Wpływ stosowania paliw wtórnych na bilans metali ciężkich w piecu obrotowym do produkcji klinkieru cementowego

• Autorzy: Kalarus D. , Bochenek A. , Duszak B. , Najduchowska M.

Warianty tytułu

EN

The effect of solid recovered fuels on the balance of heavy metals in a rotary kiln for the production of cement clinker

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wpływ składników paliw wtórnych na wartość emisji metali ciężkich z pieca cementowego oraz na jakość klinkieru portlandzkiego. Zbadano zawartość następujących pierwiastków: Cr, Zn, Cd, Pb, Co, Ni, Mn, Cu, Sr, Ba i P w mieszaninie surowcowej oraz w paliwach wtórnych stosowanych przez przemysł cementowy w Polsce do produkcji klinkieru portlandzkiego. Analiza i metody badania emisji substancji niebezpiecznych (metali ciężkich) z cementu wykonano zgodnie z obowiązującymi normami. Zbadano stopień związania metali w klinkierze portlandzkim, obieg w instalacji piecowej oraz wielkość emisji metali ciężkich w procesie wypalania klinkieru. Przeanalizowano zawartość całkowitą metali ciężkich oraz ich wymywalność z uzyskanego cementu z klinkieru portlandzkiego. Wyniki badań uzyskane w pracy świadczą o tym, że zmiana technologii produkcji klinkieru cementowego w kierunku stosowania surowców odpadowych i paliw wtórnych nie prowadzi do zwiększenia emisji metali ciężkich w stopniu, który uzasadniałby zakwalifikowanie cementu jako materiału wymagającego systematycznej kontroli szkodliwości oddziaływania na człowieka i środowisko naturalne.

EN

In this paper the influence of solid recovered fuel components used in the manufacture of Portland cement clinker on the value of the emissions of heavy metals from the rotary kiln and quality of Portland cement clinker. We analyzed the content of the following heavy metals: Cr, Zn, Cd, Pb, Co, Ni, Mn, Cu, Sr, Ba and P in the composition of raw materials and solid recovered fuels used in the cement industry in Poland for the production of Portland cement clinker. Analysis and test methods for emissions of hazardous substances (heavy metals) from cements made in accordance with current standards. Examined the retention of the heavy metals in the clinker Portland, balance of heavy metals in the rotary kiln and the emission of heavy metals in Portland cement clinker burning process. Examined the total content of heavy metals in cements and their leachability cement prepared on the Portland cement clinker from burning process. The results obtained in the work stress that the change of cement clinker production technology towards the use of waste materials and secondary fuels does not increase emissions of heavy metals to a degree that would justify the classification of cement, a material that requires systematic monitoring of harmful effects on humans and the environment.

Słowa kluczowe

PL

klinkier portlandzki; wypał klinkieru; piec obrotowy; metal ciężki; bilans metali ciężkich; paliwo wtórne; paliwo stałe

EN

Portland clinker; clinker burning; rotary kiln; heavy metal; heavy metals balance; secondary fuel; solid fuel

• Wydawca: Wydawnictwo Instytut Śląski Sp. z o.o.
• Czasopismo: Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 9, nr 27
• Strony: 44--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Kalarus D.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa, Oddział Szkła i Materiałów Budowlanych, Kraków

autor

Bochenek A.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa, Oddział Szkła i Materiałów Budowlanych, Kraków

autor

Duszak B.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa, Oddział Szkła i Materiałów Budowlanych, Kraków

autor

Najduchowska M.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa, Oddział Szkła i Materiałów Budowlanych, Kraków

