CN101234238A - 用一氧化碳解毒铬渣的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明用一氧化碳解毒铬渣的方法属于将生产红矾钠铬渣中的六价铬离子Cr6+还原成三价铬离子Cr3+的技术领域。为了用铬渣和煤混合物在高温中产生更多的CO把铬渣中的六价铬离子Cr6+还原成三价铬离子Cr3+，把铬渣和煤挤压成密度为1.5×103～5.5×103Kg/m3，厚度为5～50mm的铬渣煤坯块进行煅烧，煅烧完后用乙醇溶液进行水淬。具体步骤有磨料、干燥、把铬渣粉和煤粉混合铬渣粉占总重91％～98％、煤粉占总重2％～9％，把铬渣和煤压成铬渣煤坯块、煅烧、用乙醇水淬。按标准检测水淬后铬渣煤坯块的浸出液中Cr6+含量为：0.01－0.30mg/L。符合国家环境保护总局颁布的HJ/T301－2007的要求。
Description
技术领域
本发明属于将铬渣中的六价铬离子(Cr6+)还原成三价铬离子(Cr3+)的技术领域，特别是涉及生产红矾钠废渣中的有害六价铬离子(Cr6+)用CO还原成无公害三价铬离子(Cr3+)的技术。
背景技术
铬盐是一种用途广泛的工业原料，但是生产一吨红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)就要外排2～3吨带有害六价铬离子(Cr6+)的铬渣，因此国内的一些铬盐厂排放的铬渣堆积如山，占用了大片的土地。更为严重的问题是铬渣中含有有毒物质——六价铬离子(Cr6+)造成环境污染。经化验分析得知铬渣中的六价铬离子(Cr6+)含量高达1.5％，此铬渣长期堆放会对生态环境造成严重污染。根据2007年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/T301-2007)要求，铬渣浸出液六价铬离子(Cr6+)含量严格控制在0.50mg/L以下，因此铬盐厂面临被迫停产或转产。(国家标准是：30g铬渣加入300ml水中，振荡16小时，静止8小时，检测溶液中的六价铬离子(Cr6+)含量。)若直接对铬渣粉加煤炭进行干法解毒，加入的煤炭含量在35.00％～10.00％之间，耗煤量大，解毒成本高，且解毒后的铬渣浸出液六价铬离子(Cr6+)含量高达100.00mg/L以上，根本无法达到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/T301-2007)要求。若采用湿法解毒，铬渣中的不溶性六价铬离子(CaCrO4)无法被彻底还原成三价铬离子(Cr3+)，堆存一年后，解毒后的铬渣浸出液六价铬离子(Cr6+)含量会上升到20.00mg/L以上，同样无法达到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/T301-2007)要求。
发明内容
本发明的目的是把铬渣中有害六价铬离子(Cr6+)还原为无害三价铬离子(Cr3+)，使铬渣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》排放要求。
本发明解决的问题是：用铬渣与煤混合后压成铬渣煤坯块，在窑中600℃～1200℃环境中形成良好的暗烧条件，使其用一定量的煤产生比散铬渣和散煤混合物更多的CO，并有效的使CO还原六价铬离子(Cr6+)，达到无害化处理铬渣中六价铬离子(Cr6+)的目的，解毒后铬渣按标准检测，其浸出液的六价铬离子(Cr6+)含量为：0.50mg/L以下；同时减少煤的用量，减少成本。
