[发明专利]一种铝铬渣资源化利用的方法

说明书

本发明涉及一种铝铬渣资源化利用的方法。其技术方案是：将粒度≤45μm的铝铬渣细粉料置于马弗炉中，在空气气氛和1200～1350℃条件下保温4～6小时，得到热处理料；将所述热处理料置入水中，在60～80℃条件下搅拌20～30分钟，抽滤分离，得到过滤颗粒料和滤液。将所述过滤颗粒干燥，得到Al₂O₃质颗粒料。将所述滤液和五氧化二磷混合，在75～85℃条件下搅拌15～20分钟，得到混合液；向所述混合液中加入占所述混合液5～8wt％的铝粉，搅拌15～30分钟，得到磷酸铝铬复合结合剂。本发明具有工艺简单、成本低、处理过程无毒害、资源利用率高和应用范围广的特点，适于铝铬渣资源化利用的工业化推广。

技术领域

本发明属于铝铬渣处理技术领域。具体涉及一种铝铬渣资源化利用的方法。

背景技术

铝铬渣是生产铬盐、金属铬或含铬合金过程中衍生的危废物(属《国家危险废物名录》中的“含铬废物”)，主要化学成分为Al₂O₃和Cr₂O₃，主要杂质成分包括MgO、CaO和SiO₂及金属Fe、Al等。但不同原料、工艺等因素下衍生的铝铬渣组分波动较大，物相组成复杂多变，这对铝铬渣的资源化利用造成了显著的障碍。

铝铬渣之所以称为危废物，是由于其中含有一定量的致毒Cr⁶⁺化合物，且Cr⁶⁺化合物的水溶性强，进而扩展了Cr⁶⁺化合物的危害途径，严重破坏生态环境、影响人类健康并制约可持续发展(李楠等.6.2.4镁铬砖的六价铬污染及对策[M]，北京：耐火材料学.冶金工业出版社，2012，pp184)。

多年来，为了消除Cr⁶⁺化合物污染所采取技术手段的基本原则可总结为“降价还原”，这是由于铬元素在“+3”(Cr³⁺，如Cr₂O₃)和“0”(金属Cr)两种价态下稳定无毒且应用价值高。目前，将高价态的Cr⁶⁺化合物降价的主要途径有以下几种：

(1)熔融还原

将含铬渣或含有Cr⁶⁺化合物的铝铬材料熔融后加入还原剂(如焦炭、铝粉等)，利用还原剂的还原特性将Cr⁶⁺还原成低价态。如“一种铝铬渣无害化处理的方法”(ZL201810322781.4)专利技术，该技术通过铝铬渣与铝粉等混合配料，经高温熔融后还原，利用还原后熔体的分层，分别获得合金和耐火原料。熔融还原技术可以实现铝铬渣的无害化，且处理范围广并消除Cr⁶⁺的污染，但熔融还原技术能耗大，需要将高熔点的Al₂O₃和Cr₂O₃在1800～2000℃条件下熔融，对熔炼设备的能耗要求高，难以推广。

(2)烧结还原

将含铬渣或含有Cr⁶⁺化合物的铝铬材料与非氧化物(如碳化物、氮化物或焦炭粉等)混合后高温煅烧，利用非氧化物自身的氧化形成还原性气氛进行干预(韩茂鲲等.添加SiC对高温下铝铬体系中铬价态的影响[J].耐火材料，2008.42(2)：pp109～112)。该类技术能有效抑制Cr³⁺向Cr⁶⁺的转变，但对Cr⁶⁺向Cr³⁺的降价还原作用相对较弱，因而难以彻底解毒，消除Cr⁶⁺污染。

(3)化学还原