[发明专利]磷铁渣还原废水中六价铬的方法

说明书

磷铁渣还原废水中六价铬的方法，涉及一种重金属废水的减毒技术。将黄磷工业电热还原步骤的副产物磷铁渣破碎后，即得到磷铁渣粉末。将磷铁渣粉末与含六价铬废水混合反应，将废水中的六价铬还原成三价铬。本发明针对传统还原方法成本高，综合效益低的问题，提出采用工业废渣磷铁渣作为六价铬的还原剂。利用磷铁渣的还原性还原六价铬，于此同时磷铁渣被氧化成成磷酸盐，铁盐或者氢氧化铁。随后，通过调节pH值可以分别将三价铬，磷酸根，铁化合物沉淀出来。该方法可以同时实现六价铬废液的减毒和磷铁渣的转化利用。该方法具有成本低廉，操作简单，设备要求低，综合效益高等特点。本方法适合处理高浓的电镀铬废水。

技术领域

磷铁渣还原废水中六价铬的方法，涉及一种将废水中的六价铬还原成三价铬的技术，属于水处理技术领域中的重金属减毒技术。

背景技术

据统计有80种不同行业的工人可能与六价铬接触。各种各样的六价铬化合物分别应用于制革、纺织品生产、印染、颜料以及镀铬等行业中。排放铬的途径包括燃油和燃煤、不锈钢焊接、制钢、水泥厂、工业油漆和涂料制造以及冷却塔等。六价铬为吞入性和吸入性极毒物。六价铬是很容易被人体吸收的，它可通过消化、呼吸道、皮肤及粘膜侵入人体。六价铬容易导致皮肤过敏，皮炎和湿疹，鼻粘膜萎缩，严重时还可使鼻中隔穿孔和支气管扩张等。经消化道侵入时可引起呕吐、腹疼。长期或短期接触或吸入时有致癌危险。铬金属、三价或四价铬并不具有这些毒性。六价铬又主要以铬酸盐(-CrO₄)和重铬酸盐(-Cr₂O₇)形式存在。相关化合物易溶于水。三价铬和六价铬对人体健康都有害，但六价铬的毒性更强，大约比三价铬高100倍，更易被人体吸收，并在体内蓄积。过量的(超过10ppm)六价铬对水生物有致死作用。中国规定生活饮用水和地面水中六价铬的最高容许浓度为0.05mg/L；工业废水中六价铬及其化合物的最高容许排放浓度0.5mg/L。

处理六价铬的方法主要包括化学还原法，电解法，吸附法和光催化还原等方法。目前工业上主要采用的是化学还原法，该类方法主要通过加入还原剂来将高毒性的六价铬还原成三价铬，产常见的还原剂包括硫酸亚铁，亚硫酸氢钠和铁削等。通过酸化、氧化还原、碱化、出渣等工序将六价铬转化成固态的三价铬。这类方法具有处理流程复杂，操作难度大，成本高等缺点。而电解法，吸附法和光催化法等方法因为成本较高，限制了其实际应用。

磷铁渣是一种磷化工或硅酸盐化工的副产物，是一种磷元素和铁元素的合金。磷铁略有金属光泽，比重较大，导电性好，常温下化学性质稳定。由于其性质稳定，对磷铁渣的综合利用是一个工业难题。在实际工业过程中常作为废渣处理，这也导致其价格较低。我国磷铁来源广泛，仅在电炉法制磷工艺中，每生产1吨黄磷就会产出磷铁100～200kg，其中w(P)＝18％～26％、w(Fe)≈70％。但是由于磷铁中铁和磷的化学价都较低，使其具有一定的还原性，因此本工艺中将磷铁作为六价铬的还原剂。

发明内容

本发明针对传统化学还原方法综合效益低的问题，提出采用工业副产物磷铁渣作为还原剂，将废水中的六价铬还原成三价铬，实现六价铬的低毒处理并同时对磷铁渣进行转化和利用。

为了达到上述目的，本发明通过研究发现磷铁渣和六价铬在酸性条件下可以发生氧化还原反应。在该过程中六价铬被还原成三价铬，同时磷铁渣被氧化成磷酸根，铁离子。通过碱化可以将该料液以磷酸铁，氢氧化铬和氢氧化铁的形式沉淀下来。然后通过过滤分离得到处理后的清液和含有铬、铁和磷的滤渣。在该过程中调控料液的酸性比较关键，酸性对六价铬的存在形式和氧化性有比较大的影响。由于相关成分的溶度积比较低，因此通过调节pH值可以实现各成分的沉淀。另外，碱化过程中通过调控pH值和老化时间可以实现磷酸铁，氢氧化铬和氢氧化铁分离。

本发明所述磷铁渣还原废水中六价铬的方法，工艺步骤如下：