CN103159419A - 一种铬渣碳酸化解毒的处理方法 - Google Patents

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陈刚
惠贺龙
王少娜
郑诗礼
张懿
骆克峻
王锐
李邦东
郭庆华
王世君
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Abstract

本发明涉及一种铬渣碳酸化解毒的处理方法。其步骤为：将铬渣按渣∶水(质量比)＝1∶3～1∶10进行浆化，制备铬渣浆料；将铬渣浆料打入加压反应釜中，通入CO2至分压为0.1～10atm进行加压碳酸化；反应结束后，经压滤后得到碳酸化滤渣和碳酸化滤液；对碳酸化滤渣进行逆流洗涤，压滤后得滤饼即为解毒渣；洗液中的六价铬经还原后可实现达标排放。本方法具有解毒速度快，解毒彻底，不造成二次污染，不需要加酸调节pH值，处理成本低廉等优点，解毒后的铬渣可用于水泥掺和材料，造砖材料等建材用料，实现全渣利用。具有明显的经济效益和环境效益。

Description

一种铬渣碳酸化解毒的处理方法
技术领域
本发明属于铬渣的治理与综合利用技术，特别涉及一种铬渣的碳酸化解毒处理方法。
技术背景
铬盐的用途非常广泛，铬盐工业是无机盐工业的一个重要分支。目前国内主要采用有钙焙烧工艺生产铬酸盐，每生产1吨铬酸盐产品需向环境中排放2-3吨含六价铬的高毒性铬渣，对环境造成严重污染，在很大程度上制约了铬盐工业的可持续性发展。因此，如何经济有效的实现铬渣的无害化处理已成为亟需解决的问题。
由于铬渣成分比较复杂，而且利用价值不大，因此国际上主要采用消极的无害化处理方法：
1、通过湿法(采用水合肼、硫酸亚铁及硫化钠等还原性物质对铬渣进行还原)或干法(铬渣与煤渣、碳分等混合，在高温还原条件下进行还原)将铬渣中高毒性六价铬还原为三价铬。但该法解毒后的钙渣存在解毒不彻底，长期暴露在空气下使得具有一定“活性”的三价铬再度被氧化为六价铬而造成二次污染。
2、采用固化方法处理铬渣，即通过物理或化学的方法将铬渣固定在以固体为基体的终端产物中，但该法存在能耗大、成本高、经济效益差的问题。
3、通过湿法化学反应将铬渣中留存的六价铬溶出，以达到铬渣彻底解毒。此法主要采用稀酸中和铬渣，使得铬渣中大部分酸溶性六价铬进入液相，但由于铬盐生产工艺产生的铬渣多为碱性，需消耗大量酸，处理成本较高，难以推广。
发明内容
本发明的目的是克服已有的铬盐生产及铬渣治理技术的不足，提供一种铬渣碳酸化解毒的处理方法，把对环境造成极大危害的铬渣进行经济有效的无害化处理，以实现铬盐工业的清洁生产。
本发明是一种铬渣的碳酸化解毒处理方法，该方法包括以下步骤：
(1)浆化配料
将铬渣与水进行混合配料、打浆；其中固液质量比为铬渣∶水＝1∶3～1∶10，配成浆料备用；
(2)加压碳酸化
将步骤(1)得到的铬渣浆料打入加压反应釜中，通入CO2至CO2分压至0.1～10atm；碳酸化反应温度在25～100℃，反应时间为0.5～3小时；
对碳酸化反应后得到的浆料进行板框压滤，得到加压碳酸化滤渣和滤液，加压碳酸化滤渣进入下一工段，滤液中的六价铬经还原后可实现达标排放；
(3)一级浆洗
将步骤(2)得到的加压碳酸化滤渣打入常压反应釜中，与水混合配料，进行浆化，其中液固质量比为加压碳酸化滤渣∶水＝1∶3～1∶10；常压下浆洗0.5～3小时；反应温度在25～100℃；
一级浆洗反应结束，浆料通过板框压滤进行液固分离得到一级浆洗滤渣和滤液。一级浆洗滤渣进入下一工段；
(4)二级浆洗
将步骤(3)得到的一级浆洗滤渣打入常压反应釜中，与水混合配料，进行二级浆洗，工艺条件同步骤(3)；
二级浆洗反应结束，浆料通过板框压滤进行液固分离得到二级浆洗滤渣和滤液。二级浆洗滤渣即为解毒终渣；
步骤(3)得到的一级浆洗滤液进入储液槽，作为下一批次铬渣加压碳酸化解毒工序的碳酸化母液，步骤(4)得到的二级浆洗滤液进入储液槽，作为下一批次铬渣解毒一级浆洗液，从而实现逆流洗涤。对于Cr6+＞1％的铬渣需进行三级或多级逆流洗涤。
本发明的优点在于：
(1)本发明通过碳酸化实现铬渣的解毒，实现六价铬的溶出，与解毒铬渣彻底分离，不存在解毒铬渣返黄的问题，不会造成二次污染；
(2)本发明反应条件温和，在弱碱性介质中进行，设备要求较低，成本低廉，工业实施可操作性强；
(3)本发明解毒后钙渣中六价铬含量均低于HJ/T 301-2007《铬渣污染治理环境保护技术规范》要求限值，解毒较为彻底，解毒后的钙渣可用于水泥掺和材料，造砖材料等建材用料，实现全渣利用。具有明显的经济效益和环境效益。
附图说明
图1本发明的一种实施例的工艺流程示意图
具体实施方式
实施例1
参照图1的工艺流程，一种铬渣的碳化解毒处理方法。首先称取铬渣36kg(湿渣，含水率：40％；Cr6+％＝0.94)，与一级浆洗液108kg进行混合、浆化后，打入加压反应釜中，升温至100℃，通入CO2至分压为2atm，加压碳化反应3h。待反应结束后，经压滤得到的碳化滤饼32.64kg(湿渣，含水率：37％)，与61.69kg二级浆洗液混合、打浆，后打入常压反应釜中，升温至25℃，搅拌2h，进行一级浆洗。待反应结束后，经压滤得到的碳化滤饼28.28kg(湿渣，含水率：36％)，与144.80kg自来水混合、打浆，进行二级浆洗，反应结束后，经板框压滤分离得滤渣即为解毒终渣25.56kg(湿渣，含水率：37％)。
按上述技术解毒的含铬钙渣，按国标(HJ/T299-2007)《固体废物  浸出毒性浸出方法  硫酸硝酸法》检测浸出液中六价铬离子浓度为1.11mg/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/T 301-2007)的要求。
实施例2
参照图1的工艺流程，一种铬渣的碳化解毒处理方法。首先称取铬渣36kg(湿渣，含水率：32.67％；Cr6+％＝0.90)，与一级浆洗液194kg进行混合、浆化后，打入加压反应釜中，升温至80℃，通入CO2至分压为10atm，加压碳化反应0.5h。待反应结束后，经压滤得到的碳化滤饼32.62kg(湿渣，含水率：36％)，与167.01kg二级浆洗液混合、打浆，后打入常压反应釜中，升温至50℃，搅拌0.5h，进行一级浆洗。待反应结束后，经压滤得到的碳化滤饼26.47kg(湿渣，含水率：36％)，与50.82kg自来水混合、打浆，进行二级浆洗，反应结束后，经板框压滤分离得滤渣即为解毒终渣26.16kg(湿渣，含水率：34％)。
按上述技术解毒的含铬钙渣，按国标(HJ/T299-2007)《固体废物  浸出毒性浸出方法  硫酸硝酸法》检测浸出液中六价铬离子浓度为1.78mg/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/T 301-2007)的要求。
实施例3
参照图1的工艺流程，一种铬渣的碳化解毒处理方法。首先称取铬渣36kg(湿渣，含水率：37％；Cr6+％＝1.43)，与一级浆洗液68.04kg进行混合、浆化后，打入加压反应釜中，升温至25℃，通入CO2至分压为0.1atm，加压碳化反应2h。待反应结束后，经压滤得到的碳化滤饼34.54kg(湿渣，含水率：32％)，与234.87kg二级浆洗液进行混合、打浆，后打入常压反应釜中，升温至100℃，搅拌3h，进行一级浆洗。待反应结束后，经压滤得到的碳化滤饼26.77kg(湿渣，含水率：35％)，与176.68kg三级浆洗液混合、打浆，进行二级浆洗，反应结束后，经板框压滤分离得滤渣25.39kg(湿渣，含水率：34％；浸出毒性Cr6+：3.79mg/L)。对二级浆洗渣进行三级浆洗，与87kg自来水混合，进行浆化，反应结束过滤得解毒终渣23.37kg(湿渣，含水率：37％)。
按上述技术解毒的含铬钙渣，按国标(HJ/T299-2007)《固体废物  浸出毒性浸出方法  硫酸硝酸法》检测浸出液中六价铬离子浓度为1.15mg/L。能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/T 301-2007)的要求。

