CN103480635A

CN103480635A - 一种综合处理废氧化铁脱硫剂和铬渣的方法

Info

Publication number: CN103480635A
Application number: CN201310442777.9A
Authority: CN
Inventors: 李平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: CN103480635B

Abstract

本发明公开了一种综合处理废氧化铁脱硫剂和铬渣的方法，目的在于解决现有废氧化铁脱硫剂中含有FeS，处理工序复杂，安全性低，投资大并且运行费用高，而现有的铬盐解毒方法也存在一定缺陷的问题，该方法包括预处理、混合反应两个步骤。本发明巧妙的将两种废弃物进行相互处理，通过两者之间的相互作用，达到以废治废的目的。本发明有效解决了现有废氧化铁脱硫剂和铬渣无害化处理的问题，同时无须使用其他助剂，有效降低了处理成本，且工艺简单，操作方便，具有节能、经济、环保的特点。本发明对于解决废氧化铁脱硫剂和铬渣的处理问题具有重要意义，尤其是能够有效处理铬渣，有效减少铬渣对环境的危害。

Description

一种综合处理废氧化铁脱硫剂和铬渣的方法

技术领域

本发明涉及废物处理领域，尤其是一种综合处理废氧化铁脱硫剂和铬渣的方法。

背景技术

在天然气处理站的脱硫塔中，使用的氧化铁脱硫剂失效后，就需要更换新的氧化铁脱硫剂，因而，会产生大量的废氧化铁脱硫剂。废氧化铁脱硫剂是一种包含有单质硫、无机硫（如FeS、FeSO₄、Fe₂S₃等）、有机硫等的混合物，其中所含的FeS是主要危害物。FeS属于低毒物，具有刺激性，误食后可引起胃肠刺激症状，长期吸入该粉尘，可能引起尘肺。同时，FeS的燃点仅为40℃，属于极易自燃的硫化物，当其处于溶液状态时，自燃特性难以表现；一旦表面溶液蒸发，使FeS与空气直接接触，极易瞬间自燃，且自燃还会产生对人体极其有害的硫化氢、二氧化硫等物质。同时，FeS的化学性质较活泼，其接触酸或酸性气体后，会产生有毒气体，而其在高温条件下，会因受热分解，释放出有毒气体，从而危害环境安全，还会对水体造成污染。

废氧化铁脱硫剂中的FeS具有极大的危险性，若随意丢弃，不仅会造成污染环境，而且会带来安全隐患，引发火灾、爆炸等事故，因此，需要对废氧化铁脱硫剂进行妥善的安全处置。

目前，传统清除废氧化铁脱硫剂中FeS的方法主要包括：酸洗法、化学抑制法、高pH值溶剂清洗法和氧化剂法。这些方法都会产生H₂S，因而需要对产生的H₂S进行清除，以避免二次污染，这在一定程度上也导致了这些方法处理工序复杂，安全性低，投资大并且运行费用高。目前，现有处理方法对废氧化铁脱硫剂的处理已远远不能满足企业的需要。

铬盐是用于化工、冶金、制革的重要化工产品，在国民生产生活中具有重要的作用。每生产1吨铬盐会产生2.5—3吨铬渣，铬渣中通常含有质量百分比1-3％的六价铬。铬渣中通常包含如下质量百分比的组分：3~7Cr₂O₃、0.3~1.5六价铬、23~36CaO、20~33Mg0、8~11Si0₂、5~8Al₂0₃、7~11Fe₂0₃。其中，六价铬有毒，其会引起铬疮、鼻中隔糜烂、血铬、肺癌等多种疾病，5-8克六价铬即可致人死亡，属于对环境、人体有严重危害的危险工业固体废物。

我国先后有70余家企业生产铬盐，由于污染环境问题，已有40余家企业先后停产或转产。2003年我国铬盐生产厂25家，年产铬盐23万吨，排出铬渣60万吨左右。目前，我国铬渣的总堆存量约600万吨，分散于80余处，大部分没有采取防雨、防渗措施。铬渣中六价铬随雨水进入土壤和地下水，已有上千万亩土地和大量地下水被污染，这也严重制约了铬盐工业的发展。

