[发明专利]一种少钙焙烧法制铬盐产生铬渣的无害化处理方法及应用

说明书

技术领域：

本方案涉及一种少钙焙烧法制铬盐产生的铬渣的无害化处理方法及应用的技术方案。

背景技术： 

国内现有铬渣处理技术简述，铬渣处理即消除金属铬和铬盐生产过程中排出的废渣对环境的污染和使其得到综合利用的过程。

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。每生产1t铬酸盐约产生1.4t铬渣。 

目前铬渣的处理处置技术分为两大类:解毒处理和综合利用，而解毒处理又主要分为两种方法:即干法解毒和湿法解毒。 

（1）干法解毒 

铬渣与煤渣混合锻烧，CO使Cr⁶⁺还原为Cr³⁺，刚出窑的渣尽量隔绝空气，用水淬冷或用硫酸亚铁水溶液淬冷，防止Cr³⁺再度被氧气氧化，解毒后的铬渣可填埋，由于解毒铬渣仍然含有硅酸二钙和铁铝酸四钙两种水泥胶凝成分，也可用作建材。颗粒内Cr0₄^2-和CO间的相对扩散控制着Cr⁶⁺的还原，因此铬渣粒度是影响解毒效果的决定因素，另外几个重要因素分别是铬渣在窑内的停留时间、窑内温度、铬渣和煤的混合比。根据七、八十年代西宁青海铬盐长和济南裕兴化工厂的实际经验，铬渣粒度宜控制在4mm以下，3-10mm,太低易引起粉尘的二次污染，高则造成配料不均匀，铬渣在窑内的停留时间由窑的高度控制，温度880~950℃，渣煤一般为100:15。单台回转窑的煤耗为220kg/t渣;电耗30~40kW·h/t渣;硫酸亚铁20~30kg/100t渣，处理成本约150元/t渣。

干法解毒的最大优势是能够利用铬盐厂原有设备回转窑，一次性投资少、处理成本较低；也可以将干法解毒当作是铬渣综合利用或最终处置的预处理，解毒渣可用于水泥生产及玻璃着色剂等。干法解毒适合新渣、老渣以及被铬渣污染的土壤等。锻烧产生的烟气会造成二次污染，需要增加除烟除尘设备，使得成本上升。 

（2）湿法解毒 

铬渣湿法解毒的原理是先将铬渣中Cr⁶⁺转移至水相，接着用还原剂将Cr⁶⁺还原为无毒的Cr³⁺，或者用沉淀剂使Cr⁶⁺转变为稳定的水不溶铬酸盐，从而达到铬渣解毒作用。

依据Cr⁶⁺的物相组成，硅酸二钙一铬酸钙固溶体、铁铝酸钙一铬酸钙固溶体中Cr⁶⁺的溶出是铬渣湿法解毒的关键，现在已经发展出了几种较为可行的溶出方法。 

酸溶法:用酸（一般为工业废酸）将铬渣调节至酸性，破坏硅酸二钙、铁铝酸钙晶格，使固溶体中的酸溶态Cr⁶⁺释放出来。然后混入钡渣或是还原剂，将Cr⁶⁺转化为沉淀或Cr³⁺，达到解毒的目的。我国早先即有采用纯碱、硫化钠溶液还原铬渣的报道，原理是碳酸钠和铬酸钙、铬铝酸钙和碱铬酸铁发生了复分解反应，将酸溶性Cr⁶⁺转化为水溶性Cr⁶⁺，然后回收铬酸钠产品，滤渣中残余的Cr⁶⁺用硫化钠还原。 

济南裕兴化工厂利用钛白废酸治理铬渣，效果良好，解毒后的铬渣种植的植物生长正常。2000年广州铬德工程有限公司对广州市竹笼岗的1.3×10⁴t铬渣进行了湿法解毒治理，解毒铬渣浸出毒性远低于国家GB50851996的标准。 

湿法解毒工艺原理清晰，流程简单，不受铬渣类型、处理规模和场地的限制，可以在各种条件下实施，解毒比较彻底。酸溶湿法解毒需要消耗大量的酸，因此适合在附近有废酸产生的地区实施，否则成本太高;碱式湿法解毒的缺点是碳酸钠用量大，处理成本高。 

国内铬渣的综合利用现状： 

鉴于铬渣造成的严重危害和资源的日渐紧张，铬渣的综合利用技术成为当前铬渣处置的一个技术研究热点，我国科研人员就此作了大量的研究试验，研究发明出了多种铬渣综合利用技术，如:烧制水泥、制玻璃、烧结炼铁、旋风炉附烧铬渣、制砖、代替蛇纹石生产钙镁磷肥等。

1）制水泥