鉻渣的無害化處理與資源化利用

1、應(yīng) 用 技 術(shù)太原科技2008 年第 10 期T AIYU ANS CI- T E CH文章編號(hào)：（8）10852鉻渣的無害化處理與資源化利用郭軍 1，黃戊生 2（ 1. 長治鋼鐵（ 集團(tuán))有限公司， 山西長治046031； 2. 東北大學(xué)環(huán)境工程研究所， 遼寧沈陽041000）摘 要：介紹了鉻渣的組成成分及對(duì)鉻渣無害化處理常用的還原法、物法， 分析了鉻渣在工業(yè)上可用于鉻鐵鋼、 耐火材料和水泥行業(yè)，用作玻璃著色劑等。關(guān)鍵詞：鉻渣；無害化處理；資源化利用中圖分類號(hào)：X705文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A絡(luò)合法、 微波法、 固化法及微生還可用于制造微晶玻璃、 筑路及鉻渣是鉻鹽生產(chǎn)過程中的廢渣。 鉻渣中的有害成分主

2、要是四水鉻酸鈉、 鉻酸鈣等六價(jià)鉻的化合物。 六價(jià)鉻有很強(qiáng)的氧化性和流動(dòng)性， 毒性很強(qiáng)，可影響地下水和地表水的質(zhì)量， 破壞土壤的原有結(jié)構(gòu)和土壤的生態(tài)系統(tǒng)， 對(duì)人體和動(dòng)植物都有危害。因此， 開展鉻渣的治理工作勢(shì)在必行。1 鉻渣的組成成分我國對(duì)鉻鹽的生產(chǎn)多采用純堿焙燒法， 并添加石灰石、 白云石等爐料填充劑。 因此， 鉻渣中含有大量的鈣鎂化合物而呈堿性。 鉻渣按原料產(chǎn)地和生產(chǎn)配方的不同而有所差異。 鉻渣的主要物相組成包括四水鉻酸鈉、 鉻鋁酸鈣、 堿式鉻酸鐵、 硅酸二鈣、 鐵鋁酸鈣、 方鎂石、 -亞鉻酸鈣等1。2 鉻渣的無害化處理方法國內(nèi)外對(duì)鉻渣的無害化處理主要有還原法、 絡(luò)合法、 微波法、 固化法、

3、 微生物法 5 種方法。2.1還原法還原法是通過加入還原物質(zhì)， 在一定的反應(yīng)條件下， 使六價(jià)鉻變?yōu)槿齼r(jià)鉻的過程1。 還原法2有干法解毒和濕法解毒1- 2 兩種形式。 干法解毒是將鉻渣和煤粉按比例充分混合， 在弱氧化氣氛中加熱至800 左右， 碳氧化生成的一氧化碳可將六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻2； 濕法解毒是在水介質(zhì)中， 利用還原劑使鉻渣中的六價(jià)鉻轉(zhuǎn)變成三價(jià)鉻的過程1- 2。2.2絡(luò)合法絡(luò)合法是將鉻渣與特定的化學(xué)原料 (通常為含有聚合氨基酸、 氨基苯氧基、 氨基奈氧基等的有機(jī)物) 進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng) 2， 將六價(jià)鉻轉(zhuǎn)變成三價(jià)鉻后 ，形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。 該法解毒需要有充足的有機(jī)物收稿日期：80813；修回日期：

4、80912作者簡介：郭 軍（ 1984- ） ，男，山西洪洞人。 2008 年 6 月畢業(yè)于東北大學(xué)，碩士，助理工程師。絡(luò)合物， 不適用于大規(guī)模運(yùn)用。2.3微波法微波解毒鉻渣是將還原劑和鉻渣經(jīng)干燥粉碎后， 按一定的比例混合， 轉(zhuǎn)入反應(yīng)器并置于微波2環(huán)境中， 再通入適量的空氣， 加熱還原。 微波是一種清潔高效的能源， 鉻渣在碳質(zhì)還原劑存在的條件下， 經(jīng)過微波輻照凈化得到的解毒鉻渣是一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、 耐酸堿、 耐光照的物體。 微波解毒鉻渣效率高， 解毒徹底， 無二次污染， 但需要引進(jìn)微波設(shè)備， 耗電較多。2.4固化法固化法是利用穩(wěn)定化藥劑固定2有害物質(zhì)， 通過形成化學(xué)鍵， 將有害物質(zhì)包裹到晶格中，