目前，铬渣无害化处理需要使六价铬形式存在的铬酸钠、铬酸钙等被还原成无害的三价铬。目前，我国传统的铬渣处理方法主要分为三类：湿法还原法(湿法)、高温还原法(干法)和固化法。这些方法具有一定的效果，但也存在一定的局限性。湿法还原法耗酸量大，费用较高，仅适用于有废酸排放的企业。高温还原法存在处理成本高、吃渣量小、铬渣解毒不彻底的问题。采用固化法还原六价铬需要加入大量的还原剂和固化剂，经济效益较差，且解毒效果不稳定，因而没有得到很好的推广应用。

因此，目前迫切需要一种新的、更加高效、更加经济、更加环保的处理技术。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种综合处理废氧化铁脱硫剂和铬渣的方法。本发明巧妙的将两种废弃物进行相互处理，通过两者之间的相互作用，达到以废治废的目的。本发明有效解决了现有废氧化铁脱硫剂和铬渣无害化处理的问题，同时无须使用其他助剂，有效降低了处理成本，且工艺简单，操作方便，具有节能、经济、环保的特点。本发明对于解决废氧化铁脱硫剂和铬渣的处理问题具有重要意义，尤其是能够有效处理铬渣，有效减少铬渣对环境的危害。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种综合处理废氧化铁脱硫剂和铬渣的方法，包括如下步骤：

（1）预处理：将废氧化铁脱硫剂用水冲洗后，备用；

（2）混合反应：向密闭反应器中分别加入废氧化铁脱硫剂、铬渣，废氧化铁脱硫剂、铬渣在密闭反应器内进行反应；铬渣中的CaO和废氧化铁脱硫剂中的FeS反应生成CaS、FeO，CaS与密闭反应器内的水和氧气反应生成硫酸钙，同时，废氧化铁脱硫剂中的硫酸亚铁与铬渣中的六价铬盐反应，将六价铬盐还原为三价铬盐，从而达到解毒的目的。

所述步骤2中，向密闭反应器中分别加入废氧化铁脱硫剂、铬渣，废氧化铁脱硫剂、铬渣在密闭反应器内进行反应；铬渣中的CaO和废氧化铁脱硫剂中的FeS反应生成CaS、FeO，CaS与密闭反应器内的水和氧气反应生成硫酸钙，同时，废氧化铁脱硫剂中的硫酸亚铁与铬渣中的Na₂Cr0₄、CaCr0₄反应，生成Cr(OH)₃，从而达到解毒的目的。

所述步骤1中，废氧化铁脱硫剂用水冲洗后，在保持废氧化铁脱硫剂表面有溶液的条件下，对其进行粉碎，得粉碎后的废氧化铁脱硫剂，备用；将铬渣粉碎后，备用。

所述步骤2中，向密闭反应器中分别加入粉碎后的废氧化铁脱硫剂、粉碎后的铬渣，废氧化铁脱硫剂、铬渣在密闭反应器内进行反应；铬渣中的CaO和废氧化铁脱硫剂中的FeS反应生成CaS、FeO，CaS与密闭反应器内的水和氧气反应生成硫酸钙，同时，废氧化铁脱硫剂中的硫酸亚铁与铬渣中的六价铬盐反应，将六价铬盐还原为三价铬盐，从而达到解毒的目的。

所述步骤2中，向密闭反应器中分别加入废氧化铁脱硫剂、铬渣，废氧化铁脱硫剂、铬渣在密闭反应器内，在常温常压条件下进行反应；铬渣中的CaO和废氧化铁脱硫剂中的FeS反应生成CaS、FeO，CaS与密闭反应器内的水和氧气反应生成硫酸钙，同时，废氧化铁脱硫剂中的硫酸亚铁与铬渣中的六价铬盐反应，将六价铬盐还原为三价铬盐，从而达到解毒的目的。

所述六价铬盐为Na₂Cr0₄、CaCr0₄中的一种或多种，所述三价铬盐为Cr(OH)₃。

所述步骤2中，向密闭反应器中分别加入废氧化铁脱硫剂、铬渣，废氧化铁脱硫剂、铬渣在密闭反应器内进行反应；反应完成后，将密闭反应器内的物料取出，将取出的物料用作水泥添加剂或建材原料。

