一种实现全回收铬渣中铬的方法与流程

本发明涉及铬渣处理技术领域，具体涉及一种实现全回收铬渣中铬的方法。

背景技术：

铬盐被广泛应用于人类生产生活的各个方面，因此带来了大量的铬污染，其中以铬盐生产过程中产生的铬渣污染最为严重。据统计，利用有钙焙烧工艺每生产1吨铬盐就会产生2-3吨铬渣，而无钙焙烧工艺可以将铬渣产生量缩减2-3倍。中国是世界上最大的铬生产和消费国，每年产生约6万吨铬渣，占世界产量的1/10。铬渣中的六价铬具有较高的毒性和迁移性，会对环境和人体造成巨大的威胁，所以对铬渣进行安全处置已经是迫在眉睫。

当前主流的铬渣处置技术是还原固定/填埋法，被还原为三价的铬仍然存留在渣中，在堆存过程中会逐渐被空气和锰氧化物重新氧化为六价铬，对环境造成二次污染。因此，最彻底的解决方法是将铬渣中的铬全部提取出来，一方面从根本上减少重金属，避免二次污染的发生；另一方面还能回收铬资源，符合可持续发展战略的需求。综上，铬渣治理不仅需要无害化，还要资源化，这是未来铬渣治理研究的重要发展方向。

氯元素的化学性质活泼，可以与大部分金属结合形成氯化物，与其他金属化合物相比(如金属氧化物、硫化物等)，金属氯化物具有易溶于水、易于挥发等优点。并且不同的金属氯化物挥发所需温度也不同，故可利用此性质将固废中的金属分离开来。另一方面，氯离子还具有还原性，在高温条件下可以将六价铬还原为三价铬，从而与三价铬结合形成三氯化铬而挥发收集。对于无法挥发分离的三价铬，也可以将其深度固定后再分离，实现铬资源的全回收。与其他的铬渣处理技术相比，用氯调控铬形态具有以下优点：首先，以两种方式达到全回收铬的目的；其次，反应过程简单，效率较高，方便大规模使用；最后，氯化剂便宜易得，成本较低。

中国专利“一种铬渣混酸强化浸出-萃取回收铁铬的处理方法”(cn106929698b)采用混酸强化浸出，再加入还原剂将六价铬还原，最后对浸出液中的铁和三价铬进行萃取分离回收，达到铬渣的无害化处理及铁铬综合回收的目的。但是该方法采用了大量的酸和化学试剂，工艺流程复杂，处理成本也较高。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种实现全回收铬渣中铬的方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种实现全回收铬渣中铬的方法，所述方法包括如下步骤：

s1、向铬渣中加入氯化盐混合均匀，然后在氮气气氛中进行高温焙烧处理，同时从尾气中回收铬，残渣自然冷却后转移至容器中；

s2、向步骤s1冷却后的残渣中加入一定量的盐酸，将可酸溶的化合物完全溶解，溶解结束后静置一定的时间，然后进行固液分离得到固体和液体；

s3、将固液分离得到的固体经水洗、干燥后回收铬尖晶石。

进一步地，所述步骤s1中氯化盐为水合氯化镁或氯化铁，铬渣与氯化盐加入的质量比为1：0.5～1:1.5。

进一步地，所述步骤s1中高温焙烧温度为300～900℃。

进一步地，所述步骤s1中高温焙烧时间为0.5～3h。

进一步地，所述步骤s1从尾气中回收铬的过程如下：将尾气通入naoh碱溶液中，crcl3与naoh产生cr(oh)3沉淀回收。

进一步地，所述步骤s2中盐酸浓度为1～3mol/l。

进一步地，所述步骤s2中进行固液分离得到的液体为盐溶液。

进一步地，所述盐溶液为氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化铁中的一种或多种组合。

进一步地，所述盐溶液可用于工业应用。

本发明原理如下：

铬渣物相组成复杂，六价铬的赋存状态也多种多样，包括表面游离和吸附态、颗粒包夹和层间掺杂态等，常规方法难以处理彻底。利用氯化盐在高温下对物相进行破坏和重构，将六价铬还原并生成氯化物挥发收集，可以分离铬渣中的一部分铬资源；对于无法进行挥发分离的铬，可以在高温条件下快速形成铬尖晶石，稳定存在于残渣中，后续经过酸溶去除其他的盐杂质，也可以实现铬资源的回收。综上，本发明可以对铬渣中的铬实现全回收。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1)、本发明可以对铬渣中各种赋存形态的六价铬进行深度处理并分离，极大地提高了六价铬的回收效率。其中，经过处理后得到的cr(oh)3沉淀和铬尖晶石经过纯化处理后可以直接作为产品使用，盐溶液也可以应用于工业中。

