化工废渣的处理与

化工废渣的处理与利用——铬渣的处理与利用小组成员：游羊郑丹赵海涛朱恺龙周伟周佳朱祥宇朱中强目录一、铬渣简介二、铬渣的处理三、铬渣的利用四、铬渣综合处理利用实例一、铬渣简介铬渣即铬浸出渣，是冶金和化工企业在金属铬和铬盐生产过程中，有浸滤工序滤出的不溶于水的固体体废弃物。性质：浅黄绿色粉状固体、碱性。每生产1t重铬酸钠产生1.8到3t的铬渣，每生产1t金属铬产生12到13t铬渣。1.铬渣的成分化学组成Cr2O3Cr6+SiO2CaOMgOAl2O3Fe2O3含量3~70.3~1.58~1123~2620~335~87~11在无还原剂时，重铬酸钠的水溶液含有剧毒的Cr6+，其具有强氧化性和体膜透过能力，对人体消化道、呼吸道、皮肤、黏膜及内脏都有危害。铬的化合物有致癌作用。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Cr6+含量可高达每升数十毫克，超过饮用水标准若干倍。2.铬渣的危害日本小川松工厂堆放12万吨铬渣，污染面积达18万m2，地下水Cr6+含量达1000ppm，周围的土壤含铬达700ppm，该工厂工人461人，62人发生鼻中隔穿孔，8名肺癌患者全部死亡，有呼吸道病的患者达30％-35%，鼻出血者占29％-48%。我国锦州50年代起铁合金厂就堆放铬渣，70多平方华里遭到Cr6+污染，7个自然村的1800眼井水不能饮用，广州也有这个问题，11家铬盐厂被迫停产。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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。还原法有干法解毒和湿法解毒两种形式。干法解毒：将铬渣和煤粉按比例100:15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。湿法解毒：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。将铬渣与特定的化学原料(通常为含有聚合氨基酸、氨基苯氧基、氨基奈氧基的有机物)进行络合反应，将六价铬转变成三价铬后，形成稳定的络合物。该法解毒需要有充足的有机物络合物，不适用于大规模运用。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。利用稳定化药剂固定有害物质，通过形成化学键，将有害物质包裹到晶格中，使有害物质不容易被浸出的一种方法。目前，使用的固化物质有水泥、石灰、玻璃、热塑性材料等。该法解毒铬渣彻底，但是形成的固化体体积庞大，资源化利用较低。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Cr6+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。目前，正在进行铬渣的微生物解毒中试试验①铬渣用于钢铁行业②铬渣用于耐火材料行业③铬渣用于水泥行业④铬渣制造微晶玻璃⑤铬渣用于筑路⑥铬渣用作玻璃着色剂⑦制钙镁磷肥烧结和高炉冶炼，制成含铬生铁或炼钢生铁特点：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。COONaOCrCCrONa323223242COCrCOCr323322COFeCOFeO232323COCrCOOCr经工艺合成耐火温度高于1670℃的合成耐火材料。用作碱性平炉底料和转炉、电炉喷补料的原料。应用：沈阳新城子化工厂已对铬渣生产耐火材料投入生产。用铬渣、石灰石、粘土等原料按普通硅酸盐水泥配料，可以烧制水泥熟料，用来制造水泥。利用碳还原后的铬渣同高炉粒化渣、转炉钢渣和硅酸盐水泥熟料，加入5%左右石膏,也可制造少熟料钢铁渣水泥应用：2007年3月，沈阳市城市建设计划将经过无害化处理后的铬渣用作水泥生产的原料，不仅“解毒”效果彻底，而且还可以变废为宝。利用铬渣中的Cr2O3做成核剂，造微晶玻璃。原理：铬渣中的Cr2O3是理想的成核剂。在还原和高达1500℃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。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。原理：铬渣中的六价铬之外的其他物质，可像水泥一样形成水化物。根据水泥凝结硬化机理，铬渣中极少量的可溶性六价铬随着水泥水化和硬化，被封闭在水泥凝胶体内。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，直至不再溶出。Cr3+在玻璃中吸收特定波长的光，透过另一波长的光，吸收446～461nm，656～658nm及684～688nm波长的光，在650～680nm附近有红外吸收带，在450nm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（1550～1600℃）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将铬渣与磷矿石、白云石、焦炭、蛇纹石等按一定比例加入电炉或高炉中，经高温熔融还原，将铬渣中的Cr6+还原成Cr3+，以Cr2O3形式进入磷肥半成品玻璃体中固定下来；其余Cr6+被还原成金属铬进入副产品磷铁中，达到解毒的目的。综合利用途径解毒原理技术可行性解毒效果经济效益环境效益最终状态做玻璃着色剂高温熔融固化技术成熟工艺可行良好明显良好用料有限进入玻璃料中制硅酸盐水泥熟料高温还原技术成熟工艺可行良好明显良好用料有限进入水泥熟料中制钙镁磷肥利用C和CO还原工艺可行操作稳定良好成本高销售难明显进入钙镁磷肥中制铸石高温熔融固化技术可行解毒彻底成本高销售难明显进入铸石中制青砖用CO，氢气还原工艺简单难以机械化好成本高销售难良好进入青砖中做溶剂烧结生铁高温CO，C还原技术成熟工艺可行解毒彻底明显明显进入生铁中制钙铁粉用CO，氢气还原技术成熟工艺简单不彻底中等中等进入钙铁粉中四、铬渣综合处理利用实例1.青海铬盐厂铬渣干法解毒技术产品品种与生产规模：Na2Cr2O71500t/a工艺流程如下：2.烧结炼铁工艺处理铬渣铁精粉消石灰、白云石无烟煤、焦粉返矿铬渣配料皮带一混二混烧结机破碎筛分成品烧结矿除尘机风机烟囱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。与国外的主要差距治理技术没有差距，关键是对污染源的控制，即如何在生产过程中减少废物的排出量和尽可能降低有害物质的含量。主要因素：矿源不稳定、矿石品位低、使得矿耗量增大，增大排放量、生产规模小、厂点分散，不利于集中处理。