高温熔融法铬渣无害化治理工艺及前景

新疆化工　２００６年第１期　高温熔融法铬渣无害化治理工艺及前景　毛汉云兰琰　（新疆化工设计研究院。乌鲁木齐８３０００６）　摘要：简述了铬渣治理方法的途径，探讨了高温熔融法铬渣治理工艺的解毒原理及特点，并提出该法是目前　国内外公认的解毒彻底的方法，值得推广应用。　关键词：铬渣；高温熔融法；治理　ｌ　前言　铬渣属于重金属危险废物，其中含有的　六价铬（Ｃｒ６　）易溶且不稳定，具有强氧化毒　性，可以对人体、农作物机体造成损伤。研究　表明，铬渣中含有的铬酸钙还具有较强的致　癌和致突变特性。　渣堆地面防渗并加盖防水的堆贮方法，但必　须做到上盖不漏雨水，底部不渗，渣中附液和　淋浸液不外溢，才能保证防止铬污染的效果。　２．２无害化处理　在铬渣中加人适量的还原剂，在一定加　工条件下，将铬渣中的六价铬经还原处理后　我国早在１９６０年对铬渣治理就已开始研　究，曾探索了许多治理途径。我国研发的各种　堆存或填埋，还原处理又分干法还原和湿法　还原两种。　２．３综合利用　铬渣解毒技术有三四十种：如干法还原、湿法还　原，铬渣综合利用制砖、钙镁磷肥、铸石、水泥添　加剂、玻璃着色剂、烧结矿炼铁等等。企业先后　采用的技术也有几十种。但是，我国各地堆存　的铬渣仍迅速增长，铬渣对环境的污染还在加　重。造成这种状况的原因之一是现有部分技术　铬渣经过去毒处理，可以综合利用。渣　不经无害化处置，也可以直接作为工业材料　的代用品，加工成产品，达到既消除六价铬的　危害，又作为新材料资源得以充分利用。综　合利用产品又可产生一定的经济效益。　２．４高温熔融法　经过许多探讨和研究证明，高温熔融法　将铬渣作为原料，生产白熔性烧结矿，并冶炼　仍存在一定缺陷，如解毒不彻底，有二次污染；　跨行业使用困难；解毒及综合利用成本过高；综　合利用产品没有市场等等。　从２Ｏ世纪７Ｏ年代开始，我国安排铬渣　治理科研课题数十个，大部分通过了成果鉴　定，但因其存在技术、经济上的多种原因未能　实现产业化或推广应用。　含铬生铁是目前国内外公认的铬渣治理的最　好方法之一。目前国内已有山东、广东、湖北　等铬盐企业与冶金企业联合采用此方法治理　铬渣并取得了良好的效果。　高温熔融法是指铬渣在高温（１４００℃以　２铬渣治理方法　目前我国的铬渣治理一般有以下几个途　径：　上）还原气氛中熔化为玻璃体，使六价铬还　原为三价铬，并使三价铬固化于玻璃体中使　其稳定，不再溶出起到解毒的作用。　在炼铁过程中铁矿粉必须与石灰和煤等　混合，经高温煅烧成烧结矿后方可供高温熔　２．１堆贮法　为防止铬渣流失和扩大铬污染，可采取　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年第１朝　新疆４Ｃ－ｘ　ｃｒ（）３＋３Ｃ＝２Ｃｒ＋３ＣＯ　Ｔ　３７　融炉使用，同时在冶炼过程中还需要加人白　云石造渣。因此可用氧化镁、氧化钙含量超　Ｆｅ２Ｏ３＋３Ｃ＝２Ｆｅ＋３ＣＯ　Ｔ　ＦｅＯ・Ｃｒ２Ｏ３＋４Ｃ＝Ｆｅ＋２Ｃｒ＋４ＣＯ　Ｔ　过５０％的铬渣替代部分消石灰用于烧结矿。　