铬渣的无害化处理与资源化利用

Key words: ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ ｓｈｒｕｂｓ； ｍｅｄｉｕｍ； ｃｕｔｔｉｎｇ； ｒｏｏｔｉｎｇ ｒａｔｅ
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Status of Apple Canker Prevention and Vegetant Preventer
CAO Hui，LIU Su-qi，QIN Guo-wen
GUO Li-li，FANG Yan，XUE Bin
（Foreign Language Normal College of Taiyuan University, Taiyuan 030012, China）
Abstract: Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｃｈｏｓｅ ２０ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｎｅｗ ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ ｓｈｒｕｂｓ ｉｎ ｌａｎｄｓｃａｐｉｎｇ ｏｆ Ｔａｉｙｕａｎ， ｕｓｉｎｇ ｖｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ ａｎｄ ｒｉｖｅｒ ｓａｎｄ ａｓ ｍｅｄｉｕｍ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｃｕｔｔｉｎｇ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｆｕｌｌ ｌｉｇｈｔ， ｗｅ ｆｏｕｎｄ ｍｏｓｔ ｓｏｒｔｓ＇ ｓｕｒｖｉｖａｌ ｒａｔｅ ｗａｓ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ７０％． Ｉｔ ｓｅｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｅｘｐａｎｄｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．
铬渣在水泥行业中的使用主要表现在烧制水泥 熟料、 制彩色水泥、 作水泥掺合料、 作水泥砂浆料 等方面［２－６］。 铬渣烧制水泥熟料是利用水泥窑炉内的 高温和还原气氛使铬渣还原解毒， 把铬渣与石灰 石、 黏土、 铁粉、 粉煤混配煅烧成水泥熟料； 铬渣 制彩色水泥是利用三价铬离子着色力较强和着色范 围较大的特点， 将解毒后的铬渣作为彩色水泥着色 剂和添加剂； 铬渣作水泥掺合料是利用铬渣中硅酸 钙及铁铝酸钙具有胶凝活性的特点， 代替高炉渣作 水泥掺合料； 铬渣作水泥砂浆料是将还原后的铬渣 磨细， 代替石灰膏配制水泥石灰砂浆浆料。 3.4 铬渣制造微晶玻璃
铬渣的治理问题一直是世界性难题， 虽然目前 对铬渣的治理取得了一定的成绩， 但要想最终实现 铬渣的解毒及资源化利用， 就必须突破传统治理的 局限， 运用多学科的知识， 改变以往单一的无害化 治理模式， 按照循环经济概念和清洁生产理念， 将 铬渣作为一种可利用的资源用于工业化生产。 只有 这样， 才能有效解决铬渣解毒不彻底、 能耗大、 易 产生二次污染、 成本过高的问题。
我国的铬渣资源相对比较匮乏， 开展铬渣的资 源化利用意义十分重大。 铬渣因含有六价铬而具有 毒性， 若对铬渣治理得当， 铬渣可以被资源化利 用。 铬渣中含有丰富的 CaO， MgO， Fe2O3 等物质， 可以在工业生产中替代石灰石、 白云石等原料。 目 前， 铬渣可综合利用在炼铁、 水泥行业、 玻璃、 耐
