铬渣的处理工艺

铬渣的处理

铬渣是指在铬生产过程中由铬铁矿、纯碱和钙质填料按一定比例混合，经高温煅烧、用水制取铬酸钠后所得的灰绿色残渣，是一种强碱性物质．由于所用原料及配方的不同．每生产一吨红矾钠所排铬渣量也不尽一样，大约在2．0—3．0吨左右．依据所用原料与配方的不同，在生产过程中所排铬渣的元素组成也不尽相同。一般铬渣的化学成分为:二氧化硅占4～30％，三氧化铬渣二铝占5～10％，氧化钙占26～44％，氧化镁占8～36%,三氧化二铁占2～11%，六氧化二铬(Cr2O6)占0.6～0.8％和重铬酸钠(Na2Cr2O7)占1％左右等。铬渣所含主要矿物有方镁石(MgO)、硅酸钙（2CaO·SiO2）、布氏石(4CaO·Al2O3·Fe2O3)和1～10％的残余铬铁矿等。

铬渣的处理历来被认为是中国铬盐行业最头痛的问题, 也是世界性的难题。铬渣呈松散、无规则的固体粉末状, 总体颜色呈灰色, 表层因风化而呈散粒状, 下层铬渣粘结成坚硬块体, 含水率为14.39%, 密度为1.24 g/ cm3 , 粘结力为10~ 27 kPa。据监测分析, 铬渣中1.11% ~1.24%的铬可以被水浸出, 为水溶性铬。铬渣属于粘性土, 粘结力强, 容易板结, 分散性差。

在无还原剂时，重铬酸钠的水溶液含有剧毒的六价铬离子。

铬渣露天堆放，受雨雪淋浸，所含的六价铬被溶出渗入地下水或进入河流、湖泊中，污染环境。严重污染带内水中六价铬含量可高达每升数十毫克，超过饮用水标准若干倍。六价铬、铬化合物以及铬化合物气溶胶等，能以多种形式危害人畜健康。

我国已研究实施过的铬渣解毒与综合利用方法有10多种。

如下表：

综合考虑生产可行性、解毒效果、经济效益、环境效益及最终状态等因子，对各种铬渣的综合利用方法进行打分排序，排在前3位的方法分别是：做熔剂烧结生铁、制硅酸盐水泥熟料和做玻璃着色剂，这一结论在实际应用中也得到了证实。需要着重说明的是，由于正三价铬 ，正六价铬在自然界可以相互转化，用于水泥生产过程中，如果利用不当，有可能带来二次污染问题。因此，铬渣烧结炼铁应是当前解决铬渣污染的最佳途径。

烧结是将粉状物料(如粉矿和精矿)进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的方法。所得的产品成为烧结矿(块)，外形为不规则多孔状。钢铁厂内的各种含铁废料、含铁烟尘、尘泥与渣的综合利用，均可以通过烧结来实现，回收其中的含铁金属和CaO 。铬渣等含钙高的化工渣的回用，也可提高烧结矿强度和还原性能，降低物耗。特别是在生产含铬的钢铁时，可节省部分原材料。铬渣在烧结过程中的还原解毒主要是利用烧结过程中的C 及CO 在高温下的强还原性，将正六价Cr 还原成正三价Cr ，起到解毒的目的；烧结矿中的CaO ，MgO ，FeO 等，又与Cr 2O 3，发生反应，因此烧结矿(块)中的铬主要以铬尖晶石(MgO ·Cr 2O 3)、铬铁矿和铬酸钙等形态存在。而且在高炉冶炼过程中，正三价Cr 可被进一步还原成金属铬。主要反应式如下：

CO O Na O Cr C CrO Na 323223242++=+ CO Cr C O Cr 32332+=+ 2CO Fe CO FeO +=+

232323CO Cr CO O Cr +=+

通过一系列的反应，铬渣中的正六价Cr 基本被还原为Cr 2O 3，或金属铬，达到解毒目的。同时铬渣中的铁和部分金属铬进入生铁中，而其他组分进入高炉渣，可供水泥厂使用，

实现资源化。

工艺流程图如下

化工厂在铬渣堆存地先对铬渣进行破碎、筛分，使铬渣粒度小于5mm，用汽车运至第一烧结厂铬渣专用受料槽，由皮带运送进入配料室，由圆盘给料机经电子皮带秤称后，直接下到配料皮带上，与其他原料按一定比例进行混配，然后送入混料机，经一混、二混2次混匀后，送往2×120m2烧结机进行烧结。铬渣中的正六价Cr在高温、还原气氛下解毒。烧结矿经破碎、筛分后送往高炉炼铁。

经过烧结炼铁工艺处理铬渣，能够比较彻底地对铬渣中的正六价Cr进行解毒。在现有烧结工艺条件下，配加一定量的铬渣，对烧结矿的主要技术指标无明显影响，烧结矿的质量有保证。铬渣作为一种有毒的工业废物，在烧结生产工艺过程中可代替一定量的消石灰和白云石做烧结熔剂，能产生一定的经济效益。经过采取严密的防护措施，不会产生二次污染。因此利用烧结炼铁工艺解毒处理铬渣是一种最经济、处理量最大、处理速度最快的方法，值得推广。