本发明技术方案是：
用一氧化碳解毒铬渣的方法：包括湿法球磨铬渣、过滤浆料、抽滤后干燥铬渣、干燥后的铬渣中加入煤、将铬渣煤坯块放入高温窑中煅烧等步骤，其特征在于：把铬渣和煤挤压成铬渣煤坯块，铬渣煤坯块中，抽滤后干燥铬渣粉占总重91％～98％，煤粉占总重2％～9％，优选铬渣粉占总重95％，煤粉占总重5％。铬渣煤坯块的密度为1.5×103Kg/m3～5.5×103Kg/m3。铬渣煤坯块的厚度为5mm～50mm。实验证明，这种密度和厚度的铬渣煤坯块，在窑中600℃～1200℃环境中形成良好的暗烧条件，产生CO的效果最高，还原效果最好。窑中200℃～1500℃条件下，CO浓度的爆炸极限是12.5％，铬渣煤坯块表面CO浓度只能低于12.0％，所以铬渣煤坯块表面CO还原六价铬离子(Cr6+)的效率低，为了使铬渣煤坯块表面六价铬离子(Cr6+)也被还原成三价铬离子(Cr3+)，铬渣煤坯块在高温窑中煅烧完后，铬渣煤坯块在窑内降到900℃～1000℃时，用乙醇溶液在2分钟内水淬高温铬渣煤坯块降到300℃以下。
用CO解毒铬渣的方法：包括以下步骤：
(1)磨料：将铬渣加水后，湿磨成浆；把干煤磨成煤粉；按重量比铬渣∶水＝1∶1～1∶5的比例计量混合后采用球磨机进行湿法球磨，浆料细度控制在80～150目之间，直接采用真空带式过滤机对浆料进行抽滤，回收浆料中铬渣溶解出的部分六价铬离子(Cr6+)，回收的含六价铬离子(Cr6+)的滤液返回到红矾钠生产工序循环利用；过滤得的铬渣中还含大量六价铬离子(Cr6+)，以下步骤是对过滤得的铬渣中所含六价铬离子(Cr6+)的解毒处理；
(2)干燥：抽滤铬渣和水，使其铬渣和水分离，然后把渣部分干燥成铬渣粉；采用闪蒸干燥器将铬渣滤饼的水分烘干到12％以下；最好是6～10％。
(3)混料：把铬渣粉和煤粉混合均匀，按重量比，铬渣粉占总重91％～98％，煤粉占总重2％～9％；
(4)成型：把铬渣粉和煤粉混合物挤压成铬渣煤坯块，铬渣煤坯块的密度为：1.5×103Kg/m3～5.5×103Kg/m3，铬渣煤坯块的厚度为5mm～50mm；挤压铬渣粉和煤粉混合物时，铬渣粉和煤粉混合物中水的含量为4～8％为宜。
(5)煅烧：铬渣煤坯块放进入窑内，先在温度为300℃以下的干燥带干燥到水分≤2.0％，然后在600℃～1200℃下煅烧5分钟～30分钟；铬渣煤坯块产生大量CO，CO和单质碳(C)的还原性将铬渣中有毒性的六价铬离子(Cr6+)还原成无公害的三价铬离子(Cr3+)；一般是把以CaCrO4和Na2CrO4形式的六价铬离子(Cr6+)，还原成Cr2O3形式的三价铬离子(Cr3+)和单质铬即金属铬。
(6)水淬：窑中200℃～1500℃条件下，CO浓度的爆炸极限是12.5％，铬渣煤坯块表面CO浓度只能低于12.0％，所以铬渣煤坯块表面CO还原六价铬离子(Cr6+)的效率低，为了使铬渣煤坯块表面六价铬离子(Cr6+)也被还原成三价铬离子(Cr3+)，铬渣煤坯块在高温窑中煅烧完后，铬渣煤坯块在窑内降到900℃～1000℃时，用乙醇溶液在2分钟内水淬高温铬渣煤坯块降到300℃以下。
