危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖抗渣侵蚀性及六价铬形成研究

作者：徐腾腾; 李亚伟^*; 徐义彪; 张文辉; 裴一新; 张晟

来源：硅酸盐通报, 2019, 38(10): 3273-3286.

DOI：10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2019.10.034

• 危废
• Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖
• 渣侵蚀
• Cr(Ⅵ)

Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖具有较优良的抗渣侵蚀性能和力学性能,被作为内衬材料应用于危废垃圾焚烧炉。然而,危废垃圾来源广,成分复杂,其焚烧所产生的渣对砖的侵蚀程度及机理也必然不同。此外,砖中的Cr2O3在高温下可能氧化为含Cr(Ⅵ)的有害物质。为此,通过静态抗渣实验研究了四种不同组成危废灰渣对Al2O3-Cr2O3-Zr O2砖的侵蚀过程及机理,并通过浸出实验研究了熔渣对砖中Cr(Ⅵ)形成的影响。结果表明:不同渣对Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的侵蚀程度及机理各不相同。高钙渣A侵蚀过程中,生成了高熔点的CA6、Ca2Al2SiO7和Ca2SiO4相,在一定程度上减缓了渣的侵蚀速度,砖体表现出最好的抗侵蚀性。高铁渣D侵蚀过程中生成熔点较低的CaFe2O4相,加之砖中Al2O3在Fe2O3-Si O2渣中的溶解度较高,因此高铁渣D对砖体的侵蚀程度最严重。高硅渣B和C侵蚀过程中主要生成钙铝黄长石新相,渣对砖体的侵蚀程度居中。不同的渣侵蚀后,渗透层中的Cr(Ⅵ)含量均增加,且渣的组成对Cr(Ⅵ)含量影响较大。由于CaO能显著促进Cr(Ⅲ)氧化为Cr(Ⅵ),高钙渣A侵蚀后,渗透层中的Cr(Ⅵ)含量最高,为84.7 mg/kg。SiO2可优先与CaO和Na2O等碱金属氧化物反应生成稳定化合物,高硅渣B和C侵蚀后,渗透层中的Cr(Ⅵ)含量较低,分别为9.9 mg/kg和13.6 mg/kg。对于高铁渣D,浸出过程会有含Cr(Ⅵ)的水化相(3CaO·Al2O3·CaCrO4·nH2O)形成,降低了Cr(Ⅵ)的浸出能力。

• 单位
  宜兴兴贝耐火材料制品有限公司; 武汉科技大学