本发明首先将废氧化铁脱硫剂用水进行冲洗，采用该步骤可以使废氧化铁脱硫剂表面含有水溶液，避免废氧化铁脱硫剂中的FeS与空气接触，有效降低安全隐患。然后，再向密闭反应器中分别加入废氧化铁脱硫剂、铬渣，从而使废氧化铁脱硫剂、铬渣在密闭反应器内的密闭条件下进行反应。反应在常温常压条件下进行，铬渣中的CaO和废氧化铁脱硫剂中的FeS反应生成CaS、FeO，CaS与密闭反应器内的水和氧气反应生成硫酸钙，同时，废氧化铁脱硫剂中的硫酸亚铁与铬渣中的六价铬盐反应，将六价铬盐还原为三价铬盐，从而达到相互解毒的目的。由于废氧化铁脱硫剂用水进行冲洗，因而废氧化铁脱硫剂表面含有水溶液，这部分水溶液会参与CaS生成硫酸钙的反应，通常，水溶液的质量小于等于废氧化铁脱硫剂的35%，在此条件下，水溶液能够参与反应，且不产生污水，避免了二次污染。其中，六价铬盐可以为Na₂Cr0₄、CaCr0₄中的一种或多种，所述三价铬盐为Cr(OH)₃。

废氧化铁脱硫剂用水冲洗后，在保持废氧化铁脱硫剂表面有溶液的条件下（通常水溶液的质量小于等于废氧化铁脱硫剂质量的35%），对其进行粉碎，得粉碎后的废氧化铁脱硫剂，备用；将铬渣粉碎后，备用。将废氧化铁脱硫剂、铬渣进行粉碎，有利于加快反应的进行。当粉碎后的废氧化铁脱硫剂表面含有水溶液时，在步骤2中，可利用粉碎后的废氧化铁脱硫剂表面的水溶液参与混合反应。

待混合反应完成后，即密闭反应器中的反应完成后，将密闭反应器内的物料（即步骤2混合反应后得到的物料）取出，取出的物料中通常不含水，可直接用作水泥添加剂或建材原料，从而达到废物二次利用的目的。

本发明以废氧化铁脱硫剂和铬渣作为反应物，通过两者在密闭反应器中进行混合反应，反应过程安全可靠，易燃的FeS和六价铬不会溢出，从而避免了对人体的伤害，也不会对空气、水源造成污染。本发明的混合反应在常温常压下即可进行，无需消耗能源，具有低碳环保的特点，符合节能减排的要求，同时能大幅降低处理成本。本发明的混合反应速度快，转化率高，能够满足大规模处理废氧化铁脱硫剂和铬渣的要求，尤其对于处理铬渣具有重要意义。同时，本发明对废氧化铁脱硫剂中的FeS清除彻底，固硫效果好，对于铬渣的解毒也很彻底。本发明通过以废治废，有效解决了现有废氧化铁脱硫剂、铬渣处理中存在的运行成本高，投入大的问题，同时，本发明处理后的物料还可以用作水泥添加剂或建材原料，提高了本发明的附加价值。本发明很好地解决了废氧化铁脱硫剂和铬渣无害化处理的问题，具有工艺简单、操作方便、安全可靠、能耗低、无污染、投资小、运行经济可行等优点，且能够满足大量处理的要求，符合我国的节能环保政策，具有巨大的社会效益和经济效益，市场应用前景广阔。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

取2000kg铬渣，经测定：其中含有16.2kg铬酸钠、8.5kg氧化钙。将铬渣粉碎后，备用。

取1000kg用水清洗后的废氧化铁脱硫剂，经测定：其中含有92.5kg硫酸亚铁、8kg硫化亚铁。并且在保持废氧化铁脱硫剂表面有水溶液的条件下，对废氧化铁脱硫剂进行粉碎，备用。

向密闭反应器中加入废氧化铁脱硫剂，再将铬渣加入密闭反应器中，使废氧化铁脱硫剂、铬渣在密闭反应器内，在常温常压条件下进行反应。在该反应中，废氧化铁脱硫剂中的FeS反应，最终生成CaSO₄；废氧化铁脱硫剂中的硫酸亚铁与铬渣中的Na₂CrO₄反应，生成Cr(OH)₃，从而达到解毒的目的。

