[发明专利]一种用于铬渣干法固定解毒的解毒方法

说明书

技术领域：

本发明属于含重金属危险固体废弃物修复处置技术领域，具体涉及一种用于铬渣干法固定解毒的解毒方法。

背景技术：

铬渣是由铬铁矿加入纯碱、白云石、石灰石在1100～1200℃高温焙烧、用水浸出铬酸钠后的残渣。在传统的铬盐生产企业和少数金属铬企业的重铬酸钠生产过程中，通常产生大量的铬渣。一般情况下，生产1吨金属铬产生的铬渣约为10吨；生产1吨铬盐产生铬渣3～5吨。我国自1958年建成第一条铬盐生产线至今，先后有70余家企业生产过铬盐。这些企业大多规模小、工艺技术落后，由于缺乏市场竞争力和污染控制手段，先后关闭、破产、转产，遗留下大量的铬渣。据统计，我国已累计产生铬渣600多万吨，其中仅有约200万吨得到处置，而其他的400多万吨没有得到无害化处置，大多以堆放和填埋形式处理，对生态环境和人体健康构成巨大威胁。近年来，由于不合理堆放和填埋铬渣导致的严重铬污染事件时有发生，铬渣的无害化处置已成为危险固体废弃物处置领域的最紧迫任务之一。

由于铬渣的成分复杂，传统的物理化学方法很难真正实现铬渣的无害化治理。目前，铬渣主要的处理流程是还原消除其毒性后填埋。在有还原剂的酸性条件下，或在有碱金属硫化物、硫氢化物的碱性条件下，或在有硫、碳和碳化物存在的高温、缺氧条件下，六价铬都可还原为毒性较小的三价铬，然后进行封存填埋。近年来，许多固体废物处理研究人员和工程技术人员也研发了一系列铬渣资源化利用技术，如以铬渣作为建筑材料原料、代替石灰用于炼铁、生产钙镁磷肥的原料等；另外，还研发了一系列以铬渣为原料生产相关化学产品技术，如相继有专利报道了以铬渣作为生产铬基合金钢、转炉钢渣、耐火材料、酸性黑、草酸亚铁副产金属铬、氧化铬绿、铬酸等等。以上技术在一定程度上有效降低了铬渣毒性、并充分发挥了铬渣的再生利用价值。但是，总体而言，铬渣成分复杂，在资源化利用过程中某些有害成分不可避免的进入到新的产品和途径中，尤其是主要成分铬，在使用过程中被氧化成高毒性Cr(VI)的风险仍然较高。

因此，在铬渣无害化处理过程中，使毒害性成分以稳定的固化形式存在有利于降低铬渣处理后的潜在风险性，同时保持处理后铬渣的还原状态，防止Cr(III)在长期的固定填埋堆放过程中被氧化成Cr(VI)尤其重要。传统的铬渣的固化/稳定化处理是将铬渣粉碎后加入一定量的无机酸或硫酸亚铁，使其中的Cr(VI)还原成Cr(III)，再加入相当量的水泥，加水搅拌，凝固，随着水泥的水化与凝结硬化过程，铬化合物会形成稳定的晶体结构或化学键，且被封闭在固体基材中，不易再溶出，从而达到稳定化和无害化的目的。

但是，总体而言，铬渣的解毒处理工艺一直是研究难点，尤其是对于铬渣处理后的长期稳定性工艺研发甚少。目前报道的稳定固化技术，存在稳定固化效率低，稳定时间短等缺点，在一定条件下比如高温或雨水冲刷状态下铬或会重新被氧化或挥发或渗滤出来，暴露于空气中的铬有可能重新被氧化成有毒Cr(VI)，存在较高的环境风险。因此，如何找到一种低成本高效率并能在固化后保持固化材料长时间的稳定性工艺成为当前铬渣无害化处理技术的重点。

发明内容：

本发明的目的是克服以上铬渣处理方法及工艺的环境风险问题，提供一种能够使Cr以低价态形式结构化固定，而结构中的还原态Fe(II)使晶体结构保持还原势，可有效防止长时间环境暴露中Cr(III)的氧化，处理后的材料可作为再生材料使用，再生材料中Cr不会渗滤或挥发而对环境产生二次污染的一种用于铬渣干法固定解毒的解毒方法。

本发明的一种用于铬渣干法固定解毒的解毒方法，其特征在于，包括以下步骤：

将零价铁与三氧化二铁按照物质的量比为1：1～1.25的混合物，与Cr₂O₃按照物质的量比为≥40:60、或与铬渣按照质量比为≥10:90混合均匀后压实，或者将草酸亚铁与铬渣按照质量比≥10:90混合均匀后压实，压实体在厌氧气氛中煅烧成烧结体而实现铬渣干法固定解毒。

Cr(VI)还原成Cr(III)，同时，烧结体中的Fe(II)与铬Cr(III)以尖晶石结构共存于晶体结构中，实现Cr(III)的结构化固定解毒，同时，尖晶石结构中的还原性Fe(II)可极大降低烧结体在长期环境暴露过程中Cr(III)被氧化成Cr(VI)的可能性。

所述的煅烧，其煅烧温度为900～1200℃，该温度范围使Fe(II)和Cr(III)作为尖晶石和长石晶体结构的组成部分，完全固定于此结构中，又不会浪费热能。

所述的煅烧厌氧气氛为氮气气氛或氩气气氛等无氧气氛。