②氰胺化鈣脫鈣

　?。?）物理性質

　　由上述黑渣的產生過程可以看出，黑渣主要成分為碳酸鈣，由于在生產石灰氮的過程中，原料電石中含有碳顆粒而呈現(xiàn)黑色，由于在脫鈣過程中生成的CaCO₃表面帶有負電性，顆粒尺寸已達到粘土級大小，所以吸附性大，含水量高，一般含水量在30%左右，細度200目篩余為6-9%之間，大部分顆粒在0.003-0.078mm之間，比表面積為3600-4500cm²/g，松散容重為445-455Kg/m³,導熱系數(shù)低，是煅燒水泥熟料的極好原料，公司將其用于煅燒水泥熟料，其烘干后成份分析及水分見表1。

　　2  黑渣煅燒水泥熟料

　　由溶出雙氰胺烘干后的黑渣成份分析可知，黑渣中氧化鈣與傳統(tǒng)水泥生產原料石灰石相比，氧化鈣含量比較高，達到了水泥生產用石灰石的要求，是水泥生產的極好原料，因此采用黑渣、鐵粉、硅石和粉煤灰四組份配料，硅石、鐵粉和粉煤灰均采用公司周邊現(xiàn)有水泥廠生產水泥熟料用硅石、鐵粉和粉煤灰其化學成份分析見表2，由于是實驗研究不考慮煤灰成份對煅燒水泥熟料的影響，控制熟料目標率值：KH：0.911±0.02、N：2.3±0.1、P：1.5±0.1。

　　實驗過程如下：首先將含有30%的水份的黑渣，在105℃的烘箱烘干1小時，然后與硅石、鐵粉和粉煤灰按比例配料后在成球機中成球，然后將成球后的物料放入烘箱中于105℃再烘干1小時。將烘干后的物料放入剛玉坩堝并直接放入已達到1250℃目標溫度的高溫電爐（NWTX-16C）中煅燒50min，在高溫電爐中煅燒出的水泥熟料顏色發(fā)黑，質地較密且發(fā)脆，其成份分析、礦物組成分析及強度分析見表3、表4、表5。

　　由以上分析可見，在利用黑渣煅燒水泥熟料的試驗中，用黑渣部分或全部代替石灰石，在煅燒溫度、煅燒時間相同的情況下，煅燒出的水泥熟料fCaO、KH、熟料3天強度、28天強度均能滿足要求，說明在黑渣部分或全部代替石灰石煅燒水泥熟料，原料的易燒性較好，煅燒溫度較低，熟料容易煅燒，生產出的熟料晶型發(fā)育良好，熟料強度較高，因此利用黑渣完全可以生產出優(yōu)質的水泥熟料。

　　3  黑渣綜合利用計劃

　　公司建設的年產2萬噸的雙氰胺生產線已建成，部分設備目前處于聯(lián)動試車過程，由黑渣煅燒水泥熟料試驗研究表明，雙氰胺生產后的黑渣能夠部分或全部用于水泥生產，公司計劃將雙氰胺生產后產生的黑渣全部用于周邊的水泥熟料生產線，目前公司已與周邊水泥熟料生產企業(yè)已簽訂了黑渣綜合利用協(xié)議，從而完成黑渣的綜合利用，以減少對環(huán)境的污染。

　　4  結 論

　　由黑渣煅燒水泥熟料的試驗可以看出在煅燒溫度、煅燒時間相同的情況下，隨著黑渣添加量的增加，煅燒出的水泥熟料主要性能指標均能滿足要求，根據(jù)對黑渣作為煅燒水泥熟料原料試驗研究，當黑渣配料添加量為100%時煅燒出的水泥熟料28強度抗壓達到了61.2Mpa，這是現(xiàn)有水泥原料都不及的，黑渣完全可以應用于水泥熟料生產，為黑渣減少環(huán)境污染、加大黑渣綜合利用、提高石灰石資源的循環(huán)利用效率提供了有力的技術支持。