以下通过实施例对本技术进一步详细说明，以便进一步证实本技术的上述优点和效果，使公众更好的掌握本技术的实施条件，但本技术不受所述实施例限制。
本发明的优点：本发明仅在铬渣和煤混合物用2％～9％重量的煤粉，就能使铬渣煤坯块煅烧后的浸出液中只余有Cr6+含量为：0.01--0.30mg/L。符合国家环境保护总局颁布的HJ/T301-2007的要求。达到无害化处理后的铬渣中六价铬离子(Cr6+)的目的。减少煤的用量，降低成本，无害化处理高于散铬渣和散煤的处理效果。并且用乙醇溶液水淬高温铬渣煤坯块使浸出液中只余有Cr6+含量为：0.01mg/L。
附图说明
图1是本发明的工艺步骤图；
具体实施方式
实施例1
用CO解毒铬渣的方法：包括以下步骤：
(1)磨料：将铬渣〔固体，含六价铬离子(Cr6+)约为1.0％以上〕加水后，湿磨成浆；把煤干磨成煤粉；按重量比铬渣∶水＝1∶5的比例计量混合后采用球磨机进行湿法球磨，浆料细度控制在150目左右，直接采用真空带式过滤机对浆料进行抽滤，回收浆料中铬渣溶解出的部分六价铬离子(Cr6+)，回收的含六价铬离子(Cr6+)的滤液返回到红矾钠生产工序循环利用；过滤得的铬渣中还含大量六价铬离子(Cr6+)，以下步骤是对过滤得的铬渣中所含六价铬离子(Cr6+)的解毒处理；
(2)干燥：抽滤铬渣和水，使其铬渣和水分离，然后把渣部分干燥成铬渣粉；采用闪蒸干燥器将铬渣滤饼的水分烘干到8～10％。
(3)混料：把铬渣粉和煤粉混合均匀，按重量比，铬渣粉占总重91.00％，煤粉占总重9.00％；
(4)成型：用压强150kg/cm2以上的压机压成长宽厚分别是50×50×5mm的铬渣煤坯块，把铬渣粉和煤粉混合物挤压成铬渣煤坯块，铬渣煤坯块的密度为：1.5×103Kg/m3，铬渣煤坯块的厚度为5mm；挤压铬渣粉和煤粉混合物时，铬渣粉和煤粉混合物中水的含量为4～8％为宜。
(5)煅烧：铬渣煤坯块放进入窑内，先在温度为300℃以下的干燥带干燥到水分≤2.0％，然后在600℃～1200℃下煅烧5分钟～10分钟；铬渣煤坯块产生大量CO，CO和单质碳(C)的还原性将铬渣中有毒性的六价铬离子(Cr6+)还原成无公害的三价铬离子(Cr3+)；一般是把以CaCrO4和Na2CrO4形式的六价铬离子(Cr6+)，还原成Cr2O3形式的三价铬离子(Cr3+)和单质铬即金属铬。
(6)水淬：为了使铬渣煤坯块表面六价铬离子(Cr6+)也被还原成三价铬离子(Cr3+)，铬渣煤坯块在高温窑中煅烧完后，铬渣煤坯块在窑内降到900℃～1000℃时，用乙醇溶液在2分钟内水淬高温铬渣煤坯块降到100℃～300℃以下。
按上述技术解毒的铬渣，按国标检验水淬后铬渣煤坯块的浸出液中六价铬离子(Cr6+)含量为：0.01mg/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/T301-2007)的要求。
实施例2
用一氧化碳解毒铬渣的方法：包括以下步骤：
(1)磨料：将铬渣〔固体，含六价铬离子(Cr6+)约为1.0％以上〕加水后，湿磨成浆；把煤干磨成煤粉；按重量比铬渣∶水＝1∶3的比例计量混合后采用球磨机进行湿法球磨，浆料细度控制在100目左右，直接采用真空带式过滤机对浆料进行抽滤，回收浆料中铬渣溶解出的部分六价铬离子(Cr6+)，回收的含六价铬离子(Cr6+)的滤液返回到红矾钠生产工序循环利用；过滤得的铬渣中还含大量六价铬离子(Cr6+)，以下步骤是对过滤得的铬渣中所含六价铬离子(Cr6+)的解毒处理；
