李祥彥，黃 簫，何 興，王 梅，花 蓓，段富良

（云南錫業(yè)股份有限公司，云南 個(gè)舊 661000）

硫酸亞錫在環(huán)保水泥中的應(yīng)用

李祥彥，黃 簫，何 興，王 梅，花 蓓，段富良

（云南錫業(yè)股份有限公司，云南 個(gè)舊 661000）

研究了使用硫酸亞錫降低水泥中 Cr6+的方法。結(jié)果表明，在1t水泥中只要加入9.19 ～12.40g的改性硫酸亞錫即可將 Cr6+的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低1mg/kg。將硫酸亞錫引入水泥中，對(duì)促進(jìn)建筑行業(yè)的安全、可持續(xù)發(fā)展有重要的意義。

硫酸亞錫；水泥；Cr6+

在水泥生產(chǎn)過(guò)程中，鉻是原材料中避免不了的微量元素之一。水泥中的鉻主要以Cr6+的形態(tài)存在。Cr6+為吞入性毒物/吸入性極毒物，皮膚接觸可能導(dǎo)致敏感，更可能造成遺傳性基因缺陷；吸入可能致癌，對(duì)環(huán)境有持久危險(xiǎn)性［1］。Cr6+化合物的水溶性很強(qiáng)，在水泥使用過(guò)程中或是形成建筑物以后易溶出并擴(kuò)散，對(duì)人體、環(huán)境的危害極大。

2005年初，歐洲76/769/EEC法規(guī)要求水泥和水泥基制品水溶性Cr6+質(zhì)量分?jǐn)?shù)要低于2 mg/ kg，我國(guó)在這方面暫無(wú)限制。

關(guān)于降低建筑材料中Cr6+含量的方法國(guó)內(nèi)已經(jīng)有相關(guān)的研究報(bào)道［2-11］。研究方向主要有有機(jī)、無(wú)機(jī)還原劑還原法、離子交換法以及吸附脫出法。有機(jī)還原劑在降低材料中Cr6+含量的應(yīng)用效果較差，而無(wú)機(jī)還原劑目前僅發(fā)現(xiàn)硫酸亞鐵和硫酸錳兩種無(wú)機(jī)物有較好的降低耐火材料中Cr6+含量的效果，使用效率達(dá)到了40%以上。

使用硫酸亞鐵或者硫酸錳只針對(duì)降低耐火材料中的Cr6+含量，用于成品水泥中則很難使水泥基質(zhì)中的水溶性Cr6+含量達(dá)到要求小于2 mg/kg的要求。

本文開(kāi)展了硫酸亞錫應(yīng)于水泥中降低Cr6+含量的研究。硫酸亞錫的吸潮性很強(qiáng)，當(dāng)水泥中加入純硫酸亞錫時(shí)，吸潮的硫酸亞錫易粘接起來(lái)，流動(dòng)性不好，不能形成最佳的高斯分布，這一問(wèn)題還特別突出。本研究開(kāi)發(fā)了一種高流動(dòng)性的硫酸亞錫，并利用其進(jìn)行降低水泥中Cr6+含量的應(yīng)用試驗(yàn)。高流動(dòng)性的改性硫酸亞錫以下簡(jiǎn)稱“SSF-水泥”。在水泥生產(chǎn)的磨料環(huán)節(jié)中，按添加配料要求將SSF-水泥加入混料。當(dāng)水泥投入使用時(shí)，由于和水接觸，Cr6+溶出而與硫酸亞錫發(fā)生反應(yīng)，生成Cr3+，達(dá)到降低水泥中Cr6+的目的。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑及儀器

硫酸亞錫；通用硅酸鹽水泥，產(chǎn)品質(zhì)量符合GB175-2007；標(biāo)準(zhǔn)砂；惰性材料；去離子水。

精密增力電動(dòng)攪拌器；電子天平。

1.2 樣品的制備

水泥樣品配置見(jiàn)表1所示。

表1 水泥中Cr6＋含量為2.72 mg／kg時(shí)的灰漿配制表Table.1 Mortar preparation table when the content of Cr6＋in the cement is 2.72mg／kg

