专利名称：铬碴浸泡还原解毒法的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是铬碴解毒技术领域，主要涉及的是一种铬碴浸泡还原解毒法。
铬盐产品是国民经济中不可短缺的重要化工产品，由于其在生产中所产生的废碴具有浸出毒性，因而在环境中堆存会严重污染环境，这也是制约企业生产发展的重要因素。如果不能有效地解除掉铬碴中的六价铬，将危及人类赖以生存的自然环境。目前，对铬碴处理采取的方法主要有碴场堆放法、焙烧还原法，铬碴炼铁及配煤发电等，上述方法中碴场堆放法不仅不能从根本上解决铬碴的毒性问题，还给后期的封存、防渗漏等带来诸多的不便。而焙烧还原法虽能从根本上解决铬碴的毒性问题，但其高昂的处理费用却使企业难以接受、铬碴炼铁及配煤发电仍存在运输过程中碴毒散落问题，总之，上述方法难以令人满意，又难以被广泛采用。
本发明的任务即由此产生，提出一种铬碴浸泡还原解毒法，该方法不仅可一次性永久地去除铬碴中的毒性，不会对环境造成污染，且投资小、处理成本低、解毒周期短、工艺简单、可大规模处理铬碴。
为实现上述任务，在大量理论探讨及试验的基础上，给出本发明的技术方案如下通过采用还原剂溶液浸泡铬碴的方法，使铬碴中的有毒物质六价铬由固体铬碴内析出，在溶液内还原为三价铬。
本发明所采用的还原剂最好是硫化钠(Na2S)。依据六价铬盐理化性质，硫化钠是六价铬盐的最佳还原剂，利用硫离子(S2-)与铬盐中的六价铬(Cr6+)在溶液中所发生的氧化还原反应，促使六价还原成三价铬，进而达到解毒目的。实际铬盐生产中，铬碴中六价铬以铬酸钠形式存在，故存在下列反应情况。
离子方程式表示为
还原剂硫化钠的理论用量硫化钠含量以100％计，六价铬盐(重铬酸钠)也以100％计算。每吨硫化钠能够处理六价铬盐的量计算如下
已知Na2S分子量78，Na2Cr2O7·2H2O分子量298.02即一吨硫化钠能够处理重铬酸钠的量为X吨则78/1＝298.02/X经计算X＝3.821(吨)在实际处理过程中，硫化钠产品含量为60％铬碴中重铬酸钠带损取0.5％，依其质量折算，每吨还原剂硫化钠处理重铬酸钠的量为 又因铬碴带损为0.5％，则一吨60％含量的硫化钠能还原处理铬碴量为
2.292÷0.5％＝458.4(吨)由此可得，每吨铬碴六价铬盐带损0.5％，以重铬酸钠计为5Kg，处理一吨废碴需用还原剂硫化钠量为2.18公斤。
本发明采用的还原剂也可以是FeSO4、(NH4)2Fe(SO4)2等亚铁盐类，在酸性条件下，反应为以及有机类还原剂，带有羟基的醇类及醛类等具有还原性的化合物，在酸性条件下，以甲醇为例，反应为
1、铬碴处置的要求设计制造15-20m3容积、底部带漏板过滤层的浸泡铁槽，铬碴最大颗粒直径≤5mm，将铬碴批量放置于铁槽内，高度距上面槽沿15cm为准。一次处理铬碴量20吨(可根据规模扩大铁槽的容量或数量)然后综合取样化验六价铬含量，依含量按批量计算六价铬盐总量，计算求得称取硫化钠的实际用量。
2、还原剂硫化钠用量计算按每批处理铬碴的量计算硫化钠用量，因实际处理过程中，硫化钠会自然损失很小一部分，排放铬碴中又自然带损少量硫化钠，故按理论量就会不够，必须加大硫化钠用量，即过量使用硫化钠的量，这样才能保证六价铬彻底得到还原。试验证明，以三倍硫化钠用量为最佳用量。为了保证不使硫化钠损失浪费，浸泡含硫化钠溶液还原铬碴达到解毒终点，先输导浸泡液到另一设置的储槽，再用清水洗涤浸碴一遍，洗液一并存入储槽内，以备下次循环使用浸液。此时浸液内仍含少量的硫化钠，实际消耗硫化钠理论用量的2.5倍左右，即每吨铬碴消耗硫化钠5.45公斤。