(2)干燥：抽滤铬渣和水，使其铬渣和水分离，然后把渣部分干燥成铬渣粉；采用闪蒸干燥器将铬渣滤饼的水分烘干到8～10％。
(3)混料：把铬渣粉和煤粉混合均匀，按重量比，铬渣粉占总重95.00％，煤粉占总重5.00％；
(4)成型：用压强150kg/cm2以上的压机压成长宽厚分别是150×150×20mm的铬渣煤坯块，把铬渣粉和煤粉混合物挤压成铬渣煤坯块，铬渣煤坯块的密度为：2.0×103Kg/m3，铬渣煤坯块的厚度为10mm；挤压铬渣粉和煤粉混合物时，铬渣粉和煤粉混合物中水的含量为4～8％为宜。
(5)煅烧：铬渣煤坯块放进入窑内，先在温度为300℃以下的干燥带干燥到水分≤2.0％，然后在600℃～1200℃下煅烧5分钟～10分钟；铬渣煤坯块产生大量CO，CO和单质碳(C)的还原性将铬渣中有毒性的六价铬离子(Cr6+)还原成无公害的三价铬离子(Cr3+)；一般是把以CaCrO4和Na2CrO4形式的六价铬离子(Cr6+)，还原成Cr2O3形式的三价铬离子(Cr3+)和单质铬即金属铬。
(6)水淬：为了使铬渣煤坯块表面六价铬离子(Cr6+)也被还原成三价铬离子(Cr3+)，铬渣煤坯块在高温窑中煅烧完后，铬渣煤坯块在窑内降到900℃～1000℃时，用乙醇溶液在2分钟内水淬高温铬渣煤坯块降到100℃～300℃以下。
按上述技术解毒的铬渣，按国标检验水淬后铬渣煤坯块的浸出液中六价铬离子(Cr6+)含量为：0.02mg/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/T301-2007)的要求。
实施例3
用一氧化碳解毒铬渣的方法：包括以下步骤：
(1)磨料：将铬渣〔固体，含六价铬离子(Cr6+)约为1.0％以上〕加水后，湿磨成浆；把煤干磨成煤粉；按重量比铬渣∶水＝1∶1的比例计量混合后采用球磨机进行湿法球磨，浆料细度控制在120目左右，直接采用真空带式过滤机对浆料进行抽滤，回收浆料中铬渣溶解出的部分六价铬离子(Cr6+)，回收的含六价铬离子(Cr6+)的滤液返回到红矾钠生产工序循环利用；过滤得的铬渣中还含大量六价铬离子(Cr6+)，以下步骤是对过滤得的铬渣中所含六价铬离子(Cr6+)的解毒处理；
(2)干燥：抽滤铬渣和水，使其铬渣和水分离，然后把渣部分干燥成铬渣粉；采用闪蒸干燥器将铬渣滤饼的水分烘干到8～10％。
(3)混料：把铬渣粉和煤粉混合均匀，按重量比，铬渣粉占总重98.00％，煤粉占总重2.00％；
(4)成型：用压强150kg/cm2以上的压机压成长宽厚分别是250×250×40mm的铬渣煤坯块，把铬渣粉和煤粉混合物挤压成铬渣煤坯块，铬渣煤坯块的密度为：4.1×103Kg/m3，铬渣煤坯块的厚度为45mm；挤压铬渣粉和煤粉混合物时，铬渣粉和煤粉混合物中水的含量为4～8％为宜。
(5)煅烧：铬渣煤坯块放进入窑内，先在温度为300℃以下的干燥带干燥到水分≤2.0％，然后在600℃～1200℃下煅烧5分钟～10分钟；铬渣煤坯块产生大量CO，CO和单质碳(C)的还原性将铬渣中有毒性的六价铬离子(Cr6+)还原成无公害的三价铬离子(Cr3+)；一般是把以CaCrO4和Na2CrO4形式的六价铬离子(Cr6+)，还原成Cr2O3形式的三价铬离子(Cr3+)和单质铬即金属铬。