2)、本发明技术工艺简单，操作方便，可以实现大规模的工业应用，适用于大处理量的需求，具有较高的社会经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例公开的一种实现全回收铬渣中铬的方法流程图。

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。

实施例1

本实施例公开了一种实现全回收铬渣中铬的方法，具体流程示意图如图1所示。具体步骤如下：

s1、取5kg铬渣与5kg六水合氯化镁混合均匀，放入高温炉中以500℃焙烧处理1.5h，同时通入氮气作为保护气氛，尾气通入naoh碱溶液中吸收，残渣自然冷却至室温；

s2、将冷却至室温的残渣转移至容器中，加入1mol/l的盐酸溶液，充分反应后静置2h，过滤分离；

s3、分离得到的固体水洗三次后进行干燥，得到铬尖晶石产品；分离得到的盐溶液(氯化钠、氯化钙等)用于工业应用。

本实施例的原始铬渣浸出六价铬浓度为463mg/l，处理后的固体铬尖晶石浸出六价铬浓度为0.02mg/l。

实施例2

本实施例公开了一种实现全回收铬渣中铬的方法，具体流程示意图如图1所示。具体步骤如下：

s1、取15kg铬渣与20kg六水合氯化镁混合均匀，放入高温炉中以600℃焙烧处理2h，同时通入氮气作为保护气氛，尾气通入naoh碱溶液中吸收，残渣自然冷却至室温；

s2、将冷却至室温的残渣转移至容器中，加入1.5mol/l的盐酸溶液，充分反应后静置2h，过滤分离；

s3、分离得到的固体水洗三次后进行干燥，得到铬尖晶石产品；分离得到的盐溶液(氯化钠、氯化钙等)用于工业应用。

本实施例的原始铬渣浸出六价铬浓度为682mg/l，处理后的固体铬尖晶石浸出六价铬浓度为0.01mg/l。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种实现全回收铬渣中铬的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

s1、向铬渣中加入氯化盐混合均匀，然后在氮气气氛中进行高温焙烧处理，同时从尾气中回收铬，残渣自然冷却后转移至容器中；

s2、向步骤s1冷却后的残渣中加入一定量的盐酸，将可酸溶的化合物完全溶解，溶解结束后静置一定的时间，然后进行固液分离得到固体和液体；

s3、将固液分离得到的固体经水洗、干燥后回收铬尖晶石。

2.根据权利要求1所述的一种实现全回收铬渣中铬的方法，其特征在于，所述步骤s1中氯化盐为水合氯化镁或氯化铁，铬渣与氯化盐加入的质量比为1：0.5～1:1.5。

3.根据权利要求1所述的一种实现全回收铬渣中铬的方法，其特征在于，所述步骤s1中高温焙烧温度为300～900℃。

4.根据权利要求1所述的一种实现全回收铬渣中铬的方法，其特征在于，所述步骤s1中高温焙烧时间为0.5～3h。

5.根据权利要求1所述的一种实现全回收铬渣中铬的方法，其特征在于，所述步骤s1从尾气中回收铬的过程如下：将尾气通入naoh碱溶液中，crcl3与naoh产生cr(oh)3沉淀回收。

6.根据权利要求1所述的一种实现全回收铬渣中铬的方法，其特征在于，所述步骤s2中盐酸浓度为1～3mol/l。

7.根据权利要求1所述的一种实现全回收铬渣中铬的方法，其特征在于，所述步骤s2中进行固液分离得到的液体为盐溶液。

8.根据权利要求7所述的一种实现全回收铬渣中铬的方法，其特征在于，所述盐溶液为氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化铁中的一种或多种组合。

9.根据权利要求7所述的一种实现全回收铬渣中铬的方法，其特征在于，所述盐溶液可用于工业应用。

技术总结
本发明公开了一种实现全回收铬渣中铬的方法，涉及铬渣处理技术领域。该方法过程如下：向铬渣中加入氯化盐混合均匀，然后在氮气气氛中升温至300～900℃，焙烧时间为0.5～3h，尾气用NaOH碱溶液吸收回收铬，冷却后的残渣中加入一定量的1～3mol/L的盐酸，将可酸溶的化合物完全溶解，溶解结束后静置一定的时间，然后进行固液分离，固体经水洗、干燥后可回收铬尖晶石；液体为盐溶液，可用于工业应用。本发明技术对铬渣中各种赋存形态的六价铬进行深度处理并分离，极大地提高了六价铬的回收效率。经过处理后得到的Cr(OH)3沉淀和铬尖晶石经过纯化处理后可以直接作为产品使用，具有较高的社会经济效益。

技术研发人员：林璋;刘学明;周晋;吴榛
受保护的技术使用者：中新国际联合研究院
技术研发日：2021.01.09
技术公布日：2021.05.28