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应用技术
太原科技 ２００８ 年第 １０ 期 ＴＡＩＹＵＡＮ ＳＣＩ－ＴＥＣＨ
火材料等方面。 3.1 铬渣用于钢铁行业
以铬渣为碱性熔剂及含铬原料， 配入铁矿石粉 等含铁原料和燃料， 经过烧结和高炉冶炼， 制成含 铬 生 铁 或 炼 钢 ［２－４］用 生 铁 。 该 技 术 具 有 解 毒 彻 底 、 处理能力大、 资源化显著、 经济效益显著等优点。 锦州铁合金股份有限公司、 焦作津阳化工厂、 济南 钢铁集团均采用此法对铬渣进行治理， 取得了实质 性进展。 3.2 铬渣用于耐火材料行业
国内外对铬渣的无害化处理主要有还原法、 络 合法、 微波法、 固化法、 微生物法 5 种方法。 2.1 还原法
还原法是通过加入还原物质， 在一定的反应条 件下， 使六价铬变为三价铬的过程［１］。 还原法［２］有干 法 解 毒 和 湿 法 解 毒［１－２］ 两 种 形 式 。 干 法 解 毒 是 将 铬 渣和煤粉按比例充分混合， 在弱氧化气氛中加热至 800 ℃左右， 碳氧化生成的一氧化碳可将六价铬还 原成三价铬［２］； 湿法 解 毒 是 在 水 介 质 中 ， 利 用 还 原 剂 使 铬 渣 中 的 六 价 铬 转 变 成 三 价 铬 的 过 程 ［１－ ２］。 2.2 络合法
摘 要：介绍了铬渣的组成成分及对铬渣无害化处理常用的还原法、 络合法、 微波法、 固化法及微生 物法， 分析了铬渣在工业上可用于铬铁钢、 耐火材料和水泥行业， 还可用于制造微晶玻璃、 筑路及 用作玻璃着色剂等。 关键词：铬渣；无害化处理；资源化利用 中图分类号：Ｘ７０５ 文献标志码：Ａ
铬渣是铬盐生产过程中的废渣。 铬渣中的有害 成分主要是四水铬酸钠、 铬酸钙等六价铬的化合 物。 六价铬有很强的氧化性和流动性， 毒性很强， 可影响地下水和地表水的质量， 破坏土壤的原有结 构和土壤的生态系统， 对人体和动植物都有危害。 因此， 开展铬渣的治理工作势在必行。 １ 铬渣的组成成分
东北大学冶金资源工程研究所对沈阳新城子化 工厂排放的铬渣进行研究， 开发出利用铬渣生产高 级耐火材料［５］的新工艺。 研 究 表 明 ， 用 质 量 分 数 为 50%～60%的轻烧氧化镁配加质量分数为 40%～50% 的铬渣， 经工艺合成耐火温度高于 1 670 ℃的合成 耐火材料， 可以用作碱性平炉底料和转炉、 电炉喷 补料的原料。 目前， 沈阳新城子化工厂已对铬渣生 产耐火材料投入生产。 3.3 铬渣用于水泥行业
用还原铬渣代替黄砂用于混凝土垫层来铺筑道
路、 地面， 可产生良好的使用效果， 其原理是： 还 原铬渣中的六价铬之外的其他物质， 在浇筑的混凝 土中可像水泥一样发生水化反应， 形成与水泥水化 物相同或相似的水化物。 根据水泥凝结硬化机理， 还原铬渣中极少量的可溶性六价铬随着水泥水化和 硬化过程的进行， 被封闭在水泥凝胶体内， 即使初 期有微量的水溶性六价铬溶出， 但随着水泥的硬化 和强度的增长， 六价铬的溶出量将随之减少， 直至 这部分六价铬完全被封闭在混凝土内不再溶 出［１］。 3.6 铬渣用作玻璃着色剂
参考文献： ［１］ 盛灿文，柴立元，王云燕，等．铬渣的湿法解毒研究现状及发
展前景［Ｊ］．环境工程，２００６，３２（２）：１－ ２． ［２］ 匡 少 平．铬 渣 的 无 害 化 处 理 与 资 源 化 利 用［Ｍ］．北 京：化 学
工业出版社，２００６：１－ ３１． ［３］ 龙腾发，柴立元，傅 海 洋．碱 性 介 质 中 还 原 高 浓 度 Ｃｒ（Ⅵ）细
业于东北大学，硕士，助理工程师。
பைடு நூலகம்
