《水泥中水溶性铬（VI）的限量及测定方法》国家标准的实施对水泥企业的影响及应对
时间：2021-01-09 20:03:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘要】水泥中水溶性铬对环境及人体具有较大的危害，国家标准即将对水泥总的水溶性铬进行限量，本文通过分析水泥中的水溶性铬的不同来源，研究水泥厂如何采取措施降低水泥中的水溶性铬，从而保证所生产的水泥满足国家标准要求。
【关键词】水溶性铬；限量；来源；检测
《水泥中水溶性铬（VI）的限量及测定方法》国家标准即将开始实施。2014年8月10日——8月12日，标准起草单位国家水泥质量监督检验中心联合陕西省装饰装修材料质量监督检验站在西安举办培训班，对标准进行了宣贯。水溶性铬是新增的水泥质量控制项目。那么，什么是水溶性铬？为什么要控制水溶性铬的限量？对水泥企业有何影响？企业又该如何应对？
笔者浅谈如下：水溶性铬，一般指铬酸盐或重铬酸盐，以3+ 和6+ 两种价态存在，其中六价铬毒性较强，一旦土壤或地下水受到铬污染，将造成土壤不能耕作，地下水无法饮用的严重后果。如果不采取专门的治理措施，这种污染几十年无法消除，对生态的破坏长期无法恢复。由于六价铬能透过细胞膜，具有强氧化作用，严重损伤人体的消化道、呼吸道、皮肤和粘膜，对健康危害非常大。
实验证明，水泥加水搅拌后，其中含有的水溶性六价铬迅速溶出，此时使用处于塑性阶段的新拌和水泥浆体、砂浆或混凝土，如不采用合理的劳动保护措施，对于敏感人群就会导致皮肤过敏，以至于形成难以治愈的水泥过敏性接触湿疹，通常表现为疼痛、溃烂，严重时甚至会导致失去劳动能力。因此，欧洲及亚洲的许多国家开始对水泥中的水溶性铬作出限制。
2003年6月，欧盟颁布指令，禁止市场上销售和使用水溶性六价铬含量超过0.0002%的水泥及水泥产品。在亚洲，日本和韩国对水泥产品生产内控指标为0.0008%。我国的国家标准，也是在这种背景下开始制定的。
从2005年开始，国家水泥质量监督检验中心对水泥中水溶性铬（VI）的分析方法进行了系统的调研，2006年承担了《水泥中水溶性铬（VI）的限量及测定方法》国家标准的制定工作，通过对分析方法的研究，制定了《水泥中水溶性铬（VI）的测定方法》，并对我国通用硅酸盐水泥中六价铬含量的分布情况进行了普查，普查结果表明，目前国内通用硅酸盐水泥中六价铬含量大部分超过或远超过0.0002%，统计的数据中约有80%六价铬含量在0.0002%～0.0015%之间。2013年4月25日～26日全国水泥标准化技术委员会在贵阳市召开了GB《水泥中水溶性铬（VI）的限量及测定方法》国家标准审查会，与会代表和专家一致认为既要参考国外标准，也要结合我国实际，考虑到亚洲人与欧洲人种的差别，不同人种对水泥中水溶性六价铬的反应不同，参照国际先进水泥集团（Lafarge， Holcim）在亚洲的水泥企业的内控指标，参考日本和韩国企业的内控标准以及我国目前的实际情况，标准规定“水泥中铬（VI）的限量为不大于10.00mg/kg”，由于该标准对于我们水泥行业的质量控制会产生很大的影响，所以该标准设置了两年的过渡期。并希望水泥企业，包括生产特种水泥的企业重视水泥产品中水溶性铬（VI）数据，采用新材料新工艺，提升水泥产品档次。
水泥中水溶性六价铬的测试方法的测试原理是采用二苯基碳酞二麟分光光度法。即将水泥试样、标准砂和水搅拌成水泥胶砂，过滤。滤液中加人二苯基碳酞二胁显色剂，调整酸度，在540nm处测定溶液的吸光度，在工作曲线上查得溶液中六价铬浓度。