5、使有害物質(zhì)不容易被浸出的一種方法。 目前， 使用的固化物質(zhì)有水泥、 石灰、 玻璃、 熱塑性材料等。 該法解毒鉻渣徹底， 但是形成的固化體體積龐大， 資源化利用較低。2.5微生物法微生物法是一種新型的處理鉻渣的方法， 是在適當(dāng)條件下利用微生物將六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻。 中南大學(xué)的馬騰發(fā)從長沙鉻鹽廠的鉻渣堆埋場(chǎng)附近篩選出一種名叫 CH-1 的高效還原鉻（）的菌株， 該細(xì)菌能對(duì)鉻渣進(jìn)行直接解毒， 鉻渣中的有毒六價(jià)鉻被還原成三價(jià)鉻， 既達(dá)到了解毒的目的， 又可以氫氧化鉻沉淀的形式回收利用六價(jià)鉻3。 目前， 正在進(jìn)行鉻渣的微生物解毒中試試驗(yàn)。3 鉻渣資源化利用我國的鉻渣資源相對(duì)比較匱乏， 開展鉻渣的資源化利

6、用意義十分重大。 鉻渣因含有六價(jià)鉻而具有毒性， 若對(duì)鉻渣治理得當(dāng)， 鉻渣可以被資源化利用。 鉻渣中含有豐富的 CaO， MgO， Fe2O3 等物質(zhì)，可以在工業(yè)生產(chǎn)中替代石灰石、 白云石等原料。 目前， 鉻渣可綜合利用在煉鐵、 水泥行業(yè)、 玻璃、 耐85應(yīng) 用 技 術(shù)太原科技2008 年第 10 期TAIYUANS CI-TECH火材料等方面。3.1鉻渣用于鋼鐵行業(yè)以鉻渣為堿性熔劑及含鉻原料， 配入鐵礦石粉等含鐵原料和燃料， 經(jīng)過燒結(jié)和高爐冶煉， 制成含鉻生鐵或煉鋼 - 4用生鐵。 該技術(shù)具有解毒徹底、處理能力大、 資源化顯著、 經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)。錦州鐵合金股份有限公司、 焦作津陽化工廠、

7、濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)均采用此法對(duì)鉻渣進(jìn)行治理， 取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。3.2鉻渣用于耐火材料行業(yè)東北大學(xué)冶金資源工程研究所對(duì)沈陽新城子化工廠排放的鉻渣進(jìn)行研究， 開發(fā)出利用鉻渣生產(chǎn)高級(jí)耐火材料5的新工藝。 研究表明， 用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%60%的輕燒氧化鎂配加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 40%50%的鉻渣， 經(jīng)工藝合成耐火溫度高于 1 670 的合成耐火材料， 可以用作堿性平爐底料和轉(zhuǎn)爐、 電爐噴補(bǔ)料的原料。 目前， 沈陽新城子化工廠已對(duì)鉻渣生產(chǎn)耐火材料投入生產(chǎn)。3.3鉻渣用于水泥行業(yè)鉻渣在水泥行業(yè)中的使用主要表現(xiàn)在燒制水泥熟料、 制彩色水泥、 作水泥摻合料、 作水泥砂漿料等方面2- 6。 鉻渣燒制水泥熟料是利用水泥窯爐內(nèi)

8、的高溫和還原氣氛使鉻渣還原解毒， 把鉻渣與石灰石、 黏土、 鐵粉、 粉煤混配煅燒成水泥熟料； 鉻渣制彩色水泥是利用三價(jià)鉻離子著色力較強(qiáng)和著色范圍較大的特點(diǎn)， 將解毒后的鉻渣作為彩色水泥著色劑和添加劑； 鉻渣作水泥摻合料是利用鉻渣中硅酸鈣及鐵鋁酸鈣具有膠凝活性的特點(diǎn)， 代替高爐渣作水泥摻合料； 鉻渣作水泥砂漿料是將還原后的鉻渣磨細(xì)， 代替石灰膏配制水泥石灰砂漿漿料。3.4鉻渣制造微晶玻璃微晶玻璃是按一定比例組成的配合料經(jīng)熔融成型后， 通過特定溫度的受控結(jié)晶， 在均質(zhì)玻璃體中形成數(shù)量大而尺寸細(xì)小的晶粒， 其結(jié)晶過程包括成核、 生長兩個(gè)階段。 要形成大量的晶核， 需要引入適當(dāng)?shù)木Ш藙?， 而鉻渣中的

