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影响水溶性六价铬形成和数量的主要因素是在总铬量相同的情况下 2 利用纳米技术提高燃烧效率 现在国内外水泥熟料热耗最先进指标已达到2700~2800kJ/kg,距理论热耗2200kJ/kg已很接近,因此水泥科技工作者又在努力开发低钙水泥或生态水泥等。因此水泥厂的机械设备最基本的要求是耐磨损,可连续稳定运转,我国与国外有关研究人员采用纳米技术来改进机械运转水平的研究,有如下内容: ●对纯铁表面进行纳米化处理,实现常规气体氮化技术,这就解决了以往金属表面进行氮化处理提高耐磨、耐蚀性时不易解决的难题,这种提高金属表面耐磨性的方法,可以使水泥厂内使用的风机叶片、机械轴承、输送管道、磨机内衬板、研磨介质等部件提高工作性能; ●防止设备磨损破坏,加强机械运转部位的润滑工作相当重要,将纳米铜粉或纳米铜合金粉加入润滑油中,可使润滑性提高10倍以上,能有效减少机械部件磨损,提高设备运转率,延长设备使用寿命; ●使用纳米润滑油添加剂,在摩擦磨损过程中产生的纳米金属粉和氧化物粉将会产生自修复作用,解决机械磨损的自适应和自修复难题,纳米润滑油添加剂可用MoS2、PbS、WS2等纳米材料。本文梗概介绍一下国内外的研究现状。正在研究提高燃烧效率的纳米技术,是将纳米微粒燃烧催化剂添加到燃料中去,利用纳米微粒高比表面积与高活性的催化作用,提高燃烧效率,并且还能减少CO2的排放量。如此说来在燃烧过程中采用纳米技术、提高燃烧效率、降低水泥熟料热耗是水泥工业节能研究领域中重要的一个方面。 一纳米是一米的十亿分之一,即1nm=10-9m,纳米颗粒属于学术定义上的超细颗粒,由纳米级颗粒组成的材料便是纳米材料。含水硫酸亚铁的溶解度越高效果越好。 作为铁质校正原料的工业副产品硫铁渣的铬含量较高,有些可达10000mg/kg。不过,保留在熟料和水泥中的某些铬,以水溶性铬(主要是K2Cr2O7和/或K2CrO4)存在。石灰石、黏土或黏土质页岩中铬含量很低,为1~100mg/kg。 超细颗粒材料的制备,在技术上有一定的难度,并在产品规模和成本上都影响着工业部门的采用。 1 利用纳米技术提高水泥机械运转效率 水泥工厂使用了破碎、筛分、输送(给料)、贮存、粉磨、选粉(分级)、收尘等几乎所有粉体物料处理的机械设备,此外还有大量的风机、泵等机械。 Fe2O3超细颗粒可将CO2分解成C和H2O,这对于减少温室气体排放量来说有着重要的意义。 众所周知,我们若将水泥原料经过超细粉磨等煅烧前处理,使其获得最佳的机械力活性化效果,可以使之易于烧结,在高温下煅烧时,烧结时间可能缩短或使烧成温度从1480℃下降低。 在熟料煅烧过程中,影响水溶性六价铬形成和数量的主要因素是: 在总铬量相同的情况下,熟料硫酸盐化程度越低,一般含水溶性六价铬量越大; 用煤煅烧的熟料的水溶性六价铬含量较少,因为煤煅烧时可产生还原气氛和增加熟料硫酸盐化程度; 若替代燃料合适,熟料水溶性六价铬含量也少,而用重油烧的熟料水溶性六价铬含量高,用天然气烧的熟料水溶性六价铬含量最高; 用含FeO的废渣生产熟料,水溶性六价铬含量也少,因为在它附近会产生局部还原效应;含FeO的废渣越细、分布越均匀越好;在水泥制备过程掺还原剂如含水硫酸亚铁与熟料共同粉磨,或在水泥成品中掺含水硫酸亚铁,可减少水泥中水溶性六价铬含量。纳米技术和超细颗粒材料的发展,正日益受到世界各国科技工作者的关注,使人类科技发展进入了充满希望的新天地。另外,温度对硫酸亚铁的减铬效果影响很大,如某水溶性六价铬含量<0.1mg/kg的袋装水泥在20~25℃、约50%的相对湿度贮存6个月,其水溶性六价铬含量仅为0.2mg/kg,但在80℃贮存7d后水溶性六价铬含量已达6.4mg/kg,这是由于硫酸亚铁脱水而降低溶解度之故。 研究表明,在氧化气氛煅烧的熟料中,大部分Cr6+以阴离子络合物形式固溶在熟料相特别是在硅酸盐相(C3S和C2S)中,因此,水泥加水搅拌时,铬不会立刻溶解,从工人安全角度考虑不会有什么问题。 传统和替代燃料如燃油、酸性树脂和重油等以及窑灰的铬含量也较高。纳米技术和纳米材料能否应用于水泥领域?能否提高水泥质量和起到节能减排的作用?这些正是人们考虑和研究的问题。然而水泥生产是连续的过程,要求机械设备能长期连续安全运转,否则某个部分的事故造成停产,将给水泥企业造成巨大经济损失,甚至工人的安全也要受到威胁。这些设备与机械的工作环境相当恶劣,如酷热(严寒)、粉尘及腐蚀等,处理的物料有许多硬度大、不易破碎和粉磨的矿石物料,对机械磨损相当严重。 水泥颗粒范围约在10-1~100μm之间,属于亚微米级以上颗粒范畴,即便是超细水泥,指的也是广义上的超细,即30μm以下颗粒占有较大比例的水泥。 水泥掺含水硫酸亚铁后,对混凝土的用水量、保水能力、收缩和抗压強度都没有什么影响,也不会引起离析和泌水。尽管有这么多难题,但人类从来就没 有惧怕过,技术总是在向前发展着。纳米技术主要有两点应用研究内容,其一是以纳米尺度观点研究材料领域中的微观结构,控制和设计分子与原子等纳米级组织,创造新物质;其二是利用纳米功能材料微粉作为混合剂、催化剂等与其他传统材料混合或复合,成为具有新性能的结构材料或改善了传统材料特性。 下一页:液压机中的应用
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