炮泥中含有多種基礎原料、結合劑和添加劑。其中炮泥結合劑中含有多種危險有毒成份,其他原料幾乎不含有害成份。目前應用最廣泛的炮泥結合劑是焦油、樹脂和瀝青,傳統(tǒng)的結合劑能夠提供良好的可塑性和穩(wěn)固的炮泥性能。然而,這些結合劑中包含碳氫化合物和多環(huán)芳香烴,其中最為典型的多環(huán)芳香烴就是苯并芘,它是強烈的致癌物質。對于炮泥的危害,國內多認為是苯、酚、焦油等有機物的毒害,而國外認為焦油、蒽油結合劑中苯并芘是致癌物質。
焦油中苯并芘的含量大約為12500ppm,瀝青中苯并芘的含量大約為10000ppm。苯并芘熔點為179℃,沸點為475℃,這表示大部分苯并芘會被蒸餾剩余。由于爐內的壓力和溫度是大于爐外的,導致部分苯并芘由鐵口溢出,冒出很多有害的煙霧,影響爐前操作。現(xiàn)代研究表明,長期生活在含有苯并芘的環(huán)境中會慢性中毒。事實上,苯并芘己成為煉鋼和煉鐵企業(yè)最嚴重的污染源。
在國外苯并芘被列為典型空氣致癌物之一,在歐洲,苯并芘的含量被嚴令禁止在50ppm以下,然而在中國,政府部門和環(huán)保部門還沒有制定明確的法律法規(guī),國內對低苯并芘含量環(huán)保炮泥的研究遠遠落后于西方國家,大多數(shù)煉鐵和煉鋼廠仍然在使用高含量苯并芘炮泥,例如,有些企業(yè)所用炮泥苯并芘含量為歐洲標準的50倍。實踐表明,開發(fā)滿足煉鐵和煉鋼企業(yè)要求的低苯并芘含量炮泥成為當務之急。
對于如何分析苯并芘的含量,國內報道很少,國內許多環(huán)保炮泥的研究方向僅僅是采用了環(huán)保結合劑,但對環(huán)保結合劑分析和研制的報道較少。
采用減壓蒸餾法、炭黑改性煤瀝青熱縮聚法和丙脫渣油改性煤瀝青熱縮聚法自制結合劑,并與國外優(yōu)質結合劑T60各個性能指標以及化學結構進行對比,發(fā)現(xiàn)在最優(yōu)工藝條件下制備的結合劑的性能已經達到較優(yōu)水平。
采用氣相色譜-質譜法測定高爐炮泥結合劑中的苯并芘含量,環(huán)保結合劑中苯并芘的質量分數(shù)己經可以降低到0.05%。