(6)水淬：为了使铬渣煤坯块表面六价铬离子(Cr6+)也被还原成三价铬离子(Cr3+)，铬渣煤坯块在高温窑中煅烧完后，铬渣煤坯块在窑内降到900℃～1000℃时，用乙醇溶液在2分钟内水淬高温铬渣煤坯块降到100℃～300℃以下。
按上述技术解毒的铬渣，按国标检验水淬后铬渣煤坯块的浸出液中六价铬离子(Cr6+)含量为：0.02mg/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/T301-2007)的要求。
实施例4
用一氧化碳解毒铬渣的方法：包括以下步骤：
(1)磨料：将铬渣〔固体，含六价铬离子(Cr6+)约为1.0％以上〕加水后，湿磨成浆；把煤干磨成煤粉；按重量比铬渣∶水＝1∶5的比例计量混合后采用球磨机进行湿法球磨，浆料细度控制在80目左右，直接采用真空带式过滤机对浆料进行抽滤，回收浆料中铬渣溶解出的部分六价铬离子(Cr6+)，回收的含六价铬离子(Cr6+)的滤液返回到红矾钠生产工序循环利用；过滤得的铬渣中还含大量六价铬离子(Cr6+)，以下步骤是对过滤得的铬渣中所含六价铬离子(Cr6+)的解毒处理；
(2)干燥：抽滤铬渣和水，使其铬渣和水分离，然后把渣部分干燥成铬渣粉；采用闪蒸干燥器将铬渣滤饼的水分烘干到8～10％。
(3)混料：把铬渣粉和煤粉混合均匀，按重量比，铬渣粉占总重93.00％，煤粉占总重7.00％；
(4)成型：用压强150kg/cm2以上的压机压成长宽厚分别是250×250×50mm的铬渣煤坯块，把铬渣粉和煤粉混合物挤压成铬渣煤坯块，铬渣煤坯块的密度为：5.1×103Kg/m3，铬渣煤坯块的厚度为50mm；挤压铬渣粉和煤粉混合物时，铬渣粉和煤粉混合物中水的含量为4～8％为宜。
(5)煅烧：铬渣煤坯块放进入窑内，先在温度为300℃以下的干燥带干燥到水分≤2.0％，然后在600℃～1200℃下煅烧5分钟～10分钟；铬渣煤坯块产生大量CO，CO和单质碳(C)的还原性将铬渣中有毒性的六价铬离子(Cr6+)还原成无公害的三价铬离子(Cr3+)；一般是把以CaCrO4和Na2CrO4形式的六价铬离子(Cr6+)，还原成Cr2O3形式的三价铬离子(Cr3+)和单质铬即金属铬。
(6)水淬：为了使铬渣煤坯块表面六价铬离子(Cr6+)也被还原成三价铬离子(Cr3+)，铬渣煤坯块在高温窑中煅烧完后，铬渣煤坯块在窑内降到900℃～1000℃时，用乙醇溶液在2分钟内水淬高温铬渣煤坯块降到100℃～300℃以下。
按上述技术解毒的铬渣，按国标检验水淬后铬渣煤坯块的浸出液中六价铬离子(Cr6+)含量为：0.00mg/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/T301-2007)的要求。
实施例5
用一氧化碳解毒铬渣的方法：包括以下步骤：
(1)磨料：将铬渣〔固体，含六价铬离子(Cr6+)约为1.0％以上〕加水后，湿磨成浆；把煤干磨成煤粉；按重量比铬渣∶水＝1∶1的比例计量混合后采用球磨机进行湿法球磨，浆料细度控制在60目左右，直接采用真空带式过滤机对浆料进行抽滤，回收浆料中铬渣溶解出的部分六价铬离子(Cr6+)，回收的含六价铬离子(Cr6+)的滤液返回到红矾钠生产工序循环利用；过滤得的铬渣中还含大量六价铬离子(Cr6+)，以下步骤是对过滤得的铬渣中所含六价铬离子(Cr6+)的解毒处理；