選取3組不同Cr6+含量的水泥，分別加入“SSF-水泥”，配制成實(shí)驗(yàn)水泥樣品?？疾鞓悠匪嘀蠧r6+含量隨“SSF-水泥”添加量的變化情況，3組試驗(yàn)水泥樣品中的Cr6+的質(zhì)量分?jǐn)?shù)經(jīng)檢測(cè)分別為2.72、8.56、17.42mg/kg。具體配制方案見(jiàn)表1、表2、表3。

表2 水泥中Cr6＋含量為8.56 mg／kg時(shí)的灰漿配制表Table.2 Mortar preparation table when the content of Cr6＋in the cement is 8.56 mg／kg

表3 水泥中Cr6＋含量為17.42 mg／kg時(shí)的灰漿配制表Table.3 Mortar preparation table when the content of Cr6＋in the cement is 17.42 mg／kg

1.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1）把水與水泥放入燒杯中；開(kāi)動(dòng)攪拌器，用低速攪拌30 s后，加入標(biāo)準(zhǔn)沙穩(wěn)定30 s，把攪拌器速度調(diào)至高速繼續(xù)攪拌30 s；

2）停止攪拌，30 s內(nèi)用橡膠或塑料把附著于杯壁和底部的灰漿移至燒杯中；

3）在高速下繼續(xù)混合60 s；

4）啟動(dòng)真空裝置，把灰漿放入過(guò)濾設(shè)備，過(guò)濾時(shí)間為10 min，獲取10～15 mL濾液；使用前需確定過(guò)濾設(shè)備是干燥的。

5）測(cè)定濾液中Cr6+含量。測(cè)定之前，濾液最多允許儲(chǔ)存8 h。

2 硫酸亞錫降低Cr6＋含量的效果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4、表5、表6。

表4 SSF－水泥添加量對(duì)灰漿中Cr6＋含量的影響（水泥含Cr6＋為2.72 mg／kg時(shí)）Table.4 Effect of the amount of SSF-cement on the content of Cr6＋in mortar （when the content of Cr6＋in cement was 2.72 mg／kg）

表5 SSF－水泥添加量對(duì)灰漿中Cr6＋含量的影響（水泥含Cr6＋為8.56mg／kg時(shí)）Table.5 Effect of the amount of SSF－cement on the content of Cr6＋in mortar （when the content of Cr6＋in cement was 8.56mg／kg）

表6 SSF－水泥添加量對(duì)灰漿中Cr6＋含量的影響（水泥含Cr6＋為17.42 mg／kg時(shí)）Table.5 Effect of the amount of SSF－cementon the content of Cr6＋in mortar （when the content of Cr6＋in cement was 17.42mg／kg）

從表4、表5、表6中看出，水泥中Cr6+的含量隨SSF-水泥添加量的增加而減少直至未檢出，說(shuō)明在水泥中添加硫酸亞錫可以有效地降低Cr6+的含量。將1 t水泥中的Cr6+含量降低1 mk/kg需要添加9.19-12.40 g的“SSF-水泥”。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)在水泥中加入改性硫酸亞錫降低水泥中可溶性Cr6+的試驗(yàn)證明：硫酸亞錫（SSF-水泥）具有很好的降低水泥中Cr6+含量的效果，在1 t水泥中只需要加入9.19～12.40 g的改性硫酸亞錫（SSF-水泥）即可降低1 mk/kg的Cr6+含量。通過(guò)硫酸亞錫在水泥中的應(yīng)用研究，可以進(jìn)一步提升水泥品質(zhì)，同時(shí)，也可以促進(jìn)硫酸亞錫的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

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The Development and Application of Stannous Sulfate in Environmental Cement

LI Xiang-yan，HE Xing，HUANG Xiao，WANG Mei，HUA Bei，DUAN Fu-liang

（Yunnan Tin Ltd.，Gejiu 66100，China）

The method by using stannous sulfate to reduce the content of Cr6+in cement was studied.Experiments show that by adding 9.19～12.40g modified stannous sulfate in 1t cement，the content of Cr6+can be reduced to be 1mg/kg.So using stannous sulfate in cement has great significance for promoting the safety and sustainability of construction business.

stannous sulfate；cement；Cr6+

TQ172

A

1004-275X（2015）04-0039-03

12.3969/j.issn.1004-275X.2015.04.012

收稿：2015-06-23

李祥彥 （1977-）男，工程師，主要從事錫化工產(chǎn)品技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。