这样不仅节约了石灰石、白云石及其采掘、运　输等费用，而且经过高温还原将铬渣中的六　价铬还原为三价铬，进而还原为金属铬，既回　ＭｇＯ・Ｃｒ２０３＋３Ｃ＝ＭｇＯ＋２Ｃｒ＋３ＣＯ　Ｔ　通过一系列的反应，铬渣中的六价铬基　本被还原为三氧化二铬或金属铬，达到解毒　目的。　收应用了宝贵的金属铬资源，同时又达到了　六价铬解毒的目的。　２．４．１　铬渣高温熔融法解毒原理　铬渣是由碱性氧化物５０％一６０％，氧化　铁１０％左右的基本成分所组成。我国铁矿　石一般是半自熔性的，在炼铁过程中要加人　大量含氧化钙、氧化镁的白云石作为助溶剂　有利于造渣。而高炉炼铁基本上是采用选矿　后主要原料，所以必须经过烧结才可使用。　烧结过程中必须加人适量的石灰、白云石。　由于铬渣中含５０％一６０％的氧化钙和氧化　镁，因此可利用铬渣代替部分石灰、白云石用　于烧结矿的生产。　在做烧结矿炼铁过程中，铬渣中除含有　较高的碱性氧化物和铁外，还含有ｃｒ¨（以　Ｃｒ：Ｏ，计）和Ｃｒ２０　。在烧结过程中是还原气　氛，在高温熔融炉冶炼的整个过程中也是还　原气氛，因此，六价铬被还原成三价铬，进而　再还原成金属铬，铬渣也达到了解毒的目的。　在烧结过程中，由于碳和铁的存在，在烧　结温度为１０００￣一１４００￣时，铬渣中的六价　铬首先被碳还原，随后被铁及烧结过程产生　的一氧化碳和亚铁还原。在炼铁过程中，由　于液相炉渣和大量炽热焦炭充分接触，剩余　未被还原的六价铬被完全还原。　（１）烧结过程中的主要反应方程式为：　４Ｎａ２Ｃｒ０４＋３Ｃ＝Ｎａ２Ｏ＋３Ｎａ２ＣＯ３＋　２Ｃｒ２０３　２Ｎ％Ｃ￣４＋３ＣＯ＝Ｃｒ２０３＋２Ｎ％Ｏ＋３Ｃ０２　１．　２ＣａＣ￣４＋３ＣＯ＝Ｃｒ２０３＋２ＣａＯ＋３ＣＯ２　Ｔ　Ｃｒ２Ｏ３＋ＭｅＯ＝Ｍｅ（Ｃ　２）２　［Ｍｅ代表烧结矿中的Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ等］　（２）高温熔融炉冶炼过程中的主要反应　方程式为：　２．４．２铬渣高温熔融法解毒特点　高温熔炼铬渣生产含铬生铁与冶炼普通　生铁主要生产工艺是相近的，但其生产目的　不同。冶炼普通生铁是以生产合格生铁为主　要目的，同时生产副产品水渣，而熔炼铬渣生　产含铬生铁则是以生产合格水渣为主，副产　品为含铬生铁，从而达到治理铬渣的目的。　高温熔融法是目前国内外公认的解毒彻　底的方法，国外主要有：制铬铁合金，用作玻　璃着色剂、制瓷料和人造骨料等几类。我国　在利用熔融固化法治理铬渣的研究方面做了　大量工作。目前已有：铬渣代替石灰石、白云　石、作炼铁造渣剂；利用铬渣、钒渣制炼铁烧　结矿；铬渣、硫酸渣制炼铁烧结矿；高温熔融　炼铁联产水泥；人工骨料；矿渣棉；玻璃砖；拌　煤发电等方法。　３结束语　实践证明，用铬渣代替石灰石、白云石作　炼铁助溶剂冶炼时，炉况顺利，生产的均是一　类含铬生铁。水淬渣用来生产水泥，水泥的　质量符合硅酸盐矿渣水泥的国家标准。而且　该方法也符合国家提倡的循环经济的思路，　因此值得推广。　参考文献　［１］谷孝保，罗建中，陈敏．铬渣应用于烧结炼铁工　艺的研究及实践［Ｊ］．２００４，２２（４）．　收稿日期：２００６—０３—１０。　作者简介：毛汉云，男，工程师，从事化工工艺设计工　作。