铬渣的无害化处理与资源化利用

1、应 用 技 术太原科技2008 年第 10 期T AIYU ANS CI- T E CH文章编号：（8）10852铬渣的无害化处理与资源化利用郭军 1，黄戊生 2（ 1. 长治钢铁（ 集团)有限公司， 山西长治046031； 2. 东北大学环境工程研究所， 辽宁沈阳041000）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、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，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络合法、 微波法、 固化法及微生还可用于制造微晶玻璃、 筑路及铬渣是铬盐生产过程中的废渣。 铬渣中的有害成分主

2、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、 -亚铬酸钙等1。2 铬渣的无害化处理方法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、

3、 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络合法络合法是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、 氨基奈氧基等的有机物) 进行络合反应 2， 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收稿日期：80813；修回日期：

4、80912作者简介：郭 军（ 1984- ） ，男，山西洪洞人。 2008 年 6 月毕业于东北大学，硕士，助理工程师。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固化法固化法是利用稳定化药剂固定2有害物质， 通过形成化学键， 将有害物质包裹到晶格中，

5、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。2.5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-1 的高效还原铬（）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 铬渣资源化利用我国的铬渣资源相对比较匮乏， 开展铬渣的资源化利

6、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85应 用 技 术太原科技2008 年第 10 期TAIYUANS CI-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 - 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、

7、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

8、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

9、 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

10、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 446461 nm， 656658 nm 及 684688 nm 波长的光， 在 650680 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 5501 600 ） 有利于

11、 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。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

12、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()细菌 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.（ 责任编辑 刘 婷）（ 英

13、文部分下转第 91 页）86应 用 技 术太原科技 2008 年第 10 期 T AIYU AN S CI- T E CH手段后再进行扦插试验，或者采用其他方法进行繁林业出版社,1990.殖生产试验。2 森下义郎.植物扦插理论与技术M.李云森,译.北京:中国林业出版社,1988.参考文献：责任编辑王雅利1 北京林业大学园林系花卉教研组.花卉学M.北京:中国（）Experimental Investigation on Cutting Propagation of 20 Kinds of Flowering ShrubsGUO Li-li，FANG Yan，XUE Bin（Foreign Lan

14、guage 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 w

15、as more than 70%. It set foundations for expanding production.Key words: flowering shrubs; medium; cutting; rooting rate（ 上接第 88 页）Status of Apple Canker Prevention and Vegetant PreventerCAO Hui，LIU Su-qi，QIN Guo-wen（Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, China）Abstract: Apple canker preventi

16、on is mainly relied on the riskiest pesticide such as asomate, long-term use can cause the pollution of environment and arsenic pollution of fruits. Vegetant preventer of apple canker is a new type of high-perfor-mance, low toxicity, low-residue vegetant pesticide, which is also in harmony with the

17、environment. It has significant effects for the treatment and prevention, also it is easy to process, use and provide guarantee to green food and organic food.Key words: apple canker; prevention and treatment; vegetant preventer（ 上接第 86 页）Harmless Treatment and Resource Utilization of Chromic SlagGU

18、O Jun1，HUANG Wu-sheng2（1. Changzhi Iron and Steel (Group) Co., Ltd., Changzhi 046031, China;2. Institute of Environmental Engineering, Northeastern University, Shenyang 041000, China）Abstract: In this paper, we introduced the composition of chromic slag, and some usual harmless treatment methods such as: reduction method, complexometry method, microwave method, solidification method and microbiological method. Al-so, we analyzed the use of chromic slag as chromium steel, refractory, material in the cement industry, sitall, a coloring a-gent of glass, and mater