CN105570900A - 一种铬渣的解毒方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及固体废弃物处置领域，具体是涉及一种铬渣的解毒方法，包括以下步骤：在铬渣中加入添加剂，所述添加剂为(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4和NH4H2PO4中的一种或几种按任意重量比例组成的混合物，所述添加剂中P与铬渣中Cr物质的量之比为2-2.5；将添加剂和铬渣混合，然后经球磨机干磨1-2h；将经过球磨机干磨后的混合物料置于高温炉内高温处理，温度1000-1100℃，处理时间1-1.5h。本发明提供的一种铬渣的解毒方法，所得的铬渣完全能够达到国家固体危险废物浸出毒性鉴别标准，本发明较其他铬渣解毒方法具有解毒彻底、流程简单和反应快速的特点，是一种具有应用前景的铬渣解毒方法。

Description

一种铬渣的解毒方法
技术领域
本发明涉及固体废弃物处置领域，具体是涉及一种高温解毒铬渣的方法。
背景技术
铬渣是铬盐生产厂和铬铁厂在生产过程中排放的剧毒固体废渣。生产铬盐或金属铬时，将铬铁矿，白云石与纯碱等原料混匀并磨细后，送入回转窑中在1000-1200℃下进行焙烧，将三价铬氧化成六价铬，然后用水浸取后剩余的残渣即为铬渣。通常每生产1t金属铬会排放10t的铬渣。每生产1t铬盐会排放3-5t铬渣。由于我国是一个铬盐生产大国，因此铬渣的排放量也比较大，每年铬渣的排放量约为20万t，并且迄今堆存的铬渣已超过300万t。大量铬渣若不经过处理长期堆存，细小粉尘会随风飞散，对周围环境和水造成污染。若遭受雨雪侵淋，六价铬还会渗透至地下造成江河湖泊和地下水污染，进而危害环境和人类身体健康，由铬渣引起的事故近年来也时有发生，因此寻求有效的铬渣处置方法迫在眉急。
铬渣的毒性主要由于铬渣中存在着水溶性的六价铬，所以目前关于铬渣的解毒方法主要是针对六价铬而言。目前。主要的解毒方法有物理，化学和生物解毒法。物理解毒法是通过浸取剂将铬渣中残留的六价铬强化浸出，然而这种方法并没有改变铬渣中铬的价态且不能完全浸出其中的六价铬，所以仍然存在浸出的风险。最近几年，生物解毒法受到了越来越多的关注，其基本原理是通过驯化，筛选，诱变等技术得到能够还原六价铬的微生物，将这种微生物加入到铬渣中经过一段时间的解毒可达到无害化的目的。一般来说，生物解毒法对操作环境的要求较高，且解毒时间较长。化学解毒法是根据六价铬具有强氧化性，通过还原反应将其还原成低毒性的三价铬，这种由价态的转化达到铬渣解毒是目前最为主流的解毒方法。主要的还原法包括：酸性还原法，碱性还原法，高温碳还原法和烧结还原法等。目前应用较多主要是高温碳还原法，但是这种方法存在着还原条件要求严格、还原效率较低等问题。针对目前大多数技术存在的问题，本发明提供了一种简单有效的高温解毒方法，具有潜在的应用前景。
发明内容
本发明提供了一种铬渣的解毒方法，通过加入添加剂再经高温处理达到铬渣解毒的目的，具有流程简单，效果显著的特点。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种铬渣的解毒方法，包括以下步骤：
步骤1：在铬渣中加入添加剂，所述添加剂为(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4和NH4H2PO4中的一种或几种按任意重量比例组成的混合物，所述添加剂中P与铬渣中Cr物质的量之比为2-2.5；
步骤2：将添加剂和铬渣混合，然后经球磨机干磨1-2h；
步骤3：将经过球磨机干磨后的混合物料置于高温炉内高温处理，温度1000-1100℃，处理时间1-1.5h。
作为进一步优化，所述添加剂为(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4和NH4H2PO4组成的混合物，所述添加剂中P与铬渣中Cr物质的量之比为2.5。
作为进一步优化，所述添加剂为(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4和NH4H2PO4组成的混合物，所述添加剂中P与铬渣中Cr物质的量之比为2。
作为进一步优化，所述添加剂为(NH4)3PO4，所述添加剂中P与铬渣中Cr物质的量之比为2.5。
作为进一步优化，所述添加剂为(NH4)2HPO4，所述添加剂中P与铬渣中Cr物质的量之比为2.5。
作为进一步优化，所述高温炉为高温马弗炉。
本发明主要机理是：通常铬渣中的铬的存在形式是CaCrO4、Na2CrO4或K2CrO4等铬酸盐，通过加入本发明所提供的添加剂，在高温条件下添加剂中的磷酸盐可以夺取上述铬酸盐中的阳离子形成稳定的磷酸盐，从而导致铬酸根离子自行分解为三氧化二铬完成铬渣的解毒。本发明与通常的高温解毒方法原理是不同的，通常的高温解毒法是加入还原剂将六价铬在高温下还原，比如硫酸铁等或者是淀粉，麦秆等有机物因为在高温下热解产生的CO、H2等还原性气体。本发明提供的添加剂从化学性质上来说是没有还原性的，但是利用了六价铬在高温条件不稳定的性质，通过夺取铬酸盐中的阳离子，逼迫铬酸根离子为了保持体系的电中性而自动分解。这种方法具有反应效率高的优点，实验室结果表明还原效率99％以上。
本发明的有益效果：本发明提供的一种铬渣的解毒方法，反应速度快，能在1h内将铬渣中六价铬全部解毒；另外，解毒效果非常显著，加入添加剂n(P)/n(Cr)＝2.5，解毒时间1h，经解毒的铬渣完全达到国家危险固体废弃物排放要求。所述的添加剂组分简单，效果显著，不仅可以用于铬渣解毒，也可以用于生活垃圾焚烧飞灰熔融固化过程。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步描述，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
采用实验室模拟铬渣解毒过程，分析纯试剂Cr2O3和CaO组成的混合物料(n(Ca)/n(Cr)＝1)，采用球磨机混匀，混匀时间30min。混合物料经1000℃煅烧1h模拟铬铁矿钙化焙烧得到的孰料即为模拟铬渣。煅烧后的物料经浸出试验检测Cr(III)氧化率为16％，其浸出液中的六价铬远远超过国家标准危险废物鉴别标准，如下为本发明提供的铬渣解毒方法的具体实施例。
实施例1
根据本发明所提供的添加剂，选择添加剂的组分为m((NH4)3PO4)：m((NH4)2HPO4):m(NH4H2PO4)＝40:30:30，将添加剂与模拟铬渣经球磨机混匀10min，添加剂的添加量保证添加剂中P与铬渣中Cr物质的量之比n(P)/n(Cr(VI))＝2.5。混匀的物料经马弗炉高温处理1h，马弗炉的升温速度为5℃/min，处理温度为1000℃。采用《危险废物鉴别标准浸出-毒性鉴别》所提供的方法对铬渣中的六价铬进行浸出，结果显示浸出液中的六价铬浓度3.5mg/L，低于该标准规定的5mg/L，达到了解毒的要求。
实施例2
根据本发明所提供的添加剂，选择添加剂的组分为m((NH4)3PO4):m((NH4)2HPO4):m(NH4H2PO4)＝60:20:20，将添加剂与模拟铬渣经球磨机混匀10min，添加剂的添加量保证添加剂中P与铬渣中Cr物质的量之比n(P)/n(Cr(VI))＝2。混匀的物料经马弗炉高温处理1h，马弗炉的升温速度为5℃/min，处理温度为1000℃。采用《危险废物鉴别标准浸出-毒性鉴别》所提供的浸出方法对铬渣中六价铬进行毒性检测，结果显示浸出液中的六价铬浓度为4mg/L，低于该标准规定的5mg/L，达到了解毒的要求。
实施例3
根据本发明所提供的添加剂，选择添加剂的组分为(NH4)3PO4，将添加剂与模拟铬渣经球磨机混匀10min，添加剂的添加量保证添加剂中P与铬渣中Cr物质的量之比n(P)/n(Cr(VI))＝2.5。混匀的物料经马弗炉高温处理1.5h，马弗炉的升温速度为5℃/min，处理温度为1000℃。采用《危险废物鉴别标准浸出-毒性鉴别》所提供的浸出方法对铬渣中六价铬进行毒性检测，结果显示浸出液中的六价铬浓度为2mg/L，低于该标准规定的5mg/L，达到了解毒的要求。
实施例4
根据本发明所提供的添加剂，选择添加剂的组分为(NH4)2HPO4，将添加剂与模拟铬渣经球磨机混匀10min，添加剂的添加量保证添加剂中P与铬渣中Cr物质的量之比n(P)/n(Cr(VI))＝2.5。混匀的物料经马弗炉高温处理1.5h，马弗炉的升温速度为5℃/min，处理温度为1000℃。采用《危险废物鉴别标准浸出-毒性鉴别》所提供的浸出方法对铬渣中六价铬进行毒性检测，结果显示浸出液中的六价铬浓度为2.4mg/L，低于该标准规定的5mg/L，达到了解毒的要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和本发明的优点。尽管已经结合实施例性实施例详细描述了本发明的方法，但是本领域技术人员应该明白，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以对实施例进行修改。