该方法是一种相对比较成熟的检测方法，但将其标准化则填补了我国国内空白。从方法的重复性限和再现性限的偏差来看，我国制定的《水泥中水溶性铬（VI ）的测定方法》标准水平已经达到了国际先进水平；从测试技术来看，需要对显色酸度、显色酸度的调整、显色时间、标准溶液稳定性及波长的选择等方面进行明确规定和规范操作，才能得到准确的检验结果。
《水泥中水溶性铬（VI）的限量及测定方法》为强制性国家标准。该标准的实施，对水泥行业的质量控制会产生很大的影响。如果水泥中的水溶性铬（VI）含量不符合标准要求，意味着水泥产品不合格品，不得销售。
那么，水泥企业如何应对该标准的实施，确保水泥中的水溶性铬（VI）含量满足国标要求？笔者以为，需从引入水溶性铬（VI）的来源进行分析，根据其影响大小的不同采取不同的对策。一般，水泥中的水溶性铬来源于以下几个渠道：（1）原燃材料的影响。在水泥的生产过程中所用的各种原燃材料均含有不同程度的铬离子。其中，钢渣由于产地的不同，铬离子含量可高达70-300mg/kg。（2）耐磨材料的影响。在水泥生产过程中，由于物料破碎、粉磨的需要，使用耐磨材料。为了提高耐磨材料的寿命，普遍在制造过程中引入铬离子来提高耐磨性。但会在生产过程中随着耐磨材料的消耗，将铬离子引入到水泥中。（3）耐火砖的影响。鎂铬砖是一种传统的水泥窑用耐火材料，其Cr2O3含量高达8%。在高温、碱性环境下，耐火砖中的铬离子会部分溶入水泥熟料。
根据国家水泥质量监督检验中心的检测结果，某厂A地生产的P.O42.5水泥水溶性铬（VI）含量达到25.83mg/kg，是标准限量的3.2倍以上；该厂B地生产的P.O42.5水泥水溶性铬（VI）含量达到11.0mg/kg，是标准限量的1.3倍以上。同为P.O42.5水泥，A地的水溶性铬（VI）含量是B地的2.3倍。A地历年来在回转窑烧成带一直使用直接结合镁铬砖，而B地近年来开始在烧成带逐步采用镁铁铝尖晶石砖、白云石砖等无铬耐火砖。抛开其它因素的影响，耐火砖的影响是造成两个公司水溶性铬（VI）含量巨大差异主要的主要原因。因此，对仍在使用鎂铬砖的水泥企业，根据耐火砖的使用寿命做好无铬砖的替代选择是首要方案。部分水泥企业在采用无铬耐火砖后，水泥中的水溶性铬（VI）含量就已经满足国标要求。
对于采用无铬耐火砖后，水泥中的水溶性铬（VI）含量仍不能满足国标要求的水泥企业来说，进一步降低水泥中的水溶性铬（VI）含量存在相当大的难度。还需对本公司已经使用或可能使用的各种水泥原燃材料中的铬含量进行普查。通过普查，对其引入的铬离子含量进行测算，包括原材料矿点（产地）的选择、必要时部分原材料的替换，寻找可行的方案。由于水泥企业尚不具备原燃材料中铬含量检测的设备也未掌握其检测方法，可以委托国家水泥质量监督检验中心开展此项工作。同时，对本公司不同品种的熟料及水泥的水溶性铬（VI）含量进行普查，了解差异，结合原燃材料中铬含量的排查结果，寻找差异产生原因，在可能的条件下进行调整。其次，选用消耗低的耐磨材料。以研磨体为例，ZQCr17高铬铸球中的铬含量在16-19%，当研磨体的球耗为30g/t时，由于研磨体的消耗引入水泥中的铬离子经理论计算为5.1mg/kg。是个不容忽视的铬含量引入。而优质的研磨体，球耗可达到8g/t，由于研磨体的消耗引入水泥中的铬离子即为1.36mg/kg，降低了3.74 mg/kg。
结束语，降低水泥中的水溶性铬（VI）含量是一个系统工程，每个水泥企业需从原燃材料、耐火砖、耐磨材料等方面结合本企业的实际情况进行优化和改进，确保达到国家标准要求的同时，尽可能地降低水溶性铬（VI）含量，为水泥工业的持续发展做出贡献，为保护环境和人身健康做出贡献。
参考文献：
[1]范晓 中国水泥国家标准行业标准及强制性条文 当代中国出版社 2005年9月
