[发明专利]一种利用解毒铬渣制备的空心砌块砖

说明书

技术领域

本发明涉及铬渣无害处理及建筑材料领域，特别涉及一种利用解毒铬渣制备的空心砌块砖。

背景技术

铬化合物是无机化工的主要产品之一，广泛应用于化工、轻工、冶金、纺织、机械等行业，我国国民经济中约15％的产品与铬化合物有关。铬渣主要产生于铬盐行业及少数金属铬企业的重铬酸钠生产过程中，尤以采用有钙焙烧生产工艺的铬盐生产企业产生的数量最多，属于重金属危险废物。铬渣含有的六价铬(Cr(VI))易溶且不稳定，具有强氧化性，会对人体、农作物机体造成损伤。铬渣污染物经降雨淋滤进入地表和地下水，造成严重水污染，危害生态环境和人民生命财产。露天堆放的铬渣在风力等作用下，会将含铬粉尘释放在空气中，对人体的呼吸道、消化道和皮肤等具有极强的致癌和致突变作用。

我国自1958年建成第一条铬盐生产线至今，先后有70余家企业生产过铬盐，这些企业大多规模小、工艺技术落后。由于缺乏市场竞争力和污染控制手段，先后关闭、破产、转产，而其产生的铬渣则基本没有得到处理和处置。到2011年止，全国已累计生产铬盐200多万吨，产生铬渣600多万吨，其中仅有约200万吨得到处置，尚有400多万吨堆存铬渣没有得到无害化处置，同时我国每年新增铬渣近100万吨。这些铬渣的堆放和填埋大多不符合危险废物贮存要求，对生态环境和人民生命财产安全构成巨大威胁。

2011年6月，云南省曲靖市发生铬渣污染事件，震惊全国。云南曲靖铬渣污染事故并非个案，目前我国很多省份都存放着动辄几万、几十万吨的露天铬渣堆，不少铬渣堆放于大江大河旁边，严重威胁着周围的环境安全，如何妥善处理好这些铬渣，成为国家必须尽快解决的紧迫问题。

国外对铬渣治理总的情况是将Cr⁶⁺解毒处理后堆存或填埋，认为没有太大利用价值而不强调资源化利用。但也有少数研究朝综合利用方向发展，但经济效益均不明显。日本于1975年专门成立了“铬渣对策委员会”，制定出了铬渣解毒后的排放标准，并规定符合排放标准的铬渣才可以掩埋或填海。日本电工公司德岛化工厂年产30kt红矾钠，用含亚硫酸钠的造纸废液做还原剂，在回转窑中对铬渣进行还原焙烧。铬渣与造纸废液的比例为5∶1～20∶1，600℃温度下使Cr⁶⁺转变为Cr³⁺，而后再堆存或填埋。日本化学公司德山化工厂年产36kt红矾钠，将每年60kt铬渣与一定比例的粘土混合，制成建筑骨料。俄罗斯、哈萨克斯坦、罗马尼亚等东欧国家的铬盐企业排放铬渣，未经解毒，全部堆存在防渗渣池内。当今世界最大的铬盐生产企业英国艾力门锑斯公司，其排放铬渣均采取无害化处理后填埋。此外，国外还有采取制陶瓷，做玻璃着色剂以及与水泥一起固化等方法处理铬渣。总的看来，目前国外铬渣处置方法中，无害化处置固化填埋的比例大于资源化利用的比例。

目前国内一般采用如下方法进行铬渣处理(1)旋风炉附烧铬渣解毒技术。铬渣组分中CaO、MgO总量在50％以上，并含有其它碱性物，是高温矿物炉料的良好助熔剂。以铬渣代替白云石、石灰石，与煤粉掺混后喷入燃煤液态排渣立式旋风炉，在对燃煤灰分起到助熔作用的同时，铬渣中所含Cr⁶⁺在旋风炉前置室内99％以上被还原为Cr³⁺，从而实现铬渣无害化。烟气中的飞灰经除尘装置捕集后，可送回炉内，再次被高温熔融还原。然而，该方法铬渣解毒后，总铬浓度超过《铬渣污染治理环境保护技术规范(暂行)》中铬渣用作路基材料和混凝土骨料的污染控制指标限值，也超过容许进入生活垃圾填埋场的控制限值，但均符合一般工业固体废物填埋场的控制限值。尚不能直接进行处置，还需进行最终处置方法的进一步实验研究。

(2)铬渣作绿色玻璃着色剂。玻璃是由硅酸钠和适量钙、镁、铁、铝等成份组成的熔体经过冷却后形成的非晶态物质。铬渣作绿色玻璃着色剂，不仅是因为铬渣含有玻璃所需各种成分，而且其中的Cr⁶⁺在玻璃大量酸性二氧化硅、高温和含一氧化碳气氛下被还原为Cr³⁺，包括未反应的铬铁矿在内的铬渣中全部铬，在玻璃熔液中均熔融和离解为阳离子Cr³⁺，使玻璃染上绿色的同时消除铬渣中的六价铬。