CN106145033A - 化工铬渣和冶金炉渣综合利用去除六价铬工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种化工铬渣和冶金炉渣综合利用去除六价铬工艺流程，将化工铬渣和冶金炉渣混合均匀，加入硫酸或盐酸，能同时处理化工铬渣和冶金炉渣，将化工铬渣中的六价铬全部还原成三价铬，并将铬渣和炉渣中的物质全部提取，直接制成系列化工产品。铬渣和炉渣处理量大，综合利用效果好，节能环保，无二次污染，无三废排放。经济效益环境效益俱佳。

Description

化工铬渣和冶金炉渣综合利用去除六价铬工艺
技术领域
本发明涉及一种化工铬渣和冶金炉渣综合利用去除六价铬工艺，属于工业固体废渣综合利用，从化工铬渣和冶金炉渣中提取物质直接生产出系列化工产品的技术领域，特别适用于铬盐企业产生的铬渣和冶金企业产生的炉渣处理。
背景技术
由于国际国内冶金行业和铬盐生产的迅猛发展，国内每年产生几千万吨的炉渣和60多万吨的化工铬渣，对人类和环境产生巨大的危害。国家已投入上佰亿的资金治理还没有取得好的效果。
1.原有的铬渣处理方法主要采用干法高温解毒和湿法解毒处理，这些方法都不能直接从铬渣中提取所有物质生产出系列产品。
(1).铬渣干法高温解毒处理方法：一种是采用立窑干法和转窑干法高温解毒处理，将铬渣经1300℃以上高温处理，将铬渣中的六价铬还原为三价铬，处理后的铬渣作为矿化剂按1％-3％的比例加入到水泥中生产水泥；另一种是将铬渣运到钢铁厂作为铬铁生产中的添加剂。该种铬渣干法高温解毒处理方法，投入大，耗能高，处理量少，综合利用效率低，资源浪费大。
(2).铬渣湿法解毒处理方法，采用加酸或碱处理铬渣，再加入还原剂将铬渣中的六价铬还原为三价铬，再加入碱生成Cr(OH)3沉淀，去除部分六价铬。
2.原有的铬铁冶炼炉渣处理方法基本上作为废弃物处理掉，只有极少数的企业用于制水泥砖。这样既占用场地和土地资源，也是对资源的极大浪费，不利于绿色环境发展的要求。
已公开的发明专利：“一种硫精矿解毒铬渣的方法”，专利号：200610000014.9，公开号：CN1792480.A，公开日：2006.06.28，该发明采用硫精矿与铬渣混合在高温炉中500-1000度解毒，设备投资大，耗能高，解毒不彻底，产生大量的气体、粉尘、废水、废渣等容易形成二次污染。
已公开的中国发明专利“碱解铬浸出渣处理工艺”，专利号：CN94110910.0，公开号：CN1110196，公开日：1995.10.18，该发明存在以下问题：
1.该工艺没有提取铬渣中的物质生产产品；
2.采用Na2CO3不能将铬渣中剧毒物CaCrO4溶出，处理后的铬渣中仍含有六价铬；
3.加入Na2S不能还原处理CaCrO4中的六价铬；
4.该工艺处理流程繁杂，成本高，达不到无害化处理铬渣的目的。
因此，目前采用的铬渣处理方法都是亏损运行，处理成本高，处理量少。国家对铬渣处理非常重视，虽然投入了数十亿元资金处理铬渣，目前全国仍遗留有上百万吨铬渣急需处理。铬盐企业每年新产生几十万吨的铬渣需要处理，企业、环保、政府迫切需要一种先进的实用的科学的铬渣处理方法，尽快解决铬渣的污染和危害。
发明内容
本发明的目的在于循环再利用，同时一次性处理化工铬渣和冶金炉渣，保护环境和资源，变废为宝，综合利用，创造出良好的经济效益和社会效益。
本发明的目的是通过如下措施达到：
1.一种化工铬渣和冶金炉渣综合利用去除六价铬工艺流程，其特征在于：将化工铬渣和冶金炉渣混合均匀，加入硫酸或盐酸，能同时处理化工铬渣和冶金炉渣，将化工铬渣中的六价铬全部还原成三价铬，并将铬渣和炉渣中的物质全部提取，直接制成系列化工产品。
2.根据权利要求1炉渣为：铬铁炉渣或锰铁炉渣或硅铁炉渣或钢铁炉渣，将化工铬渣和冶金炉渣分别磨成50目以上细粉，按铬渣与炉渣质量比为1∶1.2--5比例混合均匀，放入反应釜中，加足量的酸，酸与渣质量比为1.5-5∶1，能充分溶解铬渣和炉渣，充分搅拌2-5小时，溶液中亚铁离子将六价铬完全变为三价铬，并收集氢气得到氢气产品，待反应完全加入水使可溶性物质变为离子，混合溶液中的金属离子为：Cr3+、Fe3+、AI3+、Mg2+、Mn2+、Ca2+，沉淀物为：Cr2O3、SiO2。
