Источники и контроль магнезиально-хромитовых кирпичей в производстве цемента 

Государственный комитет по стандартизации утвердил и опубликовал стандарт GB31893—2015 «Предельное содержание и метод определения водорастворимого хрома (VI) в цементе», который является обязательным национальным стандартом. В нём установлено, что содержание водорастворимого Cr(VI) в цементе не должно превышать 10 мг/кг. Известно, что основные источники водорастворимого хрома в цементе включают: сырьё для цемента, дробильно-помольное оборудование, хромсодержащие огнеупоры и промышленные отходы. Для соответствия стандарту необходимо контролировать содержание хрома из этих источников, чтобы снизить его уровень и в конечном итоге производить продукцию, соответствующую или превышающую требования национального стандарта.

Производителям магнезиально-хромитовых кирпичей необходимо уделить этому особое внимание.

Жирным: Один из источников хрома — хромсодержащие огнеупоры

Жирным: Магнезиально-хромитовые кирпичи

Известно, что шестивалентный хром не разлагается в природных условиях, загрязняет почву и подземные воды, легко поглощается организмом человека и может накапливаться в нём через пищеварительную систему, дыхательные пути, кожу и слизистые оболочки. Международное агентство по изучению рака (IARC) признало его веществом с высокой канцерогенностью. Поэтому проблема загрязнения Cr(VI) привлекла внимание во всём мире, и в разных странах приняты соответствующие нормативные меры:

• Европейский союз: 18 июня 2003 года принята директива 2003/53/EC, запрещающая продажу и использование цемента и цементной продукции с содержанием водорастворимого Cr(VI) более 2 ppm после гидратации. Директива вступила в силу 17 января 2005 года. Также были введены директивы WEEE и ROHS. С 1 июля 2006 года в ЕС официально запрещена реализация продукции с содержанием Cr(VI).
• США: полностью отменён технологический процесс, связанный с использованием шестивалентного хрома.
• Япония: согласно позиции комиссии ЕС, принята аналогичная политика полного отказа от использования Cr(VI).
• Китай: в соответствии с законами «Об охране окружающей среды КНР», «О содействии более чистому производству», «О предотвращении загрязнения воды», а также уведомлениями по усилению контроля опасных отходов, введены ограничения на выбросы Cr(VI). В 2012 году Министерство промышленности и информатизации опубликовало «Каталог поощряемых замен токсичных и вредных сырьевых материалов (продукции)», в котором прямо указана необходимость замены хромсодержащих огнеупоров.

До 2004 года в Китае практически не проводились исследования водорастворимого Cr(VI) в цементе, и его вред для здоровья не учитывался. Поэтому в цементных печах широко применялись магнезиально-хромитовые кирпичи. Они обладают высокой огнеупорностью, хорошей устойчивостью к высоким температурам, коррозионной стойкостью, высокой термостойкостью и отличной способностью работать при быстром нагреве и охлаждении, что делало их идеальным материалом для переходной зоны вращающихся печей в 60–80-х годах XX века.

Однако при работе цементной печи в окислительной атмосфере трёхвалентный хром (Cr³⁺) может окисляться до шестивалентного (Cr⁶⁺). Впоследствии магнезиально-хромитовые кирпичи подвергаются сильной коррозии со стороны сульфатных щёлочей, что приводит к образованию водорастворимых соединений Cr(VI). Эти вещества затем попадают в окружающую среду через использование огнеупоров и выбросы отходов.

В настоящее время хромсодержащие огнеупоры включены Министерством экологии и окружающей среды Китая в перечень продукции с высоким уровнем загрязнения и экологического риска. Министерство промышленности также официально объявило, что, за исключением особых случаев, использование магнезиально-хромитовых кирпичей в переходной зоне цементных печей должно быть полностью запрещено. Именно поэтому большинство цементных заводов уже заменили их другими материалами.

Магнезиально-хромитовые кирпичи внесли значительный вклад в развитие цементной промышленности, однако как серьёзный источник загрязнения окружающей среды их постепенный отказ является неизбежной тенденцией. Реализация стандарта «Предельное содержание и метод определения водорастворимого хрома (VI) в цементе» сыграет важную роль в экологически устойчивом развитии цементной отрасли. Этот процесс требует не только строгого контроля со стороны государства, но и высокой ответственности предприятий.