9、 Cr2O3 是理想的成核劑 2- 7。 在還原和高達(dá) 1 500 的熔融狀態(tài)下， 六價(jià)鉻可完全還原為三價(jià)鉻 ， Cr2O3 在其后的工藝過程中， 作為成核劑誘導(dǎo)結(jié)晶， 其他離子圍繞晶核聚集長大。 所以， 大部分 Cr2O3 位于晶粒的中心， 未參與結(jié)晶的少數(shù)三價(jià)鉻離子冷卻后， 牢固地位于玻璃結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中， 非常穩(wěn)定。3.5鉻渣用于筑路用還原鉻渣代替黃砂用于混凝土墊層來鋪筑道路、 地面， 可產(chǎn)生良好的使用效果， 其原理是： 還原鉻渣中的六價(jià)鉻之外的其他物質(zhì)， 在澆筑的混凝土中可像水泥一樣發(fā)生水化反應(yīng)， 形成與水泥水化物相同或相似的水化物。 根據(jù)水泥凝結(jié)硬化機(jī)理，還原鉻渣中極少量的可溶性六價(jià)鉻隨著

10、水泥水化和硬化過程的進(jìn)行， 被封閉在水泥凝膠體內(nèi)， 即使初期有微量的水溶性六價(jià)鉻溶出， 但隨著水泥的硬化和強(qiáng)度的增長， 六價(jià)鉻的溶出量將隨之減少， 直至這部分六價(jià)鉻完全被封閉在混凝土內(nèi)不再溶 出1。3.6鉻渣用作玻璃著色劑制造綠色玻璃常用鉻礦粉做玻璃著色劑， 主要是利用 Cr3+在玻璃中吸收特定波長的光 ， 透過另一波長的光， 吸收 446461 nm， 656658 nm 及 684688 nm 波長的光， 在 650680 nm 附近有紅外吸收帶， 在 450 nm 有藍(lán)色吸收帶， 二者結(jié)合后呈綠色。由于鉻渣中含有部分未反應(yīng)掉的鉻礦粉和 Cr6+， 高溫 （1 5501 600 ） 有利于

11、 Cr6+轉(zhuǎn)變成 Cr3+， 因此，可代替鉻鐵礦粉用作玻璃的著色劑2- 7。4 結(jié)論鉻渣的治理問題一直是世界性難題， 雖然目前對(duì)鉻渣的治理取得了一定的成績， 但要想最終實(shí)現(xiàn)鉻渣的解毒及資源化利用， 就必須突破傳統(tǒng)治理的局限， 運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)， 改變以往單一的無害化治理模式， 按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)概念和清潔生產(chǎn)理念， 將鉻渣作為一種可利用的資源用于工業(yè)化生產(chǎn)。 只有這樣， 才能有效解決鉻渣解毒不徹底、 能耗大、 易產(chǎn)生二次污染、 成本過高的問題。參考文獻(xiàn)：1 盛燦文,柴立元,王云燕,等.鉻渣的濕法解毒研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景J.環(huán)境工程,2006,32(2):1- 2.2 匡少平.鉻渣的無害化處理與資源化利

12、用 M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006:1- 31.3 龍騰發(fā),柴立元,傅海洋.堿性介質(zhì)中還原高濃度 Cr()細(xì)菌 的分離及其特性 J.應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào) ,2006,12(1):80- 83.4 游曉光 .鉻渣在燒結(jié)煉鐵中的應(yīng)用 J.南方金屬 ,2006(3): 46- 48.5 俞莉紅,薛文東.鉻渣-鎂砂復(fù)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.鉻渣在水泥生產(chǎn)中的研究及應(yīng)用J.無機(jī)鹽工業(yè),2005,37(7):48- 50.7 李有光.利用鉻渣制造微晶玻璃建筑裝飾板J.環(huán)境科學(xué), 1994(6):41- 42.（ 責(zé)任編輯 劉 婷）（ 英

13、文部分下轉(zhuǎn)第 91 頁）86應(yīng) 用 技 術(shù)太原科技 2008 年第 10 期 T AIYU AN S CI- T E CH手段后再進(jìn)行扦插試驗(yàn)，或者采用其他方法進(jìn)行繁林業(yè)出版社,1990.殖生產(chǎn)試驗(yàn)。2 森下義郎.植物扦插理論與技術(shù)M.李云森,譯.北京:中國林業(yè)出版社,1988.參考文獻(xiàn)：責(zé)任編輯王雅利1 北京林業(yè)大學(xué)園林系花卉教研組.花卉學(xué)M.北京:中國（）Experimental Investigation on Cutting Propagation of 20 Kinds of Flowering ShrubsGUO Li-li，F(xiàn)ANG 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 頁）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 頁）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