经处理滤去水分的铬碴，化验无毒后排放指定的地点或作他用。
三倍硫化钠用量以下列公式计算硫化钠用量＝铬碴数量(吨)×带损六价铬盐的含量÷2.292×3说明式中2.292为1公斤60％硫化钠还原2.292公斤重铬酸钠的质量(理论计算量)3为理论用量的三倍系数。
3、浸泡铬碴硫化钠溶液的配制根据每次处理铬碴的数量(吨)，用水量为铬碴量的60％，将水放入专用池中，在该池中投入硫化钠理论量的三倍量溶解，待完全溶解后一次放入浸泡槽内。使溶液面高出碴面10cm为宜。
配制硫化钠溶液浓度为(％) 依次以溶液循环使用的要求，化验含碱量，酌情增减加入硫化钠的量。
4、浸泡时间与温度要求批量处理铬碴，只需在常温条件下进行即可，浸泡周期为48小时，以化验铬碴无六价铬为准，冬季环境温度偏低，可酌情延长浸泡时间，以化验铬碴无六价铬为准。如果处理批量大，解毒在规定的时间内不能彻底，可延长时间至72个小时或更长时间。
为加快铬碴的处理速率，缩短周期，可设置以蒸汽加热(或利用工厂余热)、浸泡槽液温保持在40-50℃即可，24-48小时；铬碴中的六价铬可完全得到还原，完成解毒过程。
本发明通过浸溶铬碴，促使铬碴中的有害物质六价铬由固体碴内析出溶解水内，铬酸根离子与硫离子结合通过氧化还原反应达到解毒目的。其解毒方法科学、工艺简单适用、解毒速度快、处理成本低、设备投资少，常温条件下可大规模处理铬碴，且能一次性彻底解毒，不会对环境再造成污染，经计算，处理铬碴综合成本每吨不超过30元，此焙烧还原法节约成本100元以上，优于其它处理铬碴的方法，可使企业获得经济效益和环保效益的双丰收，永久地解决了铬碴会污染环境的后顾之忧，为企业的生存发展创造了科学保证条件，使企业为造福社会做出贡献。
权利要求
1.一种铬碴浸泡还原解毒法，其特征在于它是通过采用还原剂溶液浸泡铬碴的方法，使铬碴中的有毒物质六价铬由固体的铬碴中析出溶于溶液内，并被还原为三价铬，达到解毒目的。
2.根据权利要求1所述的铬碴浸泡还原解毒法，其特征在于所述的还原剂为硫化钠(Na2S)。
3.根据权利要求1所述的铬碴浸泡还原解毒法其特征在于所述的还原剂还可为FeSO4、(NH4)2Fe(SO4)2亚铁盐类或带有羟基的醇类及醛类物质。
4.根据权利要求1或2所述的铬碴浸泡还原解毒法，其特征在于所述还原剂硫化钠的用量为理论计算量的三倍溶于水内。
5.根据权利要求1所述的铬碴浸泡还原解毒法，其特征在于所述的浸泡方法是在常温下进行。
6.根据权利要求1所述的铬碴浸泡还原解毒法，其特征在于所述的浸泡液温度可保持在40-50℃。
全文摘要
本发明公开了一种铬碴浸泡还原解毒法。其是通过采用还原剂溶液浸泡铬碴的方法,使铬碴中的有毒物质六价铬由固体铬碴内析出,在溶液内还原为三价铬,达到解毒的目的。本发明解毒方法科学、工艺简单适用,解毒速度快,处理成本低,在常温下即可大规模处理铬碴,且能一次性彻底解毒,不会对环境造成污染。
文档编号B09C1/08GK1364665SQ0110270
公开日2002年8月21日 申请日期2001年1月9日 优先权日2001年1月9日
发明者范玉瓒, 董宏杰 申请人:范玉瓒