Claims (5)

1.一种铬渣的碳酸化解毒处理方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)浆化配料
将铬渣与水进行混合配料、打浆；其中固液质量比为铬渣∶水＝1∶3～1∶10，配成浆料备用；
(2)加压碳酸化
将步骤(1)得到的铬渣浆料打入加压反应釜中，通入CO2至CO2分压至0.1～10atm；碳酸化反应温度在25～100℃，反应时间为0.5～3小时；
对碳酸化反应后得到的浆料进行板框压滤，得到加压碳酸化滤渣和滤液，加压碳酸化滤渣进入下一工段，滤液中的六价铬经还原后可实现达标排放；
(3)一级浆洗
将步骤(2)得到的加压碳酸化滤渣打入常压反应釜中，与水混合配料，进行浆化，其中液固质量比为加压碳酸化滤渣∶水＝1∶3～1∶10；常压下浆洗0.5～3小时；反应温度在25～100℃；
一级浆洗反应结束，浆料通过板框压滤进行液固分离得到一级浆洗滤渣和滤液。一级浆洗滤渣进入下一工段；
(4)二级浆洗
将步骤(3)得到的一级浆洗滤渣打入常压反应釜中，与水混合配料，进行二级浆洗，工艺条件同步骤(3)；
二级浆洗反应结束，浆料通过板框压滤进行液固分离得到二级浆洗滤渣和滤液。二级浆洗滤渣即为解毒终渣；
2.根据权利1要求所述的碳酸化解毒铬渣的处理方法，其特征是一级浆洗滤液进入储液槽，作为下一批次铬渣加压碳酸化解毒工序的碳酸化母液；
3.根据权利1要求所述的碳酸化解毒铬渣的处理方法，其特征是二级浆洗滤液进入储液槽，作为下一批次铬渣解毒一级浆洗液；
4.根据权利1要求所述的碳酸化解毒铬渣的处理方法，其特征是各级反应后浆料经板框压滤得到的滤渣含水率控制在40％以下；
5.根据权利1要求所述的碳酸化解毒铬渣的处理方法，其特征是铬渣Cr6+≤1％，对于Cr6+＞1％的铬渣需进行三级或多级逆流洗涤。
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