水泥窑用碱性耐火材料无铬化的技术进展

从20世纪50年代初开始，镁铬质耐火材料用于水泥回转窑高温带，60年代又开发出直接结合镁铬砖，具有更优良的性能，已成为大型水泥回转窑高温带使用的主导材料。
　　进入80年代以后，含铬耐火材料造成“铬公害”问题，提到了议事日程。研究认为，三价铬的金属氧化物，在高温下与物料中的碱盐起反应，形成六价铬的化合物，这种六价铬化合物是水溶性的致癌物质，污染环境。因此，必须寻求用无铬碱性砖来替代含铬碱性砖。
1　“铬公害”问题
在水泥回转窑使用后的镁铬砖残砖中，Cr6+含量约为0.1%～0.5%，平均为0.3%，其主
要有害物质为K₂CrO₄。
　　一般认为，Cr2O72-比CrO42-有更大的危害性。在一定条件下，铬酸根CrO42-（黄色）和重铬酸根Cr2O72-（橙红色）是可以互相转换的。
　　在酸性条件下　2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O
　　在碱性条件下　Cr2O72-+2OH-=2CrO42-+H2O
　　在镁铬砖残砖中，有MgO存在，水溶液呈弱碱性，一般不容易出现K2Cr2O7。
　　我国国家标准GB-3838-88，在地面水环境质量标准中对Cr6+的含量有明确规定,见表1。
　　K₂Cr₂O₄是一种弱氧化性化合物，化学稳定性较高，溶入环境水后很难再被还原成无毒的三价铬，在许多场合这些含Cr6+化合物将稳定存在于自然界，对环境造成长期的污染，这种危害是持续性的，是非常严重的。
　　随着ISO14000和各种有关环境安全法规的制定和实施，对水泥窑内衬无铬化的要求更加迫切了。
2　水泥回转窑耐火材料的要求
大型水泥回转窑各段带对砖的要求及使用损毁主要原因,见表2。
　　到现在为止，大型水泥回转窑内衬还离不开镁铬砖，因为镁铬砖有好的抗侵蚀性，抗热震性和容易挂窑皮。而镁尖晶石砖有好的组织结构稳定性，抗侵蚀性和抗热震性，常被用于冷却带和过渡带。
3　水泥回转窑碱性砖无铬化进程
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摘自《中国水泥》2004年 10月号