铬渣资源化利用

铬渣资源化利用

姓名:张世民学号120103707015 专业：矿物加工

摘要：介绍了铬渣的来源、理化特性、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，着重介绍了水泥行业，还可用于制造微晶玻璃、筑路及用作玻璃着色剂等。

Abstract: the article introduces the source of chromium slag, physical and chemical characteristics, composition and chromium slag harmless treatment commonly used reduction method, complex legal, microwave method, curing method and microbiological method, this paper analyzes the chromium slag in industry can be used for chromium iron steel, refractory materials and cement industry, mainly introduces cement industry, also can be used in the manufacture of microcrystalline glass, road construction and used as glass stain, etc.

关键词：铬渣 , 无害化处理 , 资源化利用 , 水泥 , 水泥矿化剂, Keywords: Chromium slag, harmless treatment and resource utilization, cement, cement mineralizer,

1铬渣的基本情况

1.1铬渣的产生与来源

我国从20世纪50年代开始生产铬盐产品，目前国内有20多家铬盐生产厂家。大多采用“有钙或少钙焙烧工艺”，产渣量高，每生产一吨红矾钠排渣1．5～3．0吨。2003年我国铬盐总产量超过23万吨，近年以1096的速度在增长。据统计，目前铬渣的存放量已超过400万吨，且每年仍以十几万吨的数量增长【1】。大量的铬渣露天存放，不仅占用土地，而且其中的水溶性和酸溶性六价铬，还会

污染土壤、水体，影响人体健康。铬渣中还含有50％以上的Fe

20

3

、Mg0和Al

2

3

，

如不综合利用，则造成了极大的资源浪费。

1.2铬渣的理化特性及组成成分

我国对铬盐的生产多采用纯碱焙烧法．并添加石灰石、白云石等炉料填充剂。因此，铬渣中含有大量的钙镁化合物而呈碱性。铬渣按原料产地和生产配方的不同而有所差异。铬渣的主要物相组成包括四水铬酸钠、铬铝酸钙、碱式铬酸铁、硅酸二钙、铁铝酸钙、方镁石、a一亚铬酸钙等【2】。

2铬渣的处理及应用

2.1铬渣的无害化处理

在铬渣中加入适量的还原剂，在一定加工条件下，可以使六价铬形式存在的铬酸钠、铬酸钙等还原成无害的三价铬状态。无害化处理方法基本可分为三类：湿法还原法(湿法)、高温还原法(干法)和固化法。

2.1.1湿法还原法(湿法)

(1)湿法还原法的原理是将粒度小于120目的铬渣酸解或碱解后，向混合溶

液中加入Na

2S、FeSO

4

等还原剂，将Cr 6+还原成Cr3+或Cr (0H)

3

。这种方法可以

与呈还原性的造纸废液或味精废水等联合应用，可达到以废治废的目的，处理后的Cr6+低于2×10-6。但湿法还原法处理费用高，解毒一般不彻底，不宜处理大宗铬渣【9~10】。其还原解毒工艺有“酸性溶液还原法”、“碱性溶液还原法”、“纯碱溶液还原法”、“合还原法”和“水蒸汽转化法”等。酸性溶液还原法是先将碱性铬

渣用酸调至酸性，然后加入还原剂Na

2SO

3

或FeS0

4

，在液固状态下将Cr6+还原为

Cr3+。机理为：还原解毒工艺有“酸性溶液还原法”、“碱性溶液还原法”等。

(2)酸性溶液还原法是先将碱性铬渣用酸调至酸性，然后加入还原剂Na。s0。或F．S04，在液固状态下将Cr6+还原为Cr3+。机理为：

CrO

42-_+3Fe2++8H+——Cr3++3Fe3++4H

2

因该工艺耗酸量大，费用较高，仅适用于有废酸排放的企业。

(3)碱性溶液还原法是将还原剂Na：S或硫氢化钠直接加入碱性铬渣中，发

生还原应，生成Cr (0H)

3

沉淀，过滤回收铬泥。此方法还原剂用量大，成本高，解毒不彻底。

硫化钠解毒机理为：

8Na

2Cr0

4

+6Na

2

S+23H

2

0——8 Cr(OH)

3

+3Na

2

S

2

3

+22Na0H

2.1.2高温还原法(干法)

(1)高温还原法的原理是将粒度小于4m的铬渣与煤粉按一定的质量比进行混合，在高温下进行还原焙烧，使Cr6+还原成不溶性的Cr3+。其解毒工艺有还“烧结矿法”和“密封焙烧法”【14】。

(2)烧结矿法。烧结是将粉状物料(如粉矿或精矿)进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的方法。所得的产品称为烧结矿(或烧结块)，外形为不规则多孑L状。炼铁需用石灰石、白云石作熔剂。铬渣中含约5096～60％的氧化钙和氧化镁，此外尚含10％～20％的氧化铁，这些都是炼铁所需的成分。少量铬渣代替消石灰同铁矿粉、煤粉混合在烧结炉中烧结后，送高炉冶炼，炉内高温和一氧化碳强还原气氛将渣中六价铬还原为三价铬甚至金属铬，金属铬熔入铁水，其它成分熔入熔渣，后者水淬后可作水泥混合材使用，少量铬渣对烧结矿质量、高炉生产无影响，炼铁成本略有下降。如谷孝保等人曾做过用铬渣烧结炼铁的试验。，将铬渣按3％的比例配入烧结矿中。按年产烧结矿200万吨计算，年可消耗6万吨铬渣。

(3)密封焙烧法是将铬渣和适量煤炭、锯末和稻壳混合，在500℃～600℃，

以焙烧过程产生的CO和H

2为还原剂，并在密封条件下水淬，投加过量的FeSO

4

和H

2SO

4

，以巩固还原效果，解毒渣中的Cr6+，降至极低，可堆存或使用。

利用高温还原法解毒，处理成本一般较高，但解毒较彻底，铬渣消耗量大，

解毒后的铬渣还可以用来综合利用，得到有价值的产品，如烧制玻璃着色剂、制钙镁磷肥助熔剂、作炼铁辅料、制铸石和作水泥原材料使用等，因此，这是目前消耗铬渣最好的方法之一。

2.1.3微生物法

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一1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