[发明专利]铬毒零排放及资源完全利用新方法

说明书

技术领域

铬渣是金属铬和铬盐生产过程中排放的废渣。含铬固体废渣是最危险的固体废弃物，它会对周围生态环境造成持续性的污染，铬渣中的有毒成份主要是水溶性铬酸钠，酸溶性铬酸钙等六价铬离子，是对环境产生污染的主要原因。

本发明对铬渣治理属环境技术领域，研究的学科是环境科学技术、环境工程学及固体污染物防冶工程。

背景技术

在铬盐生产(有钙法)过程中，废渣每吨排出含总铬4％的渣至少2吨，亦由渣带走Cr₂O₃为0.08吨，相当于标准铬矿0.16吨。而无钙法生产，从美国Oxychem公司的专利说明书指出，每吨重铬酸钠排出含总铬7.24％，废渣带走Cr₂O₃为0.06吨，折合标准铬矿0.12吨。然而，对铬渣的无害化处理及综合利用方面，发达国家多趋向于安全填埋。即对铬渣稀酸解毒处理，再固化压实等预处理。技术要求高，处理过程复杂而耗资巨大。国内铬渣处理一般采用防渗堆贮法或用制作自熔性烧结矿冶炼含铬铸铁、水泥矿化剂、玻璃着色剂、铬渣制砖及旋风炉烧结工艺。因其处理工艺存在着不同程度的二次污染问题，处理成本偏高或处理铬渣量小，解毒后的铬返回有毒的六价铬等原因，致使铬渣处理与资源利用不尽人意。

国外铬渣治理

美国Oxychem公司生产铬盐的弃渣，用洗钢板的含氯化亚铁的稀酸废液解毒后，集中堆放在防渗坑密封掩埋，渣中C_r⁶⁺为3.0×10^-6。英国Elementischromium将细渣湿法解毒至C_r⁶⁺＜1×10^-6后排至渣坑，渣坑容积为60万M³，深15M，底部为厚2M的黏土防渗层，堆满后用2M厚的黏土层覆盖。

参考文献

Washington D.C.Environmental Protection Agency.Characterization ofmunicipal salid waste in the Uaited states：1992 Update，EPA.530-R-92-019

国内铬渣处理

(1)用于制低铬铸铁

利用铬硫渣冶炼低铬生铁，回收铬、铁金属耗渣量大，资源利用程度较高，铬渣解毒彻底又无二次污染，但生产成本高，无实际工业意义。

(2)用于水泥生产

铬渣用于水泥在配方、生产操作、监测和消除六价铬，防止二次污染方面有成熟可靠的技术。但每吨铬渣耗煤量高，且需其它费用高，增大了此项技术推广的难度。

(3)用于制砖

该方法消耗铬渣量大，无需添新设备，同时节约10％的黏土。但是制砖用铬渣需经消解，铬渣粒度不一，影响还原效果，机械化程度低，工人接触铬渣的机会多，易对人体造成伤害。

(4)用旋风炉处理铬渣效果较好，但生产成本高，有一定量的铬渣微粒，其六价铬含量达20～50mg/kg，超过国家排放标准。

参考文献

(1)刘大银，周才鑫，唐秋泉等，铬渣烧结矿炼制含铬生铁工业化生产试验研究，环境科学，1994，(5)：31～33

(2)张敖荣，铬渣综合利用制水泥，无机盐工业，1998，(4)：34～35

(3)纪柱，铬渣与水泥专辑(内部发行)，1999.5

(4)杨和平，铬渣制砖，铬化合物生产及应用，化学与应用化学出版中心.2003.2.258～289

(5)还博文，旋风炉附烧铬渣的炉内过程.动力工程，1995，15(86)，5～14

发明内容

针对铬渣的化学组成，用酸对铬渣进行酸浸解处理，从溶液中提取六价铬，还原成无毒的三价铬；制备氢氧化铬，再从溶液中分离出氢氧化镁、氢氧化铁、氢氧化铝、氯化钙及氯化钠等产品。

实验结果表明，用酸浸完全分解铬渣，余下残渣为铬铁原生矿及少量的二氧化硅，可做铬铁矿使用。溶解出有毒的六价铬离子定量的还原生成氢氧化铬、从溶液中提取的氢氧化镁、氢氧化铁、氢氧化铝、氯化钙及氯化钠等产品中的六价铬离子含量低于1.5mg/L的国家规定标准。其产品质量也达到相应的规定值，做到了铬渣无害化处理，加之各种产品的回收利用，使铬渣治理有一定的经济效益。

具体实施方案

有钙焙烧法所产生的铬渣，主要有毒成分为水溶性铬(铬酸钠)和酸溶性铬(铬铝酸钙、亚铬酸钙等)。一般情况下，水溶性铬可用稀酸溶液浸泡、洗涤等方法加以回收，但是除去铬渣中的酸溶性铬就比较困难，有必要用强酸来分解铬铝酸钙、亚铬酸钙等物质。再逐步回收金属氢氧化物和盐类产品，通过这种处理方法，铬渣才能彻底解毒。铬渣中含有大量的Ca²⁺，如用硫酸来处理铬渣，有硫酸钙沉淀，干扰其它物质的有效分离。如把硫酸钙转化生成可溶性的硫酸氢钙，会增加处理铬渣的成本。而硫酸氢钙市场不好，改用盐酸处理铬渣，须说用酸量大，但处理铬渣分解完全，分离各种氢氧化物工序简便，而金属氢氧化物，氯化钙及氯化钠市场均有销路。