近年來，在深圳市中金嶺南鉛鋅集團有限公司的支持下，凡口水泥廠與華南理工大學材料科學與工程學院合作，開展了利用冶煉鋅鉛濕廢渣作為部分原料在濕法回轉(zhuǎn)窯上煅燒水泥熟料的研究，并成功地應用于生產(chǎn)中，為冶煉鋅鉛工業(yè)濕廢渣找到了一條綜合利用的途徑，具有明顯的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益。

1　鋅鉛濕廢渣的化學組成

　　冶煉廠的1、2號回轉(zhuǎn)窯鋅鉛濕廢渣化學組成見表1。用其代替部分粘土、鐵粉和礦化劑，在濕法回轉(zhuǎn)窯上煅燒水泥熟料既可擴大水泥原料資源，又可把其中的碳加以綜合利用。

表1 鋅鉛濕廢渣化學組成 (%)

廢渣	SiO2	Fe2O3	CaO	MgO	Al2O3	S	C	Pb	Zn
冶煉廠1號回轉(zhuǎn)窯	28.17	39.97	6.05	5.20	17.27	3.25	20.38	0.014	0.003
冶煉廠2號回轉(zhuǎn)窯	28.06	39.42	5.26	5.56	17.27	3.47	15.33	0.067	0.008

2　配方優(yōu)化

　　由于冶煉鋅鉛濕廢渣中鐵、硅、鋁和碳的含量較高(如表1所示)，用其作原料時，應考慮石灰質(zhì)、硅質(zhì)、鐵質(zhì)原料和燃料的質(zhì)量符合配方要求。凡口水泥廠所采用的原、燃料化學成分見表2，煤的工業(yè)分析見表3，主機設(shè)備見表4。

  表2 原、燃料化學成分

名稱	Loss	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	S	Σ
石灰石	39.31	7.26	1.29	0.90	48.69	1.29	－	97.45
粘土	10.35	64.69	15.42	6.63	0.81	0.62	－	98.52
鐵粉	14.13	11.33	7.47	61.82	2.48	1.44	－	98.67
鋅鉛干廢渣	－	28.11	17.27	39.69	5.65	5.38	3.36	99.46
綜合煤煤灰	－	56.30	28.14	6.50	2.88	1.46	－	96.28

表3 煤的工業(yè)分析

Mad/%	Aad/%	Vad/%	FCad/%	Qnet,ar/(kJ/kg)
1.19	28.04	13.80	56.97	23 052

注：綜合煤中煙煤、無煙煤分別為1/3和2/3。 表4 主機設(shè)備概況

名稱	規(guī)格/m	臺數(shù)	設(shè)計能力/(t/h)
石灰石破碎	Φ1.25立式破碎機	2	50×2
生料粉磨	Φ2.4×13管磨	1	50
熟料煅燒	Φ2.5/3.0×90濕法回轉(zhuǎn)窯	3	10×3
綜合煤粉磨	Φ2.2×4.4	1	10
水泥粉磨	Φ2.4×13管磨	1	30
水泥包裝	兩嘴包裝機	1	30

　　經(jīng)過試驗及配方優(yōu)化研究結(jié)果表明，采用鋅鉛濕廢渣可代替20%～30%硅質(zhì)原料和100%鐵質(zhì)原料，使用時適當降低KH、提高SM，有利于提高熟料質(zhì)量。使用鋅鉛濕廢渣前后入窯生料漿化學成分及三個率值的比較見表5。

  表5 鋅鉛濕廢渣使用前后入窯生料漿化學成分及率值比較

項目	入窯料漿化學成分/%							率值
	Loss	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	S	KH	SM	IM
使用前	36.47	11.17	2.71	2.78	44.63	1.35		1.25	2.03	0.98
使用后	35.83	11.72	2.60	2.75	44.21	1.33	0.25	1.19	2.19	0.95

3　鋅鉛濕廢渣配料對濕法回轉(zhuǎn)窯熟料煅燒的影響

　　該研究的主要技術(shù)關(guān)鍵是如何解決廢渣中含硫較高、容易形成硫酸鹽窯皮、易引發(fā)窯內(nèi)結(jié)圈影響通風的問題，凡口水泥廠近年來以華南理工大學材料科學與工程學院為技術(shù)依托，通過適當調(diào)整配方、加強通風、優(yōu)化窯操作參數(shù)等措施較好地解決了上述問題。利用冶煉鋅鉛濕廢渣代替約20%的粘土和100%的鐵粉，生料中含有適量的碳、硫和微量的鋅鉛組分，既可在生料漿制備過程中起著改善料漿流動性的作用，在滿足入窯料漿流動度的情況下可使料漿水分減少1%～2%，又可在熟料燒成過程中起到礦化劑的作用。使用鋅鉛濕廢渣前后熟料化學成分、率值、礦物組成及物理性能的比較見表6、7。

  表6 鋅鉛濕廢渣使用前后熟料化學成分、率值及礦物組成的比較

項目	化學成分/%								率 值				礦物組成/%
	Loss	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	fCaO	KH	KH－	SM	IM	C3S	C2S	C3A	C4AF
使用前	0.64	20.34	5.92	4.58	65.03	2.08	－	1.38	0.94	0.92	1.94	1.29	58.74	13.99	7.92	13.92
使用后	0.58	20.91	5.71	4.65	65.17	1.51	0.37	0.57	0.92	0.91	2.02	1.23	57.69	16.38	7.24	14.15

  表7 鋅鉛濕鋅廢渣使用前后熟料物理性能的比較

項 目	抗折強度/MPa			抗壓強度/MPa			比表面積/(m2/kg)	凝結(jié)時間/(h:min)
	3d	7d	28d	3d	7d	28d		初凝	終凝
使用前	5.3	6.4	7.8	28.5	43.8	60.7	302	2：38	4：41
使用后	5.8	7.1	8.4	31.7	46.2	62.6	303	2：58	4：45

　　分析表6、7可知，使用鋅鉛濕廢渣配料后，在濕法回轉(zhuǎn)窯上燒成的水泥熟料fCaO從1.38%降低到0.57%，硅酸鹽礦物總量從72%左右提高到74%，因而在比表面積相近時熟料各個齡期的強度都有所提高，為磨制優(yōu)質(zhì)水泥創(chuàng)造了條件。

4　經(jīng)濟和社會效益分析

　　凡口水泥廠自1997年7月使用冶煉鋅鉛濕廢渣以來，已利用冶煉廠鋅鉛濕廢渣5.8萬t，生產(chǎn)了優(yōu)質(zhì)水泥近50萬t。所生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)“獅嶺牌”水泥已廣泛應用于深圳、廣州的立交橋、高架路、高層建筑、虎門大橋、京珠高速公路等重點工程，由于水泥質(zhì)量穩(wěn)定、富余強度高、應用效果優(yōu)良，因而用戶滿意。
　　

根據(jù)生產(chǎn)成本計算結(jié)果表明，使用冶煉鋅鉛濕廢渣后，水泥每噸成本降低5元/t，既為水泥企業(yè)獲得經(jīng)濟效益近250萬元，又為鋅鉛冶煉廠節(jié)約了每年30萬元堆放濕廢渣資金以及環(huán)保部門“三廢”處理的款項，改善了生態(tài)環(huán)境。