一种铬渣解毒工艺制造技术

本发明专利技术属于铬渣解毒技术领域，公开了一种铬渣解毒工艺。将铬渣湿式研磨，加水制成铬渣浆液，酸浸还原反应后固液分离，分离得到的滤饼即为解毒铬渣，其特别之处在于：在不改变铬渣原有碱性环境条件下，直接向其中加入还原剂１与其一起湿式研磨至１００～３００目，加水制成浓度为３０～４５波美度的铬渣浆液，所述还原剂１为硫化钠、硫氢化钠、硫代硫酸钠或焦亚硫酸钠。本发明专利技术工艺过程简单，解毒彻底、无返铬现象，容易实现规模化生产，并且铬渣中的Ｃｒ６＋经过两次溶出和两次还原，延长了有效还原反应时间，提高了反应效率，节约了酸浸还原反应时所用酸的用量，处理成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铬渣解毒
，特别涉及了 一种铬渣解毒工艺。
技术介绍
铬盐行业是国民经济中不可或缺的重要行业，主要用于电镀、鞣革、印染、医药、催 化剂、金属缓蚀等方面。在铬盐生产过程中排放的主要废渣(即铬渣)是一种具有剧毒的 危险废物，其中六价铬(Cr6+)是毒性的根源。根据对我国部分铬渣化学成分特征的分析结 果，以Cr2O3计量，铬渣中总铬平均质量百分含量约为3 5%，六价铬平均质量百分含量约 为1 5%。铬渣中有六种组分含有Cr6+，分别为四水铬酸钠、铬酸钙、铬铝酸钙与碱式铬酸 铁、硅酸钙_铬酸钙固溶体和铁铝酸钙_铬酸钙固溶体。其中四水铬酸钠及游离铬酸钙为 水溶相，易被地表水、雨水溶解，是铬渣近期污染的由来；其余四种组分虽难溶于水，但是在 长期露天堆存过程中，经风化和水化易造成铬渣对环境的中、长期污染。铬渣解毒历来是铬盐工业的一个头疼难题，传统解毒方法要么因解毒还原时间过 长、要么因反应条件过于苛刻、要么因处理成本过高，导致至今仍未找出一个真正行之有 效、经济且可操作性强的铬渣解毒工艺。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种反应效率高、成 本低的铬渣解毒工艺。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下一种铬渣解毒工艺，将铬渣湿式研磨，加水制成铬渣浆液，酸浸还原反应后固液分 离，分离得到的滤饼即为解毒铬渣，其特别之处在于在不改变铬渣原有碱性环境条件下， 即直接向其中加入还原剂1与其一起湿式研磨至100 300目，加水制成浓度为30 45 波美度的铬渣浆液，所述还原剂1为硫化钠(Na2Sh硫氢化钠(NaHS)、硫代硫酸钠(Na2S2O3) 或焦亚硫酸钠(Na2S2O5)，还原剂1的添加量以将实测铬渣中六价铬总量的60 90%还原 为三价铬为准。从处理效果和经济成本综合考虑，还原剂1优选为硫化钠(Na2S)或焦亚硫酸钠 (Na2S2O5)。酸浸还原时，所用的酸可在本领域技术人员常规范围(主要是稀硫酸和其它废 酸)内进行选择，但本专利技术主张优选浓硫酸。浓硫酸是指质量浓度大于75%的硫酸，本专利技术 中主张浓硫酸的质量浓度为93%或98%。在30 45波美度的铬渣浆液中，加入酸和还原剂2进行酸浸还原反应(反应时 间一般2 IOh即可)，酸的添加量以能控制铬渣浆液的pH值为5 6为准，还原剂2的添 加量以能控制解毒铬渣中最终的六价铬和总铬含量低于国家标准排放要求{《铬渣污染治 理环境保护技术规范》(HJ/T301-2007)}为准。其中的还原剂2为本领域技术人员的常规 选择，具体可为硫酸亚铁(FeS04)。为使废水达到零排放，固液分离后，得到的滤液1返回湿式研磨和制铬渣浆液工 序循环利用。当运行一定时间后，固液分离后的废水(即滤液1)中实测的盐类物质(主要是 Mg2+、Al3+、Fe3+、Cr3+)和S042—浓度过高以致影响解毒效果时，在滤液1中加入碱性物质调节 滤液1的PH值至6 9以沉淀其中的Mg2+、Al3+、Fe3+、Cr3+和S042_，再次固液分离，得到的 滤液2返回湿式研磨和制铬渣浆液工序循环利用。加入碱性物质进行废水处理时，发生的 主要化学反应有Cr3++30F ^ Cr (OH) 3 I ；Μχ++χ0『一M(OH)x I ；式中的Mx+代表盐类物质Mg2+、Al3+、Fe3+或Cr3+，与碱反应后形成Mg (OH) 2、A1 (OH) 3、 Fe (OH) 3、Cr (OH) 3等沉淀物，S042_与Ca2+反应形成CaSO4沉淀物，这些沉淀物经固液分离从 废水中脱出，从而降低循环水中的盐类物质和SO/—浓度。