3.根据权利要求2排出溶液，将沉淀物过滤、洗涤，得到Cr2O3、SiO2，再加入氢氟酸，使SiO2溶解制成SiF4产品，不溶物过滤、洗涤、干燥制得Cr2O3产品。
4.根据权利要求3滤液混合溶液(Cr3+、Fe3+、Mn2+、AI3+、Mg2+、Ca2+)中加入碱，使Fe3+完全生成Fe(OH)3，过滤，滤饼洗涤、干燥，得到产品Fe(OH)3。
5.根据权利要求4滤液为Cr3+、Mn2+、AI3+、Mg2+、Ca2+加入碱使全部沉淀为Cr(OH)3、AI(OH)3，排出溶液(Mn2+、Mg2+、Ca2+)，将沉淀物过滤、洗涤，干燥制得Cr(OH)3、AI(OH)3的混合物产品。
6.根据权利要求5滤液混合溶液中(Mn2+、Mg2+、Ca2+)加入Na2SO4或MgSO4，使Ca2+全部沉淀为CaSO4，排出溶液，将沉淀物过滤、洗涤，干燥制得产品CaSO4。
7.根据权利要求6.滤液中，加入碱使Mn2+完全生成Mn(OH)2析出，过滤，滤饼洗涤、干燥，得到产品Mn(OH)2。
8.根据权利要求7滤液中加入碱，使Mg2+全部沉淀为Mg(OH)2，排出溶液，将沉淀物过滤、洗涤，干燥制得产品Mg(OH)2，排出的滤液循环再利用。
9.根据权利要求5制得Cr(OH)3、AI(OH)3的混合物进一步分离提纯，加入碱使AI(OH)3完全溶解，过滤、洗涤、干燥得到Cr(OH)3产品，滤液中加入酸使已溶解的AI(OH)3又变为AI(OH)3完全沉淀析出，过滤、洗涤、干燥制得产品AI(OH)3。
10.根据权利要求9制得的产品Cr(OH)3、AI(OH)3分别经高温煅烧制得Cr2O3铬绿产品和三氧化铝产品。
具体实施方式
为完善该项发明技术，成为科技生产力。已于2014年08月06日对国内某铬盐企业及下属铬铁冶炼有限公司产生的化工铬渣和铬铁冶炼炉渣进行处理。
实施方式1
1.取200kg铬渣和400kg锰铁冶炼炉渣分别磨成200目细粉，放入5000立方反应釜中，加入1500kg硫酸，搅拌反应2.5小时，并收集氢气，分离，提纯制得氢气5.9kg。
2.将反应釜中混合物溶液过滤，得到滤液和滤渣。滤渣为三氧化二铬和二氧化硅，加入68％氢氟酸310kg反应，过滤，制得氟硅酸200kg，滤渣干燥制得三氧化二铬45kg。
3.将滤液放入反应釜中，加入30％氢氧化钠溶液调节PH值，使三价铁完全沉淀为氢氧化铁，过滤，滤饼洗涤干燥，制得产品氢氧化铁235kg。
4.将步骤3滤液用30％氢氧化钠溶液调节PH，生成氢氧化铬和氢氧化铝沉淀，过滤，得到滤液和滤饼。
5.将步骤4滤液中加入30％氢氧化钠溶液调节PH值，生成硫酸钙沉淀，过滤，制得硫酸钙158kg。
6.滤液中加入30％氢氧化钠溶液调节PH值，生成氢氧化锰沉淀，过滤，滤饼洗涤干燥，制得产品氢氧化锰145kg。
7.滤液中加入30％氢氧化钠溶液调节PH值，生成氢氧化镁沉淀，过滤，滤饼洗涤干燥，制得产品氢氧化镁173kg。
8.将步骤4制得的氢氧化铬和氢氧化铝中，加入30％氢氧化钠溶液调节PH值，使氢氧化铝完全溶解，过滤，滤饼洗涤干燥，制得产品氢氧化铬75kg。再将氢氧化铬放入高温炉中煅烧，制得产品三氧化二铬55kg。
9.将步骤8所得氢氧化铝溶液中加入硫酸，调节PH值使完全生成氢氧化铝沉淀析出。过滤洗涤干燥，制得产品氢氧化铝126kg。
实施方式2
1.取300kg铬渣和500kg铬铁冶炼炉渣分别磨成200目细粉，放入5000立方反应釜中，加入2100kg硫酸，搅拌反应3.5小时，并收集氢气，分离，提纯制得氢气9.2kg。
2.将反应釜中混合物溶液过滤，得到滤液和滤渣。滤渣为三氧化二铬和二氧化硅，加入68％氢氟酸450kg反应，过滤，制得氟硅酸310kg，滤渣干燥制得三氧化二铬76kg。
