专利名称：一种铬渣碳酸化解毒的处理方法
技术领域：
本发明属于铬渣的治理与综合利用技术，特别涉及一种铬渣的碳酸化解毒处理方法。
背景技术：
铬盐的用途非常广泛，铬盐工业是无机盐工业的一个重要分支。目前国内主要采用有钙焙烧工艺生产铬酸盐，每生产I吨铬酸盐产品需向环境中排放2-3吨含六价铬的高毒性铬渣，对环境造成严重污染，在很大程度上制约了铬盐工业的可持续性发展。因此，如何经济有效的实现铬渣的无害化处理已成为亟需解决的问题。由于铬渣成分比较复杂，而且利用价值不大，因此国际上主要采用消极的无害化处理方法:1、通过湿法(采用水合肼、硫酸亚铁及硫化钠等还原性物质对铬渣进行还原)或干法(铬渣与煤渣、碳分等混合，在高温还原条件下进行还原)将铬渣中高毒性六价铬还原为三价铬。但该法解毒后的钙渣存在解毒不彻底，长期暴露在空气下使得具有一定“活性”的三价铬再度被氧化为六价铬而造成二次污染。2、采用固化方法处理铬渣，即通过物理或化学的方法将铬渣固定在以固体为基体的终端产物中，但该法存在能耗大、成本高、经济效益差的问题。3、通过湿法化学反应将铬渣中留存的六价铬溶出，以达到铬渣彻底解毒。此法主要采用稀酸中和铬渣，使得铬渣中大部分酸溶性六价铬进入液相，但由于铬盐生产工艺产生的铬渣多为碱性，需消耗大量酸，处理成本较高，难以推广。
发明内容
本发明的目的是克服已有的铬盐生产及铬渣治理技术的不足，提供一种铬渣碳酸化解毒的处理方法，把对环境造成极大危害的铬渣进行经济有效的无害化处理，以实现铬盐工业的清洁生产。本发明是一种铬渣的碳酸化解毒处理方法，该方法包括以下步骤:(I)浆化配料将铬渣与水进行混合配料、打浆；其中固液质量比为铬渣:水=1: 3 1: 10，配成浆料备用；(2)加压碳酸化将步骤(I)得到的铬渣浆料打入加压反应釜中，通入CO2至CO2分压至0.1 IOatm ;碳酸化反应温度在25 100°C，反应时间为0.5 3小时；对碳酸化反应后得到的浆料进行板框压滤，得到加压碳酸化滤渣和滤液，加压碳酸化滤渣进入下一工段，滤液中的六价铬经还原后可实现达标排放；(3) —级浆洗将步骤(2)得到的加压碳酸化滤渣打入常压反应釜中，与水混合配料，进行浆化，其中液固质量比为加压碳酸化滤渣:水=1: 3 1: 10;常压下浆洗0.5 3小时；反应温度在25 100°C ；一级浆洗反应结束，浆料通过板框压滤进行液固分离得到一级浆洗滤渣和滤液。一级浆洗滤渣进入下一工段；⑷二级浆洗将步骤(3)得到的一级浆洗滤渣打入常压反应釜中，与水混合配料，进行二级浆洗，工艺条件同步骤⑶；二级浆洗反应结束，浆料通过板框压滤进行液固分离得到二级浆洗滤渣和滤液。二级浆洗滤渣即为解毒终渣；步骤(3)得到的一级浆洗滤液进入储液槽，作为下一批次铬渣加压碳酸化解毒工序的碳酸化母液，步骤(4)得到的二级浆洗滤液进入储液槽，作为下一批次铬渣解毒一级浆洗液，从而实现逆流洗涤。对于Cr6+> I %的铬渣需进行三级或多级逆流洗涤。本发明的优点在于:(I)本发明通过碳酸化实现铬渣的解毒，实现六价铬的溶出，与解毒铬渣彻底分离，不存在解毒铬渣返黄的问题，不会造成二次污染；(2)本发明反应条件温和，在弱碱性介质中进行，设备要求较低，成本低廉，工业实施可操作性强；(3)本发明解毒后钙渣中六价铬含量均低于HJ/T 301-2007《铬渣污染治理环境保护技术规范》要求限值，解毒较为彻底，解毒后的钙渣可用于水泥掺和材料，造砖材料等建材用料，实现全渣利用。具有明显的经济效益和环境效益。
图1本发明的一种实施例的工艺流程示意图
具体实施例方式实施例1参照图1的工艺流程，一种铬渣的碳化解毒处理方法。首先称取铬渣36kg(湿渣，含水率:40% ；Cr6+%= 0.94)，与一级浆洗液108kg进行混合、浆化后，打入加压反应釜中，升温至100°C，通入0)2至分压为2atm，加压碳化反应3h。待反应结束后，经压滤得到的碳化滤饼32.64kg (湿渣，含水率:37% )，与61.69kg 二级浆洗液混合、打浆，后打入常压反应釜中，升温至25°C，搅拌2h，进行一级浆洗。待反应结束后，经压滤得到的碳化滤饼28.28kg(湿渣，含水率:36% )，与144.80kg自来水混合、打浆，进行二级浆洗，反应结束后，经板框压滤分离得滤渣即为解毒终渣25.56kg(湿渣，含水率:37% )。按上述技术解毒的含铬钙渣，按国标(HJ/T299-2007)《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》检测浸出液中六价铬离子浓度为1.llmg/L。符合国家环境保护总局颁布的铬渣污染治理环境保护技术规范(HJ/T 301-2007)的要求。
