用于含六价铬废渣或六价铬污染土壤湿法解毒的改进工艺的制作方法

本发明涉及污染治理技术领域，具体涉及一种用于含六价铬废渣或六价铬污染土壤湿法解毒的改进工艺，实现含六价铬污染物的无害化处理。

背景技术：

目前对含六价铬废渣已经得到了无害化处理，但由于大部分铬渣堆场堆存时间久远且缺少防止六价铬扩散的措施，铬渣堆放地的土壤也受到了严重污染，部分场地含六价铬废渣与污染土壤混合在一起。对场地中的含六价铬废渣、六价铬重度污染土壤进行无害化处理，是对六价铬污染场地进行综合治理的重要环节。

现有的用于铬渣湿法解毒的工艺存在解毒后“返黄”、解毒不彻底等问题，无法达到新标准的要求。

现有用于铬渣湿法解毒的工艺存在以下问题：

1、在渣浆酸化过程中，将酸加入到含六价铬废渣或六价铬污染土壤渣浆中，不利于酸化彻底；

2、添加硫酸进行酸化处理，由于大部分铬渣钙含量较高，当添加硫酸时，硫酸根与钙形成硫酸钙，由于料浆加水量少，浆液中硫酸钙的浓度过高容易形成硫酸钙沉淀(硫酸钙的溶解度约为是2g/l)，导致料浆变粘稠不易搅拌；

3、在还原反应过程中，将还原剂添加到含六价铬废渣或六价铬污染土壤料浆中，不利于还原反应的发生；

4、将还原药剂与酸化后的六价铬浆液在搅拌罐中熟化，若熟化时间不够长，不利与六价铬的还原，若熟化时间过长，一方面能耗高，另一方面也会降低湿法解毒系统的效率。

技术实现要素：

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种用于含六价铬废渣或六价铬污染土壤湿法解毒的改进工艺，提高湿法解毒的彻底性和长效性。

本发明公开了一种用于含六价铬废渣或六价铬污染土壤湿法解毒的改进工艺，包括：

将含六价铬废渣或六价铬污染土壤进行湿磨处理，得到渣浆；

将所述渣浆输送至硫酸-醋酸混合液中进行酸化处理，得到料浆；

将所述料浆输送至还原剂溶液中进行还原反应，使所述料浆中的六价铬转化为三价铬；

将还原反应后的三价铬料浆进行固液分离，分离后的滤液部分循环用于酸化处理，分离后的滤饼进行外部养护处理。

作为本发明的进一步改进，所述将含六价铬废渣或六价铬污染土壤进行湿磨处理，得到渣浆；包括：

将经过筛分磨碎的六价铬废渣或六价铬污染土壤置入湿磨设备，将其磨碎至100～150目，得到所述渣浆。

作为本发明的进一步改进，所述将所述渣浆输送至硫酸-醋酸混合液中进行酸化处理，得到料浆；包括：

将所述渣浆逐渐输送到酸化反应罐中，与酸化反应罐内的硫酸-醋酸混合液搅拌混合，使所述料浆的ph维持在5～6，老化5～6小时。

作为本发明的进一步改进，所述硫酸的质量百分数为10％～20％，所述醋酸的质量百分数为5％～10％，所述硫酸与醋酸的体积比为1:1～3:1。

作为本发明的进一步改进，所述将所述料浆输送至还原剂溶液中进行还原反应，使所述料浆中的六价铬转化为三价铬；包括：

将所述料浆逐渐输送到还原反应罐中，与还原反应罐内的还原剂溶液搅拌混合，反应时间5-8小时，将所述料浆中的六价铬转化为三价铬。

作为本发明的进一步改进，所述还原剂溶液为溶解在水中的硫酸亚铁与焦亚硫酸钠溶液，所述硫酸亚铁与焦亚硫酸钠的摩尔比为4:1～6:1，配置好的溶液中硫酸亚铁的浓度为15％～20％。

作为本发明的进一步改进，所述将还原反应后的三价铬料浆进行固液分离，分离后的滤液部分循环用于酸化处理，分离后的滤饼进行外部养护处理；包括：

将还原反应后的料浆泵入板框压滤机进行固液分离，分离后的滤液进入滤液罐，所述滤液罐中的一部分滤液循环至酸化反应罐，用于酸化处理；分离后的滤饼堆置于养护槽内进行密闭养护。

