[发明专利]一种含铬废物中铬强化固化的方法

说明书

本发明公开了一种含铬废物中铬强化固化的方法。方法包括：(1)将含铬废物、针铁矿及高岭土尾矿进行干燥，并将干燥的含铬废物、针铁矿及高岭土尾矿磨细；(2)将细粒含铬废物、针铁矿按配比混合均匀，并将混合物料在还原性气氛条件下进行焙烧，获得焙烧渣。(3)将焙烧渣与高岭土尾矿按配比混合均匀获得二次混合物料；(4)将二次混合物料在惰性气氛条件下进行高温固化，冷却后得到固化体。本发明通过还原性焙烧使含铬废物中铬组分与针铁矿中氧化铁反应形成铬铁矿晶体，使易释放的铬组分固化到稳定的铬铁矿晶体结构中；然后与高岭土尾矿中的硅酸盐组分高温熔融而对铬铁矿晶体进行二次固化/稳定化，实现铬的强化固化，达到无害化处置的目的。

技术领域

本发明涉及重金属废物无害化处置领域，具体涉及一种含铬废物中铬强化固化的方法。

背景技术

含铬废物是工业生产过程中产生的一类毒性较强、可致癌的危险废物，主要产生于制备铬盐的化工业、钢铁冶金工业、电镀工业、鞣革工业、染料化工业等；其中铬渣的年产生量最大，危害也是最为严重的。我国铬渣年排放量约40万吨，累计堆存量已超过600万吨。目前，企业产生的大量含铬废物并未全部获得安全处置，而是在厂区长期堆置，对土壤和地下水造成严重污染。因此，如何合理有效地处理含铬废物成为当前环保十分关注的问题。

目前，含铬废物固化/稳定化技术主要为水泥固化、沥青固化、化学药剂固化三种工艺。水泥固化工艺是目前重金属稳定化最常用的。采用水泥固化与沥青固化处理含铬废物，固化工艺运行成本比较低，固化过程也是非常稳定的，不需要增加材料费；但固化产物的体积会增大，随着长期的日晒雨淋，铬废物中盐类物质的侵蚀会导致水泥固化体或沥青固化体破裂，导致固化体渗透性和结构强度降低，重金属稳定性降低并向环境中迁移。化学药剂固化含铬废物中重金属面临的困难是难以获得价格便宜、性能稳定、固化效率高的化学药剂，化学药剂处理后的含铬废物在环境中的长期稳定性也尚不明确。

高岭土尾矿是高岭土矿经选矿后排放的固体废物。目前，大量的尾矿露天堆放，或者用作铺路和夯实地基等。随着尾矿的不断堆积，不仅侵占了大量的土地、而且造成植被破坏及水土流失，严重影响生态环境。而高岭土尾矿中含有大量的氧化硅、氧化铝、氧化钠等组分，这正是含铬废物高温固化过程中所紧缺的化学成分。

发明内容

本发明的目的在于解决含铬废物无害化处置过程中的短板，并充分利用高岭土尾矿中的大量硅酸盐组分，提供一种含铬废物中铬强化固化的方法。

本发明提供的一种含铬废物中铬强化固化的方法，包括如下步骤：

(1)将含铬废物、针铁矿及高岭土尾矿进行干燥，并采用球磨机将干燥的含铬废物、针铁矿及高岭土尾矿分别磨细；

(2)将步骤(1)中获得的细粒含铬废物、针铁矿按配比混合均匀，并将混合物料在还原性气氛条件下进行焙烧，获得铬铁固溶体。

(3)将步骤(2)中获得的铬铁固溶体与高岭土尾矿按配比混合均匀获得二次混合物料；

(4)将步骤(3)中获得的二次混合物料在惰性气氛条件下进行高温固化，快速冷却后得到非常稳定的固化体，实现含铬废物中铬的强化固化。

本发明所述含铬废物为金属铬和铬盐生产过程产生的工业废渣，所述针铁矿为以晶体形态水合铁氧化物为主的矿物，所述高岭土尾矿为高岭土矿经选矿后排放的固体废物。

步骤(1)中干燥后的含铬废物、针铁矿及高岭土尾矿含水率低于10％。

步骤(1)中含铬废物、针铁矿及高岭土尾矿磨细后的粒度为-45μm。该细度使含铬废物与针铁矿具备充分的接触面积，提高焙烧矿化的反应速度。

优选地，步骤(2)混合物料中，含铬废物干基的质量百分比为30～70％，针铁矿干基的质量百分比为30～70％。