Wpływ składników paliw wtórnych stosowanych do produkcji klinkieru portlandzkiego na wartość emisji metali ciężkich z cementu i betonu

• Autorzy: Kalarus D. , Baran T. , Ostrowski M.

Warianty tytułu

EN

Influence of secondary fuel components used in the manufacture of Portland cement clinker to the value of heavy metal emissions from cement and concrete

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wpływ składników paliw wtórnych stosowanych do produkcji klinkieru portlandzkiego na wartość emisji metali ciężkich z cementu i betonu. Analizę i metody badania emisji substancji niebezpiecznych (metali ciężkich) z cementów i betonów wykonano zgodnie z opracowywanymi normami przez Komitet Techniczny CEN/TC 351. Analizowano zawartość następujących metali ciężkich: Cr, Zn, Cd, Pb, Co, Ni, Mn, Cu, Sr, Ba i P w paliwach wtórnych stosowanych przez przemysł cementowy w Polsce do produkcji klinkieru portlandzkiego. Zbadano zawartość całkowitą metali ciężkich w cementach oraz ich wymywalność z cementów rodzaju CEM I. Z betonów przygotowanych na bazie cementu CEM I badano wymywalność metali ciężkich do środowiska. 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 secondary fuel components used in the manufacture of Portland cement clinker on the value of the emissions of heavy metals from cement and concrete. Analysis and test methods for emissions of hazardous substances (heavy metals) from cements and concretes made in accordance with standards being developed by the Technical Committee CEN/TC 351. We analyzed the content of the following heavy metals: Cr, Zn, Cd, Pb, Co, Ni, Mn, Cu, Sr, Ba and P in the secondary fuels used in the cement industry in Poland for the production of Portland cement clinker. Examined the total content of heavy metals in cements and their leachability of cement type CEM I. Concrete prepared on the basis of cement CEM I was examined leachability of heavy metals into the environment. 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

produkcja cementu; wypał klinkieru; paliwo wtórne; skład paliwa; zawartość metali ciężkich; emisja metali ciężkich; wymywalność

EN

cement production; clinker burning; secondary fuel; fuel composition; heavy metals content; heavy metals emission; leachability

• Wydawca: Wydawnictwo Instytut Śląski Sp. z o.o.
• Czasopismo: Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 9, nr 25
• Strony: 7--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab.

Twórcy

autor

Kalarus D.

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

autor

Baran T.

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

autor

Ostrowski M.

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

Bibliografia

• [1] Informator SPC, Wydawnictwo Stowarzyszenia Producentów Cementu, Kraków 2013.
• [2] Czajka K., Mokrzycki E., Uliasz-Bocheńczyk A., Paliwa alternatywne jako niekonwencjonalne źródła energii, [w:] Materiały XIII Konferencja 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] 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.
• [4] Kanare H.M., West P.B., Leachability of selected chemical elements from concrete, [w:] Symposium on Cement and Concrete in the Global Environment, Portland Cement Association, Chicago 1993, s. 198–214.
• [5] Nocuń-Wczelik W., Immobilizacja metali ciężkich przez fazę C-S-H, „Cement, Wapno, Beton” 1997, nr 5, s. 188–191.
• [6] Kopia B., Małolepszy J., Metody badań immobilizacji metali ciężkich w materiałach budowlanych, „Cement, Wapno, Beton” 1994, nr 5, s. 150–153.
• [7] 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.
• [8] Analiza zawartości metali ciężkich w cementach krajowych. Raport z programu badawczego, Instytut Mineralnych Materiałów Budowlanych–Stowarzyszenie Producentów Cementu i Wapna, Kraków 2001.
• [9] Oznaczenie zawartości i wymywalności metali ciężkich w cementach krajowych. Raport końcowy, Instytut Szkła, Ceramiki, Materiałów Ogniotrwałych i Budowlanych, Oddział Mineralnych Materiałów Budowlanych–Stowarzyszenie Producentów Cementu, Kraków 2007.
• [10] Assessment of the effect of construction product on soil and groundwater. Part 2: Concrete and Concrete’s Constituent, Deutsches Institut für Bautechnik, Berlin 2005.
• [11] PN-EN 13657 – Charakteryzowanie odpadów. Roztwarzanie dalszego oznaczenia części pierwiastków rozpuszczalnych w wodzie królewskiej.
• [12] PN-EN 11885 – Jakość wody. Oznaczanie 33 pierwiastków metodą atomowej spektrometrii emisyjnej z plazmą wzbudzoną indukcyjnie.
• [13] PN-EN 12457-2 – 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).
• [14] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 listopada 2002 r. w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, Dz.U. z 2002 r. nr 204, poz. 1728.
• [15] 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.
• [16] 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.
• [17] Activity Report 2003–2005, Verein Deutscher Zementwerke e.V., Düsseldorf 2005.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.