作为本发明的进一步改进，还包括：

所述滤饼在养护槽内养护7～15天，养护期间，用滤液喷洒滤饼，确保滤饼保持湿润状态。

作为本发明的进一步改进，所述养护槽是经过hdpe膜和抗渗水泥防渗处理的圆形槽，位于地面下2～3米，直径4～6米，顶部覆盖hdpe膜，并在顶部中心位置配备有用于喷洒滤液的喷头，喷头通过管道与滤液罐相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明将湿磨处理后的渣浆逐渐加入到硫酸-醋酸溶液中，从而促进渣浆与酸溶液的充分接触，并在反应界面上保持利于酸化反应进行的微环境；

2、本发明通过添加醋酸来减少湿法解毒过程硫酸钙沉淀的产生，从而避免硫酸钙沉淀将六价铬污染物颗粒包裹，提高酸浸阶段六价铬的溶出；

3、本发明将酸化后的料浆逐渐加入到还原剂溶液中，从而促进六价铬污染物颗粒与还原剂充分接触，并在反应界面上保持利于还原反应发生的微环境；

4、本发明将分离后的滤饼进行置于外部养护槽内进行养护，减少在还原反应罐内的老化时间，提高湿法解毒系统的生产效率并延长六价铬与还原剂的反应时间，利于六价铬被彻底还原为三价铬。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的用于含六价铬废渣或六价铬污染土壤湿法解毒的改进工艺的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1所示，本发明提供一种用于含六价铬废渣或六价铬污染土壤湿法解毒的改进工艺，包括：

s1、将含六价铬废渣或六价铬污染土壤进行湿磨处理，得到渣浆；

具体为：

将经过筛分磨碎的六价铬废渣或六价铬污染土壤置入湿磨设备，将其磨碎至100～150目，得到渣浆。

s2、将渣浆逐渐加入至硫酸-醋酸混合液中进行酸化处理，得到料浆；

具体为：

先在酸化反应罐中加入硫酸-醋酸混合液，再将渣浆逐渐输送到酸化反应罐中进行酸化，使料浆的ph维持在5～6，老化5～6小时；其中，硫酸的质量百分数为10％～20％，醋酸的质量百分数为5％～10％，硫酸与醋酸的体积比为1:1～3:1。

本发明上述酸化过程添加顺序的原理为：与传统的湿法解毒工艺不同，不是将酸溶液加入到渣浆中，而是将渣浆逐渐添加到酸溶液中，使渣浆与酸溶液有充分的接触，确保在反应界面上是最有利于渣浆酸化的微环境。

本发明选用硫酸-醋酸混合液进行酸化处理的原理为：

由于大部分铬渣钙含量较高，当添加硫酸时，硫酸根与钙形成硫酸钙，由于料浆加水量少，浆液中硫酸钙的浓度过高容易形成硫酸钙沉淀(硫酸钙的溶解度约为是2g/l)，导致料浆变粘稠不易搅拌。醋酸的加入，可以减少硫酸钙沉淀的产生，醋酸钙20℃的溶解度约为340g/l，从而利于对浆液进行搅拌，并避免硫酸钙沉淀将铬渣颗粒包裹起来后无法与酸发生反应的问题。

s3、将料浆输送至还原剂溶液中进行还原反应，使料浆中的六价铬转化为三价铬；

具体为：

将料浆逐渐输送到还原反应罐中与还原剂溶液搅拌混合，反应时间5-8小时，将料浆中的六价铬转化为三价铬；其中，还原剂溶液为溶解在水中的硫酸亚铁与焦亚硫酸钠溶液，硫酸亚铁与焦亚硫酸钠的摩尔比为4:1～6:1，配置好的溶液中硫酸亚铁的浓度为15％～20％。

