水泥中的鉻主要來自原材料和燃料。石灰石、黏土或黏土質(zhì)頁巖中鉻含量很低,為1mg/kg~100mg/kg。作為鐵質(zhì)校正原料的工業(yè)副產(chǎn)品硫鐵渣的鉻含量較高,有些可達10000mg/kg。傳統(tǒng)和替代燃料,如燃油、酸性樹脂和重油以及窯灰等的鉻含量也較高。研究表明,在氧化氣氛煅燒的熟料中,大部分Cr6+以陰離子絡合物形式固溶在熟料相特別是在硅酸鹽相(C3S和C2S)中,因此,水泥加水攪拌時,鉻不會立刻溶解,從工人安全角度考慮不會有什么問題。不過保留在熟料和水泥中的某些鉻,以水溶性的鉻存在。
在熟料煅燒過程中,影響水溶性六價鉻形成和數(shù)量的主要因素是:在總鉻量相同的情況下,熟料硫酸鹽化程度越低,一般含水溶性六價鉻量越大;用煤煅燒的熟料的水溶性六價鉻含量較少,因為煤煅燒時可產(chǎn)生還原氣氛和增加熟料硫酸鹽化程度;若代替燃料合適,熟料水溶性六價鉻含量也少,而用重油燒的熟料水溶性六價鉻含量高,用天然氣燒的熟料水溶性六價鉻含量最高;用含F(xiàn)eO的廢渣生產(chǎn)熟料,水溶性六價鉻也不少,因為在它附近會產(chǎn)生局部還原效應,含F(xiàn)eO的廢渣越細、分布越均勻越好;在水泥制備過程摻還原劑,如含水硫酸亞鐵與熟料共同粉磨,或在水泥成品中摻含水硫酸亞鐵,可減少水泥中水溶性六價鉻含量。含水硫酸亞鐵的溶解度越高,效果越好。
另外,溫度對硫酸亞鐵的減鉻效果影響很大,如某水溶性六價鉻含量<0.1mg/kg的袋裝水泥在20℃~25℃、約50%的相對濕度儲存6個月,其水溶性六價鉻含量僅為0.2mg/kg,這是由于硫酸亞鐵脫水而降低溶解度之故。水泥摻含水硫酸亞鐵后,對混凝土的用水量、保水能力、收縮和抗壓強度都沒有什么影響,也不會引起離析和泌水。
【作者:王善拔】