Claims (5)

1.一种铬渣的解毒方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在铬渣中加入添加剂，所述添加剂为(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4和NH4H2PO4中的一种或几种按任意重量比例组成的混合物，所述添加剂中P与铬渣中Cr物质的量之比为2-2.5；
步骤2：将添加剂和铬渣混合，然后经球磨机干磨1-2h；
步骤3：将经过球磨机干磨后的混合物料置于高温炉内高温处理，温度1000-1100℃，处理时间1-1.5h。
2.根据权利要求1所述的一种铬渣的解毒方法，其特征在于：所述添加剂为(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4和NH4H2PO4组成的混合物，所述添加剂中P与铬渣中Cr物质的量之比为2.5。
3.根据权利要求1所述的一种铬渣的解毒方法，其特征在于：所述添加剂为(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4和NH4H2PO4组成的混合物，所述添加剂中P与铬渣中Cr物质的量之比为2。
4.根据权利要求1所述的一种铬渣的解毒方法，其特征在于：所述添加剂为(NH4)3PO4，所述添加剂中P与铬渣中Cr物质的量之比为2.5。
5.根据权利要求1所述的一种铬渣的解毒方法，其特征在于：所述添加剂为(NH4)2HPO4，所述添加剂中P与铬渣中Cr物质的量之比为2.5。
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