所述的碱性物质为NaOH、CaO或Ca (OH)20浓硫酸加入时产生的硫酸酸雾用碱液或水吸收，吸收后的废液返回湿法粉碎和制 铬渣浆液工序循环利用。其中碱液为本领域技术人员的常规选择，一般为NaOH溶液。为使废物得到资源化利用，解毒铬渣以一般工业固废进行固化填埋或用做路基材 料或用做水泥建材。本专利技术工艺原理采用湿式研磨技术将铬渣于湿式球(棒)磨中充分研磨粉碎，研 磨粉碎过程中，铬渣中的铬酸钙及铬铝酸钙晶格结构被破坏，在酸性循环水/废液的作用 下，铬渣中水溶性六价铬及酸溶性六价铬不断溶出进入液相，溶出的有毒的六价铬不断与 还原剂1发生第一次还原反应转化为无毒性的三价铬；之后继续加水制浆，加入还原剂2， 同时加酸调整浆液的PH值，铬渣中余量的水溶性六价铬及酸溶性六价铬彻底溶出与还原 剂2发生第二次还原反应进行酸浸还原解毒，最终将六价铬完全转化为无毒性的三价铬， 固液分离后，在滤液中加入碱性物质调整PH值，使三价铬转化为氢氧化铬沉淀固定在解毒 后的铬渣中，从而达到铬渣解毒的目的。解毒过程发生的主要还原反应有4Cr2072>3S2>16H20 ^ 8Cr (OH)3 丨 +3S0广+80Γ-------①4Cr2072>6S2>19H20 ^ 8Cr (OH)3 丨 +3S20:+140!T-----② 2Cr20 广+3S20广+14H+ — 4Cr3++6S042>7H20----------③Cr2O 广+6Fe2++16H+ — 6Fe3++2Cr3++8H20--------------④式①、②为还原剂1选用硫化钠(Na2S)时发生的还原反应，式③为还原剂1选 用焦亚硫酸钠(Na2S2O5)时发生的还原反应，式④为在酸性环境下还原剂2选用硫酸亚铁 (FeSO4)时发生的还原反应。还原剂使用经济成本比较举例比较硫酸亚铁(FeSO4)和焦亚硫酸钠(Na2S2O5)分别用作还原剂的处理成本。假设原料铬渣中六价铬(Cr6+)的质量百分含量为4% (以Na2Cr2O7 · 2H20计)，每吨铬渣解 毒所需要还原剂用量和经济效益分析如下(1)用硫酸亚铁(FeSO4)作还原剂Na2Cr2O7 · 2H20 6FeS04 · 7H20298 6X278 = 16681吨铬渣理论上需要还原剂FeSO4 · 7H20的用量计算公式为χ 理论=1688X4% /298 = 224(kg)(2)用焦亚硫酸钠作还原剂2Na2Cr207 · 2H20 3Na2S2052X298 = 596 3X 190 = 5701吨铬渣理论上需要还原剂Na2S2O5的用量计算公式为χ 理论=570X4% /596 = 38 (kg)根据目前市场行情，工业用硫酸亚铁(FeSO4)的价格按400元/吨，工业用焦亚硫 酸钠(Na2S2O5)的价格为1700元/吨，所以1吨铬渣需要还原剂的成本分别为硫酸亚铁 (FeSO4)为89. 6元，焦亚硫酸钠(Na2S2O5)为64. 6元。因此，本专利技术分两次添加还原剂，相 比传统一次性添加还原剂2 (FeSO4)进行酸浸还原反应，可以降低处理成本，提高日处理规 模。综合考虑经济效益和解毒效果，本专利技术推荐还原剂1的使用量以将实测铬渣中六价铬 总量的60 90%还原为三价铬为准则。本专利技术的积极效果在于(1)在不改变铬渣原有碱性环境条件下直接向其中加入还原剂1进行第一次还原 反应，并在后续酸性环境下加入还原剂2继续进行第二次还原反应，延长了有效还原反应 时间，提高了反应效率，节约了酸浸还原反应时所用酸的用量。无论从有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铬渣解毒工艺，将铬渣湿式研磨，加水制成铬渣浆液，酸浸还原反应后固液分离，分离得到的滤饼即为解毒铬渣，其特征在于：在不改变铬渣原有碱性环境条件下直接向其中加入还原剂１与其一起湿式研磨至１００～３００目，加水制成浓度为３０～４５波美度的铬渣浆液，所述还原剂１为硫化钠、硫氢化钠、硫代硫酸钠或焦亚硫酸钠，还原剂１的添加量以将实测铬渣中六价铬总量的６０～９０％还原为三价铬为准。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李顺灵，陈俊杰，杨秋岭，黄立志，袁明涛，李万灵，燕战军，赵豆豆，李常慧，张鋆浩，潘志恒，杨海龙，
申请(专利权)人：河南金谷环保工程设备有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]