Bibliografia

• [1] Informator SPC, Wydawnictwo Stowarzyszenia Producentów Cementu, Kraków 2016.
• [2] Czajka K., Mokrzycki E., Uliasz-Bocheńczyk A., Paliwa alternatywne jako niekonwencjonalne źródła energii, [w:] Materiały XIII Konferencji z cyklu: Zagadnienia surowców energetycznych w gospodarce krajowej, pt. Funkcjonowanie kompleksu paliwowo-energetycznego w świetle Prawa energetycznego oraz nowych przepisów ochrony środowiska, Zakopane, 17–20 października 1999, s. 233–240, materiały w posiadaniu autorów.
• [3] Activity Report 2003–2005, Verein Deutscher Zementwerke e.V., Düsseldorf 2005.
• [4] Heavy Metals in Cement and Concrete Resulting from the Co-incineration of Waste in Cement Kilns with Regard to the Legitimacy of Waste Utilization, Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, Karlsruhe 2003.
• [5] Kalarus D., Źródło metali ciężkich w klinkierze portlandzkim, [w:] Energia i środowisko w technologiach materiałów budowlanych, ceramicznych, szklarskich i ogniotrwałych, red. J. Duda, K. Szamałek, Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa–Opole 2010, s. 320–331.
• [6] Nocuń-Wczelik W., Immobilizacja metali ciężkich przez fazę C-S-H, „Cement, Wapno, Beton” 1997, nr 5, s. 188–191.
• [7] Kopia B., Małolepszy J., Metody badań immobilizacji metali ciężkich w materiałach budowlanych, „Cement, Wapno, Gips” 1994, nr 5, s. 150–153.
• [8] Garbacik A., Szczerba J., Ocena wpływu utylizacji odpadów pogalwanicznych w piecu obrotowym na jakość klinkieru i cementu na przykładzie Cementowni „Rejowiec”, Politechnika Lubelska, Lublin 1997.
• [9] Kalarus D., Nocuń-Wczelik W., Problem redukcji chromu Cr(VI) w cementach w świetle Dyrektywy Europejskiej, [w:] Materiały III Międzynarodowej Konferencji Naukowej. Energia i środowisko w technologiach materiałów budowlanych, red. J. Duda, B. Weryński, Instytut Mineralnych Materiałów Budowlanych, Szczyrk–Opole 2004, s. 185–196.
• [10] Puntke S., Wassing W., Technical relationship in the manufacture and analysis of low-chromate cement, „Zement, Kalk, Gips” 2002, Vol. 55, No. 3, s. 82–93.
• [11] Baetzner S., Ways of analyzing iron(II) sulphate hydrate in respect of its chromatereducing action in cement, „Zement, Kalk, Gips” 2002, Vol. 55, No. 7, s. 80–88.
• [12] PCA Report, An Analysis of Selected Trace Metals in Cement and Kiln Dust, Portland Cement Association, Skokie 1992.
• [13] PN-EN 13657:2006 – Charakteryzowanie odpadów. Roztwarzanie dalszego oznaczenia części pierwiastków rozpuszczalnych w wodzie królewskiej.
• [14] PN-EN 12457-2:2006 – Charakteryzowanie odpadów. Wymywanie. Badanie zgodności w odniesieniu do wymywania ziarnistych materiałów odpadowych i osadów. Część 2: Jednostopniowe badanie porcjowe przy stosunku cieczy do fazy stałej 10 l/kg w przypadku cząstek materiałów o wielkości cząstek poniżej 4 mm (bez redukcji lub z redukcją wielkości).
• [15] Szczerba J., Kalarus D., Obieg metali ciężkich przy utylizacji odpadów pogalwanicznych w piecu obrotowym do produkcji klinkieru portlandzkiego metodą mokrą, [w:] Ekologiczno-energetyczne kierunki rozwoju przemysłu materiałów budowlanych: materiały międzynarodowej konferencji naukowej, red. nauk. J. Duda, B. Weryński, Instytut Mineralnych Materiałów Budowlanych w Opolu, Stowarzyszenie Producentów Cementu i Wapna, Lądek Zdrój–Opole 2001, s. 191–203.
• [16] Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska z dnia 18 listopada 2014 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, Dz.U. z 2014 r., poz. 1800.
• [17] Analiza zawartości metali ciężkich w cementach krajowych. Raport z Programu badawczego, Instytut Mineralnych Materiałów Budowlanych, Stowarzyszenie Producentów Cementu i Wapna, Kraków 2001.