(2)干燥：抽滤铬渣和水，使其铬渣和水分离，然后把渣部分干燥成铬渣粉；采用闪蒸干燥器将铬渣滤饼的水分烘干到8～10％。
(3)混料：把铬渣粉和煤粉混合均匀，按重量比，铬渣粉占总重98.00％，煤粉占总重为2.00％；
(4)成型：用压强150kg/cm2以上的压机压成长宽厚分别是50×50×5mm的铬渣煤坯块，把铬渣粉和煤粉混合物挤压成铬渣煤坯块，铬渣煤坯块的密度为：2.0×103Kg/m3，铬渣煤坯块的厚度为5mm；挤压铬渣粉和煤粉混合物时，铬渣粉和煤粉混合物中水的含量为4～8％为宜。
(5)煅烧：铬渣煤坯块放进入窑内，先在温度为300℃以下的干燥带干燥到水分≤2.0％，然后在600℃～1200℃下煅烧5分钟～10分钟；铬渣煤坯块产生大量CO，CO和单质碳(C)的还原性将铬渣中有毒性的六价铬离子(Cr6+)还原成无公害的三价铬离子(Cr3+)；一般是把以CaCrO4和Na2CrO4形式的六价铬离子(Cr6+)，还原成Cr2O3形式的三价铬离子(Cr3+)和单质铬即金属铬。
(6)水淬：为了使铬渣煤坯块表面六价铬离子(Cr6+)也被还原成三价铬离子(Cr3+)，铬渣煤坯块在高温窑中煅烧完后，铬渣煤坯块在窑内降到900℃～1000℃时，用水在2分钟内水淬高温铬渣煤坯块降到100℃～300℃以下。
按上述技术解毒的铬渣，按国标检验水淬后铬渣煤坯块的浸出液中六价铬离子(Cr6+)含量为：0.30mg/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/T301-2007)的要求。
Claims (6)
1、用一氧化碳解毒铬渣的方法：包括湿法球磨铬渣、过滤浆料、抽滤后干燥铬渣、干燥后的铬渣中加入煤、将铬渣煤坯块放入高温窑中煅烧，其特征在于：把铬渣和煤挤压成铬渣煤坯块，铬渣煤坯块中，抽滤后干燥铬渣粉重量为91％～98％，煤粉的重量为2％～9％。
2、根据权利要求1所述的用一氧化碳解毒铬渣的方法，其特征在于：铬渣煤坯块的密度为1.5×103Kg/m3～5.5×103Kg/m3。
3、根据权利要求2所述的用一氧化碳解毒铬渣的方法，其特征在于：铬渣煤坯块的厚度为5mm～50mm。
4、根据权利要求1或2或3所述的用一氧化碳解毒铬渣的方法，其特征在于：铬渣和煤在高温窑中煅烧完后，用乙醇溶液进行水淬。
5、用一氧化碳解毒铬渣的方法：包括以下步骤：
(1)磨料：将铬渣加水后，湿磨成浆；把煤干磨成煤粉；
(2)干燥：抽滤铬渣和水，使其铬渣和水分离，然后把渣部分干燥成铬渣粉；
(3)混料：把铬渣粉和煤粉混合均匀，按重量比，铬渣粉重量为91％～98％，煤粉的重量为2％～9％；
(4)成型：把铬渣粉和煤粉混合物挤压成铬渣煤坯块，铬渣煤坯块的密度为：1.5×103Kg/m3～5.5×103Kg/m3，铬渣煤坯块的厚度为5mm～50mm；
(5)煅烧：铬渣煤坯块放进入窑内，先在温度为300℃以下的干燥带干燥到水分≤2.0％，然后在600℃～1200℃下煅烧5分种～30分种；
(6)水淬：当铬渣煤坯块温度在窑内降到900℃～1000℃时，用水在2分钟内水淬高温铬渣煤坯块降到300℃以下。
6、根据权利要求5所述的用一氧化碳解毒铬渣的方法，其特征在于：用乙醇溶液在2分钟内水淬高温铬渣煤坯块降到300℃以下。
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