络合物， 不适用于大规模运用。 2.3 微波法
微波解毒铬渣是将还原剂和铬渣经干燥粉碎 后 ， 按 一 定 的 比 例 混 合 ， 转 入 反 应 器 并 置 于 微 波［２］ 环境中， 再通入适量的空气， 加热还原。 微波是一 种清洁高效的能源， 铬渣在碳质还原剂存在的条件 下， 经过微波辐照净化得到的解毒铬渣是一种结构 稳定、 耐酸碱、 耐光照的物体。 微波解毒铬渣效率 高， 解毒彻底， 无二次污染， 但需要引进微波设 备， 耗电较多。 2.4 固化法
制造绿色玻璃常用铬矿粉做玻璃着色剂， 主要 是利用 Cr3+在玻璃中吸收特定波长的光 ， 透 过 另 一 波长的光， 吸收 446～461 nm， 656～658 nm 及 684～ 688 nm 波长的光， 在 650～680 nm 附近有红外吸收 带， 在 450 nm 有蓝色吸收带， 二者结合后呈绿色。 由于铬渣中含有部分未反应掉的铬矿粉 和 Cr6+， 高 温 （1 550～1 600 ℃） 有利于 Cr6+转变成 Cr3+， 因此， 可 代 替 铬 铁 矿 粉 用 作 玻 璃 的 着 色 剂［２－ ７］。 ４ 结论
（ 责任编辑 刘 婷） （ 英文部分下转第 ９１ 页）
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太原科技 ２００８ 年第 １０ 期 ＴＡＩＹＵ ＡＮ Ｓ ＣＩ－ ＴＥＣＨ
应用技术
手段后再进行扦插试验， 或者采用其他方法进行繁 殖生产试验。
参考文献： ［１］ 北 京 林 业 大 学 园 林 系 花 卉 教 研 组．花 卉 学［Ｍ］．北 京：中 国
微晶玻璃是按一定比例组成的配合料经熔融成 型后， 通过特定温度的受控结晶， 在均质玻璃体中 形成数量大而尺寸细小的晶粒， 其结晶过程包括成 核、 生长两个阶段。 要形成大量的晶核， 需要引入 适 当 的 晶 核 剂 ， 而 铬 渣 中 的 Cr2O3 是 理 想 的 成 核 剂［２－７］。 在还原和高达 1 500 ℃的熔融状态下， 六 价 铬 可 完 全 还 原 为 三 价 铬 ， Cr2O3 在 其 后 的 工 艺 过 程 中， 作为成核剂诱导结晶， 其他离子围绕晶核聚集 长大。 所以， 大部分 Cr2O3 位于晶粒的 中 心 ， 未 参 与结晶的少数三价铬离子冷却后， 牢固地位于玻璃 结构网络中， 非常稳定。 3.5 铬渣用于筑路
微生物法是一种新型的处理铬渣的方法， 是在 适当条件下利用微生物将六价铬还原成三价铬。 中 南大学的马腾发从长沙铬盐厂的铬渣堆埋场附近筛 选出一种名叫 CH-1 的高效还原铬（Ⅵ）的菌株， 该 细菌能对铬渣进行直接解毒， 铬渣中的有毒六价铬 被还原成三价铬， 既达到了解毒的目的， 又可以氢 氧 化 铬 沉 淀 的 形 式 回 收 利 用 六 价 铬［３］。 目 前 ， 正 在 进行铬渣的微生物解毒中试试验。 ３ 铬渣资源化利用
菌 的 分 离 及 其 特 性 ［Ｊ］． 应 用 与 环 境 生 物 学 报 ，２００６，１２（１）： ８０－ ８３． ［４］ 游 晓 光 ．铬 渣 在 烧 结 炼 铁 中 的 应 用 ［Ｊ］．南 方 金 属 ，２００６（３）： ４６－ ４８． ［５］ 俞 莉 红，薛 文 东．铬 渣-镁 砂 复 合 耐 火 材 料 性 能 的 研 究［Ｊ］． 吉林建材，１９９９（７８）：７－ １１． ［６］ 石成利，良忠友，侯和峰．铬渣在水 泥 生 产 中 的 研 究 及 应 用 ［Ｊ］．无机盐工业，２００５，３７（７）：４８－ ５０． ［７］ 李有光．利 用 铬 渣 制 造 微 晶 玻 璃 建 筑 装 饰 板［Ｊ］．环 境 科 学， １９９４（６）：４１－ ４２．
林 业 出 版 社 ，１９９０．