3.将滤液放入反应釜中，加入30％氢氧化钠溶液，调节PH值，使三价铁完全沉淀为氢氧化铁，过滤，滤饼洗涤干燥，制得产品氢氧化铁195kg。
4.将步骤3滤液用30％氢氧化钠溶液调节PH，生成氢氧化铬和氢氧化铝沉淀，过滤，得到滤液和滤饼。
5.将步骤4滤液中加入30％氢氧化钠溶液调节PH值，生成硫酸钙沉淀，过滤，制得硫酸钙150kg。
6.滤液中加入30％氢氧化钠溶液调节PH值，生成氢氧化镁沉淀，过滤，滤饼洗涤干燥，制得产品氢氧化镁184kg。
7.将步骤4制得的氢氧化铬和氢氧化铝中，加入30％氢氧化钠溶液调节PH值，使氢氧化铝完全溶解，过滤，滤饼洗涤干燥，制得产品氢氧化铬128kg。再将氢氧化铬放入高温炉中煅烧，制得产品三氧化二铬94kg。
8.将步骤7所得氢氧化铝溶液中加入硫酸，调节PH值使完全生成氢氧化铝沉淀析出。过滤洗涤干燥，制得产品氢氧化铝237kg。
结果表明：
1.铬渣和炉渣中所有物质被提取生产出系列化工产品，综合利用率96.0％(其中4％为灰粉)和97.8％(其中2.8％为灰粉)。
2.整个工艺处理流程无二次污染，处理后的废水循环再利用，无“三废”排放，环保、节能、清洁。
实践表明该项发明技术实用性强，市场需求广，能极大的推动循环经济发展，有良好的环境效益、经济效益和社会效益。

Claims (10)

1.一种化工铬渣和冶金炉渣综合利用去除六价铬工艺流程，其特征在于：将化工铬渣和冶金炉渣混合均匀，加入硫酸或盐酸，能同时处理化工铬渣和冶金炉渣，将化工铬渣中的六价铬全部还原成三价铬，并将铬渣和炉渣中的物质全部提取，直接制成系列化工产品。
2.根据权利要求1炉渣为：铬铁炉渣或锰铁炉渣或硅铁炉渣或钢铁炉渣，将化工铬渣和冶金炉渣分别磨成50目以上细粉，按铬渣与炉渣质量比为1∶1.2--5比例混合均匀，放入反应釜中，加足量的酸，酸与渣质量比为1.5-5∶1，能充分溶解铬渣和炉渣，充分搅拌2-5小时，溶液中亚铁离子将六价铬完全变为三价铬，并收集氢气得到氢气产品，待反应完全加入水使可溶性物质变为离子，混合溶液中的金属离子为：Cr3+、Fe3+、AI3+、Mg2+、Mn2+、Ca2+，沉淀物为：Cr2O3、SiO2。
3.根据权利要求2排出溶液，将沉淀物过滤、洗涤，得到Cr2O3、SiO2，再加入氢氟酸，使SiO2溶解制成SiF4产品，不溶物过滤、洗涤、干燥制得Cr2O3产品。
4.根据权利要求3滤液混合溶液(Cr3+、Fe3+、Mn2+、AI3+、Mg2+、Ca2+)中加入碱，使Fe3+完全生成Fe(OH)3，过滤，滤饼洗涤、干燥，得到产品Fe(OH)3。
5.根据权利要求4滤液为Cr3+、Mn2+、AI3+、Mg2+、Ca2+加入碱使全部沉淀为Cr(OH)3、AI(OH)3，排出溶液(Mn2+、Mg2+、Ca2+)，将沉淀物过滤、洗涤，干燥制得Cr(OH)3、AI(OH)3的混合物产品。
6.根据权利要求5滤液混合溶液中(Mn2+、Mg2+、Ca2+)加入Na2SO4或MgSO4，使Ca2+全部沉淀为CaSO4，排出溶液，将沉淀物过滤、洗涤，干燥制得产品CaSO4。
7.根据权利要求6.滤液中，加入碱使Mn2+完全生成Mn(OH)2析出，过滤，滤饼洗涤、干燥，得到产品Mn(OH)2。
8.根据权利要求7滤液中加入碱，使Mg2+全部沉淀为Mg(OH)2，排出溶液，将沉淀物过滤、洗涤，干燥制得产品Mg(OH)2，排出的滤液循环再利用。
9.根据权利要求5制得Cr(OH)3、AI(OH)3的混合物进一步分离提纯，加入碱使AI(OH)3完全溶解，过滤、洗涤、干燥得到Cr(OH)3产品，滤液中加入酸使已溶解的AI(OH)3又变为AI(OH)3完全沉淀析出，过滤、洗涤、干燥制得产品AI(OH)3。
10.根据权利要求9制得的产品Cr(OH)3、AI(OH)3分别经高温煅烧制得Cr2O3铬绿产品和三氧化铝产品。
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