本发明上述还原反应添加顺序的原理为：

与传统的湿法解毒工艺不同，不是将还原剂添加到含六价铬废渣或六价铬污染土壤料浆中，而是将含六价铬废渣或六价铬污染土壤料浆加入到还原剂溶液中，使料浆与还原剂有充分的接触，确保在反应界面上是最有利于六价铬被还原的微环境。

s4、将还原反应后的三价铬料浆进行固液分离，分离后的滤液部分循环用于酸化处理，分离后的滤饼进行外部养护处理；

具体为：

将还原反应后的料浆泵入板框压滤机进行固液分离，分离后的滤液进入滤液罐，滤液罐中的一部分滤液循环至酸化反应罐，用于酸化处理；分离后的滤饼堆置于养护槽内进行密闭养护；其中，滤饼在养护槽内养护7～15天，养护期间，用滤液喷洒滤饼，确保滤饼保持湿润状态。养护槽是经过hdpe膜和抗渗水泥防渗处理的圆形槽，位于地面下2～3米，直径4～6米，顶部覆盖hdpe膜，并在顶部中心位置配备有用于喷洒滤液的喷头，喷头通过管道与滤液罐相连。

本发明上述养护处理的原理为：

经还原反应、脱水处理后的滤饼需要在养护槽内养护7～15天，从而减少在还原反应罐内的老化时间，提高湿法解毒系统的生产效率并延长六价铬与还原剂的反应时间，利于六价铬被彻底还原为三价铬。

实施例1：

甘肃白银某铬盐生产企业原址的铬渣与土壤的混合物，六价铬含量2000-3000mg/kg。

s1、将经过筛分磨碎的渣土混合物置入球磨机中进行湿磨，使其可以通过100目筛；

s2、先将体积比为1:1的硫酸(10％溶液)-醋酸(5％溶液)混合液泵入酸化反应罐中，再将通过100目筛的料浆逐渐泵入酸化反应罐与酸溶液混合搅拌，使料浆的ph维持在5～6范围，老化6小时；

s3、将酸化后的料浆逐渐泵送到还原反应罐中与还原药剂搅拌混合，泵送用时2小时，还原反应罐中的还原剂水溶液配比如下：硫酸亚铁与焦亚硫酸钠的摩尔比为6:1，还原剂水溶液中硫酸亚铁的浓度为15％，反应时间5小时；

s4、将还原反应罐中料浆泵入板框压滤机进行固液分离，分离后的滤液进入滤液罐储存；

s5、滤饼在养护槽内(深2米，直径4米)养护，养护期间，用滤液储存罐中的滤液喷洒滤饼，确保滤饼保持湿润状态。7天后，在养护槽中取3个混合样，检测得到六价铬的含量分别为：0.14mg/kg、0.20mg/l、0.12mg/l；1个月后，对解毒后的渣土取3个混合样，检测得到六价铬的含量分别为：0.13mg/kg、0.17mg/l、0.18mg/l。

s6、将滤液储存罐中的滤液泵入酸化反应罐进行循环利用。

实施例2：

甘肃张掖某铬盐生产企业原址的铬渣与土壤的混合物，六价铬含量4000-5000mg/kg。

s1、将经过筛分磨碎的渣土混合物置入球磨机中进行湿磨，使其可以通过150目筛；

s2、将体积比为3:1的硫酸(20％溶液)-醋酸(10％溶液)混合液泵入酸化反应罐，再将通过150目筛的料浆逐渐泵入酸化反应罐与酸溶液混合搅拌，使料浆的ph维持在5～6范围，老化6小时；

s3、将酸化后的料浆逐渐泵送到还原反应罐中与还原药剂搅拌混合，泵送用时2小时，还原反应罐中的还原剂水溶液配比如下：硫酸亚铁与焦亚硫酸钠的摩尔比为4:1，还原剂水溶液中硫酸亚铁的浓度为20％，反应时间8小时；

s4、将还原反应罐中料浆泵入板框压滤机进行固液分离，分离后的滤液进入滤液罐储存；

s5、滤饼在养护槽内(深3米，直径5米)养护，养护期间，用滤液储存罐中的滤液喷洒滤饼，确保滤饼保持湿润状态。15天后，在养护槽中取3个混合样，检测得到六价铬的含量分别为：0.25mg/kg、0.18mg/l、0.19mg/l，1个月后，对解毒后的渣土取3个混合样，检测得到六价铬的含量分别为：0.15mg/kg、0.20mg/l、0.13mg/l。

s6、将滤液储存罐中的滤液泵入酸化反应罐进行循环利用。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。