实施例2参照图1的工艺流程，一种铬渣的碳化解毒处理方法。首先称取铬渣36kg(湿渣，含水率:32.67% ；Cr6+% = 0.90)，与一级浆洗液194kg进行混合、浆化后，打入加压反应釜中，升温至80°C，通入0)2至分压为lOatm，加压碳化反应0.5h。待反应结束后，经压滤得到的碳化滤饼32.62kg(湿渣，含水率:36% )，与167.0lkg 二级浆洗液混合、打浆，后打入常压反应釜中，升温至50°C，搅拌0.5h，进行一级浆洗。待反应结束后，经压滤得到的碳化滤饼26.47kg(湿渣，含水率:36% )，与50.82kg自来水混合、打浆，进行二级浆洗，反应结束后，经板框压滤分离得滤渣即为解毒终渣26.16kg(湿渣，含水率:34% )。按上述技术解毒的含铬钙渣，按国标(HJ/T299-2007)《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》检测浸出液中六价铬离子浓度为1.78mg/L。符合国家环境保护总局颁布的铬渣污染治理环境保护技术规范(HJ/T 301-2007)的要求。实施例3参照图1的工艺流程，一种铬渣的碳化解毒处理方法。首先称取铬渣36kg(湿渣，含水率:37% ；Cr6+%= 1.43)，与一级浆洗液68.04kg进行混合、浆化后，打入加压反应釜中，升温至25°C，通入CO 2至分压为0.latm，加压碳化反应2h。待反应结束后，经压滤得到的碳化滤饼34.54kg (湿渣，含水率:32% )，与234.87kg 二级浆洗液进行混合、打浆，后打入常压反应釜中，升温至100°C，搅拌3h，进行一级浆洗。待反应结束后，经压滤得到的碳化滤饼26.77kg(湿渣，含水率:35% )，与176.68kg三级浆洗液混合、打浆，进行二级浆洗，反应结束后，经板框压滤分离得滤渣25.39kg (湿渣，含水率:34% ;浸出毒性Cr6+:3.79mg/L)。对二级浆洗渣进行三级浆洗，与87kg自来水混合，进行浆化，反应结束过滤得解毒终渣23.37kg(湿渣，含水率:37% )0按上述技术解毒的含铬钙渣，按国标(HJ/T299-2007)《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》检测浸出液中六价铬离子浓度为1.15mg/L。能符合国家环境保护总局颁布的铬渣污染治理环境保护技术规范(HJ/T 301-2007)的要求。
权利要求
1.一种铬渣的碳酸化解毒处理方法，其特征是，包括以下步骤: (1)浆化配料 将铬渣与水进行混合配料、打浆；其中固液质量比为铬渣:水=I: 3 1: 10，配成衆料备用； (2)加压碳酸化 将步骤(I)得到的铬渣浆料打入加压反应釜中，通入CO2至CO2分压至0.1 IOatm ；碳酸化反应温度在25 100°C，反应时间为0.5 3小时； 对碳酸化反应后得到的浆料进行板框压滤，得到加压碳酸化滤渣和滤液，加压碳酸化滤渣进入下一工段，滤液中的六价铬经还原后可实现达标排放； (3)一级浆洗 将步骤(2)得到的加压碳酸化滤渣打入常压反应釜中，与水混合配料，进行浆化，其中液固质量比为加压碳酸化滤渣:水=I: 3 1: 10 ;常压下浆洗0.5 3小时；反应温度在25 100°C ； 一级浆洗反应结束，浆料通过板框压滤进行液固分离得到一级浆洗滤渣和滤液。一级浆洗滤渣进入下一工段； (4)二级浆洗 将步骤(3)得到的一级浆洗滤渣打入常压反应釜中，与水混合配料，进行二级浆洗，工艺条件同步骤⑶； 二级浆洗反应结束，浆料通过板框压滤进行液固分离得到二级浆洗滤渣和滤液。二级浆洗滤渣即为解毒终渣；
2.根据权利I要求所述的碳酸化解毒铬渣的处理方法，其特征是一级浆洗滤液进入储液槽，作为下一批次铬渣加压碳酸化解毒工序的碳酸化母液；
3.根据权利I要求所述的碳酸化解毒铬渣的处理方法，其特征是二级浆洗滤液进入储液槽，作为下一批次铬渣解毒一级浆洗液；
4.根据权利I要求所述的碳酸化解毒铬渣的处理方法，其特征是各级反应后浆料经板框压滤得到的滤渣含水率控制在40%以下；
5.根据权利I要求所述的碳酸化解毒铬渣的处理方法，其特征是铬渣Cr6+< I %，对于Cr6+> I %的铬渣需进行三级或多级逆流洗涤。
全文摘要
本发明涉及一种铬渣碳酸化解毒的处理方法。其步骤为将铬渣按渣∶水(质量比)＝1∶3～1∶10进行浆化，制备铬渣浆料；将铬渣浆料打入加压反应釜中，通入CO2至分压为0.1～10atm进行加压碳酸化；反应结束后，经压滤后得到碳酸化滤渣和碳酸化滤液；对碳酸化滤渣进行逆流洗涤，压滤后得滤饼即为解毒渣；洗液中的六价铬经还原后可实现达标排放。本方法具有解毒速度快，解毒彻底，不造成二次污染，不需要加酸调节pH值，处理成本低廉等优点，解毒后的铬渣可用于水泥掺和材料，造砖材料等建材用料，实现全渣利用。具有明显的经济效益和环境效益。
文档编号C04B18/04GK103159419SQ201110410569
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者王晓辉, 陈刚, 惠贺龙, 王少娜, 郑诗礼, 张懿, 骆克峻, 王锐, 李邦东, 郭庆华, 王世君 申请人:中国科学院过程工程研究所, 中蓝义马铬化学有限公司