经测定：反应完成后，其中不含有FeS及六价铬离子。实验结果表明：本发明成功的解决了废氧化铁脱硫剂中的FeS及六价铬离子的处理问题。

反应完成后，将反应后的物料从密闭反应器中取出，将取出的物料用作水泥添加剂。

实施例2

取2000kg铬渣，经测定：其中含有8.1kg铬酸钠、7.8kg铬酸钙、9.5kg氧化钙。将铬渣粉碎后，备用。

取1000kg用水清洗后的废氧化铁脱硫剂，经测定：其中含有100.5kg硫酸亚铁、8.5kg硫化亚铁。并且在保持废氧化铁脱硫剂表面有水溶液的条件下，对废氧化铁脱硫剂进行粉碎，备用。

向密闭反应器中加入废氧化铁脱硫剂，再将铬渣加入密闭反应器中，使废氧化铁脱硫剂、铬渣在密闭反应器内，在常温常压条件下进行反应。在该反应中，废氧化铁脱硫剂中的FeS反应，最终生成CaSO₄；废氧化铁脱硫剂中的硫酸亚铁与铬渣中的Na₂CrO₄及CaCrO₄反应，生成Cr(OH)₃，从而达到解毒的目的。

反应完成后，将反应后的物料从密闭反应器中取出，将取出的物料用作建材原料。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤。

Claims

1.一种综合处理废氧化铁脱硫剂和铬渣的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）预处理：将废氧化铁脱硫剂用水冲洗后，备用；

2.根据权利要求1所述综合处理废氧化铁脱硫剂和铬渣的方法，其特征在于，所述步骤1中，废氧化铁脱硫剂用水冲洗后，在保持废氧化铁脱硫剂表面有溶液的条件下，对其进行粉碎，得粉碎后的废氧化铁脱硫剂，备用；将铬渣粉碎后，备用。

3.根据权利要求2所述综合处理废氧化铁脱硫剂和铬渣的方法，其特征在于，所述步骤2中，向密闭反应器中分别加入粉碎后的废氧化铁脱硫剂、粉碎后的铬渣，废氧化铁脱硫剂、铬渣在密闭反应器内进行反应；铬渣中的CaO和废氧化铁脱硫剂中的FeS反应生成CaS、FeO，CaS与密闭反应器内的水和氧气反应生成硫酸钙，同时，废氧化铁脱硫剂中的硫酸亚铁与铬渣中的六价铬盐反应，将六价铬盐还原为三价铬盐，从而达到解毒的目的。

4.根据权利要求1所述综合处理废氧化铁脱硫剂和铬渣的方法，其特征在于，所述步骤2中，向密闭反应器中分别加入废氧化铁脱硫剂、铬渣，废氧化铁脱硫剂、铬渣在密闭反应器内，在常温常压条件下进行反应；铬渣中的CaO和废氧化铁脱硫剂中的FeS反应生成CaS、FeO，CaS与密闭反应器内的水和氧气反应生成硫酸钙，同时，废氧化铁脱硫剂中的硫酸亚铁与铬渣中的六价铬盐反应，将六价铬盐还原为三价铬盐，从而达到解毒的目的。

5.根据权利要求1-4任一项所述综合处理废氧化铁脱硫剂和铬渣的方法，其特征在于，所述六价铬盐为Na₂Cr0₄、CaCr0₄中的一种或多种，所述三价铬盐为Cr(OH)₃。

6.根据权利要求1-4任一项所述综合处理废氧化铁脱硫剂和铬渣的方法，其特征在于，所述步骤2中，向密闭反应器中分别加入废氧化铁脱硫剂、铬渣，废氧化铁脱硫剂、铬渣在密闭反应器内进行反应；反应完成后，将密闭反应器内的物料取出，将取出的物料用作水泥添加剂或建材原料。

7.根据权利要求5所述综合处理废氧化铁脱硫剂和铬渣的方法，其特征在于，所述步骤2中，向密闭反应器中分别加入废氧化铁脱硫剂、铬渣，废氧化铁脱硫剂、铬渣在密闭反应器内进行反应；反应完成后，将密闭反应器内的物料取出，将取出的物料用作水泥添加剂或建材原料。