[发明专利]一种铬渣无害化处理的方法及其制备的复合材料

说明书

本发明公开了一种铬渣无害化处理的方法及其制备的复合材料，属于危废铬渣无害化处理领域，以实现对铬渣的无害化处理，有效降低铬渣转运和暂存过程中存在的环境风险。本申请以铬渣为原料，通过铬渣制浆、铬渣解毒、固液分离、滤饼烘干、配料成型及成品烘干操作，实现了铬渣的无害化处理。同时，在处理过程中，实现了反应物料的有效利用，减少了废弃物的产生，对环境友好。本申请设计合理，能够实现铬渣的无害化、资源化利用，能够满足工业化、大规模生产应用的需求，对于降低铬渣的存量，具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及危废处理领域，尤其是铬渣无害化处理领域，具体为一种铬渣无害化处理的方法及其制备的复合材料。本申请实现了铬资源和铁资源双重的回收利用，降低了铬渣转运和暂存过程中存在的环境风险。同时，本申请的复合材料作为钢铁行业提钒冷却剂，能降低渣料消耗，具有较好的节能降耗效果。

背景技术

铬元素以单质，以及三价、六价两种化合形态存在。在铬的化合物中，三价铬盐性能稳定，基本无毒，是人和动物体内必须的基本痕量元素，也是人和动物葡萄糖耐量因素的组成部分，与胰岛素一起调节人体血液的含糖量；而铬元素的缺乏，可能导致动脉血管硬化和引起糖尿病，对人和动物的生长发育不利。而Cr⁶⁺盐具有酸性、一定的毒性、强氧化性和较强的水溶性，有很强的络合能力。由于六价铬盐有较强的水溶性和一定毒性，因此，国家规定饮用水中Cr⁶⁺浓度为≤0.05mg/L，工业废水中的Cr⁶⁺的最高允许排放浓度是≤0.5mg/L。

铬渣是指生产铬盐过程中，所产生的工业废渣。铬渣一般呈松散、无规则的固体粉末状、颗粒状或小块状，总体颜色呈灰色或黑色。铬渣中的有害成分主要为可溶性铬、酸溶性铬等六价铬离子，六价铬离子在环境中不能自然降解，对生态环境危害大。因此，铬渣属《国家危险废物名录》(2016)中规定的危险废物(废物类别HW26)。铬元素在自然界中储量丰富，地壳中铬的丰度为100mg/kg，但我国却是铬矿产资源严重短缺的国家。因此，对于铬渣的综合利用具有重要的意义。

目前，国内已有的、比较成熟的综合利用铬渣的方法如下。

(1)将铬渣用于炼铁工业

用铬渣代替白云石、石灰石作为生铁冶炼过程的添加剂，在高炉冶炼过程中，六价铬可完全还原；同时，还原后的金属铬进入生铁中，使其机械性能、硬度等都有所提高。烧结时，铬渣中Cr(Ⅵ)已还原为Cr(Ⅲ)，在高炉中大部分Cr(Ⅲ)进一步还原为金属铬并熔入铁水中，少部分熔入熔渣，熔渣水淬后用作水泥混合材。由湖北省黄石市某钢铁厂在30m³高炉上连续进行了铬渣炼铁工业化生产试验，生产出含铬生铁。在此过程中，六价铬在炉内的还原率几乎达100％，氧化铬的金属化还原率平均达94.72％。可见，铬渣炼铁是一种吃渣量大，还原彻底，金属铬回收利用率高的资源化方法，可获得良好的经济、社会、环境效益，具有广阔的应用前景。而铬渣属于危险废物，其将铬渣进行应用于炼铁工业中，在转运和暂存过程中存在较大的环保风险。

(2)用于生产钙镁磷肥

铬渣中含MgO27％-31％、SiO₂4％-30％，蛇纹石的化学式为3MgO.SiO₂.2H₂O，工业上用的蛇纹石一般含MgO30％-38％、SiO₂35％-40％。由于铬渣与蛇纹石的成分相似，因此，适当调整配料比例，可用铬渣代替蛇纹石作熔剂，生产钙镁磷肥。在生产钙镁磷肥时，将磷矿石、白云石、硅石、铬渣及焦碳按一定比例投入高炉，经高温熔融，水淬骤冷，使晶态磷酸三钙转变为松脆的无定形易被植物吸收的钙镁磷肥。同时，在高温还原状态下，铬渣中有毒的六价铬离子被转化成稳定性强、没有毒性的三价铬氧化物存在于玻璃体中，铬渣得到解毒和综合利用。然而，该方目前没有太多的工业性生产应用，已被市场淘汰。

(3)用于水泥生产