专利名称：铬渣还原解毒工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于工业废渣处理方法，具体涉及一种铬渣还原解毒工艺。
背景技术：
铬渣是铬铁矿加工残渣(Chromite Ore Processing Residuals)的简称。在铬盐 生产过程中，首先是将铬铁矿、纯碱及辅料混合，在110(TC左右焙烧，在高温碱 性条件下，利用空气中的氧将铬铁矿中的三价铬转化为水溶性的六价铬，然后水 溶浸出，大部分六价铬将溶入水中，经除杂加工得各种铬盐产品，由于高温焙烧 后形成了非常复杂的物相组成，六价铬很难浸取完全。目前我国铬盐行业大多仍 采用有钙焙烧工艺，每生产一吨铬盐产品，要排放2—2.5吨铬渣，含六价铬0.5-2 %。六价铬是国际公认的致癌物，世界各国对含铬废物都有非常严格的排放标准。 含有水溶性六价铬的铬渣如果不加处理或处理不当，将会对环境造成极大危害。
由于铬渣物相及组成都非常复杂，且由于含有大量碱金属及碱土金属氧化物 而呈强碱性，使得其处理非常困难。虽然相关研究人员研究出了许多处理办法， 但最可靠、常用的方法是还原法，即借助还原剂将铬渣中的六价铬还原为三价铬， 通常是利用煤或由煤燃烧产生的还原性气体高温还原，但是固体煤或产生的碳及 气体难以与铬渣中的六价铬充分接触，往往还原不完全，难以达标排放，且处理 后的铬渣在堆存或使用过程中会慢慢释放六价铬，仍然存在潜在的污染问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种对六价铬还原彻底、能达标排放且不产生新的污染 的环保型铬渣还原解毒工艺。
由于铬铁矿含有铬、铁、镁、铝、硅、钙等多种组分氧化物，在加碱高温焙 烧氧化过程中，虽然大部分铬转化成了水溶性六价铬，但是由于大量杂质的存在， 部分六价络被包覆在铬渣中很难溶出；另外也有部分六价铬嵌入在某些杂质晶相 的晶格中，还有部分微溶和难溶铬化合物如铬酸钙。为达到本发明铬渣解毒的目 的，选用蔗糖、淀粉、面粉等多糖类有机物为还原剂，在惰性气氛中，经还原焙
烧将铬渣中的六价铬充分还原为三价铬。
具体技术方案如下首先将蔗糖、面粉、或淀粉配成溶液或浆液，将铬渣与蔗 糖、面粉、或淀粉溶液或浆液充分混合，在惰性气体或还原性气体保护下，于 600-1000'C下，焙烧5-20分钟，将铬渣中六价铬还原为三价铬；为防止三价铬被 空气氧化，还原后的铬渣用硫酸亚铁溶液冷却，冷却至室温。铬渣与蔗糖、面粉、
或淀粉的质量比为1:2-4;蔗糖、面粉、或淀粉还原剂溶液或桨液的质量浓度为
0.01-1.0%;铬渣粉碎至20目-100目；还原性保护气体为氮气或二氧化碳气体。 其反应原理如下
16CaCr04+C12H220:ii +4C02卄8&2O3 + I6GCO3 +11H2.0 16Na2CrQ4 + CoHsO:i i + 4002 — 8Gr203 + 16Na2CO3十1: l咏O 其技术关键在于-.
1. 还原剂预先配成浆状水溶液，以利于还原剂渗透到固体颗粒内部与粉碎的 铬渣充分混合，保证还原剂与六价铬充分接触。
2. 还原反应在600-100(TC，不仅还原反应完全，还原速度快，而且还原生成 的三价铬会转化成酸碱不溶的氧化物。
3. 还原在惰性或还原性气氛中进行，防止三价铬被重新氧化。 本发明的优点在于选用天然、廉价的蔗糖、面粉、或淀粉为还原剂并将其
制成浆状水溶液，充分地渗入铬渣的晶格中，对六价铬还原彻底，还原温度低， 且还原剂用量少，处理成本低，属绿色环保处理工艺，具有很好的工业化推广应 用前景。
本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1
取两份粒度为20目的铬渣(六价铬含量1.07%)各10克，分别放入坩锅 中，以蔗糖为还原剂，按蔗糖和铬渣3:1和4:1质量比，将铬渣分别加入已配好 的蔗糖水溶液中，糖液浓度以保证铬渣充分润湿为准，搅拌均匀，将坩锅放入 65(TC的管式炉中，在氮气保护下焙烧20分钟，用硫酸亚铁溶液冷却至室温。
按中华人民共和国环境保护行业标准HJ/- X X. 1-200 X固体废物浸出毒性
浸出方法——硫酸硝酸法(征求意见稿)及国标GB/T7467-1987的方法，分析铬 渣中六价铬浸出浓度，分别为1. 46mg/L和1. 26mg/L，均小于标准1. 5mg/L的要 求，可达标排放。 实施例2
取粒度为100目的铬渣(六价铬含量1.07%) 10克、20克，共两份，分别 放入坩锅中，以淀粉为还原剂，按淀粉和铬渣2:1质量比，分别加入己配好的淀 粉水溶液中，搅拌均匀，将坩锅放入80(TC的管式炉中，在氮气保护下烧5分钟， 硫酸亚铁溶液冷却至室温，按上述同样的方法分析铬渣中六价铬浸出浓度，分别 为1.15mg/L和0.89mg/L，均小于标准1. 5mg/L的要求，可达标排放。
实施例3
取粒度为100目的铬渣(六价铬含量1.07%) IO克共三份，分别放入坩锅， 以面粉为还原剂，按面粉和铬渣3:1质量比，分别加入已配好的面粉浆液中，搅 拌均匀，将坩锅放入ioocrc的管式炉中，在二氧化碳气保护下烧10分钟，硫酸 亚铁溶液冷却至室温，按上述同样的方法分析铬渣中六价铬浸出浓度，分别为 0.38mg/L、 0. 82mg/L和0. 84mg/L，均小于标准1. 5mg/L的要求，可达标排放。
权利要求
1.铬渣还原解毒工艺，其特征在于，选用蔗糖、面粉、或淀粉作还原剂，对铬渣进行解毒，具体通过如下步骤首先将蔗糖、面粉、或淀粉配成溶液或浆液，将铬渣与蔗糖、面粉、或淀粉溶液或浆液充分混合，在惰性气体或还原性气体保护下，于600-1000℃高温下，焙烧5-20分钟，将铬渣中六价铬还原为三价铬；还原后的铬渣用硫酸亚铁溶液冷却降温；铬渣与蔗糖、面粉、或淀粉的质量比为1∶2-4。
2. 如权利1所述的铬渣还原解毒工艺，其特征在于，铬渣其粒度为20目-100 百。
3. 如权利1所述的铬渣还原解毒工艺，其特征在于，还原性保护气体是氮气或 二氧化碳气体。
全文摘要
本发明公开了一种铬渣解毒工艺，选用蔗糖、淀粉、面粉为还原剂，首先将将还原剂配制成溶液或浆液，按比例加入铬渣中，搅拌均匀，在高温、惰性气体或还原性气体保护下焙烧，将六价铬还原为三价铬，实现铬渣解毒。与现有技术相比，本发明还原剂用量少、成本低且六价铬还原彻底，还原反应温度低，适合于工业化生产，具有较好的推广应用前景。
文档编号A62D3/37GK101168085SQ200710180590
公开日2008年4月30日 申请日期2007年11月30日 优先权日2007年11月30日
发明者余锡孟, 俞力家, 王天贵 申请人:河南工业大学