CN1065687A - 铬渣浸提冶炼解毒法 - Google Patents

Abstract

一种铬渣解毒处理综合利用的方法。本发明方 法是将铬盐生产中的有毒铬渣用水浸提出水溶性六 价铬及钠盐，浸提液用硝酸中和后，加入硝酸铅或醋 酸铅溶液制成中铬黄，或将浸提液回收，再返回原生 产过程制造铬盐。水浸后，含水不溶性六价铬的浸提 渣加入配料在烧结炉中烧成块状自熔性烧结铁，再在 铸铁炉或旋涡炉中高温熔融，还原解毒得到低铬铸 铁。本方法解毒彻底，工艺简化，投资少，处理渣量 大，无二次污染，环境效益好，经济效益显著。

Description

本发明涉及一种铬渣解毒处理综合利用的方法，特别涉及一种用水浸提铬渣冶炼解毒的方法。

中国专利申请号88104766.X公开了一种高温熔融铬渣解毒制水泥钾肥含铬铸铁的方法。此法虽然解毒彻底，但是由于铬渣中含钠盐较多（7～10%），直接冶炼含钠盐铬渣会使高炉产生炉瘤，破坏炉料强度，使炉料粉化，同时损坏炉衬、风口等，缩短高炉寿命。另外，该方法使利用价值较高的铬进入含铬铸铁，降低了铬渣处理的经济效益。“钒铬尾渣综合利用和除六价铬的研究（二）”〔《铁合金》，（4），26～30（1987）〕公开了另一种能彻底解毒的处理方法。该法采取降低炉渣碱度和生铁含硅量，调整高炉炉型结构，调整风速，控制风口温度，加强炉渣排碱能力等措施，能有效地控制钠盐的影响，但属消极办法。另外，该法同样存在上述方法的缺陷，降低了铬的使用价值。至于其它铬渣解毒处理方法，或解毒不彻底，或经济上不合算而难以工业化。

本发明的目的在于避免上述现有方法的不足之处而提供一种能将铬渣彻底解毒，又能综合利用铬渣中所含的铬，提高铬的使用价值的方法。

本发明的另一个目的是提供一种防止高炉损坏，冶炼低铬铸铁的方法。

为了达到上述目的，本发明采用的工艺流程（见附图）及操作方法是：将铬渣用机械破碎至颗粒度小于8mm，移入浸提器中，在常温常压下，注入浸提用水或铬盐生产废水，浸提出铬渣中的水溶性六价铬（铬酸钠）、钠盐以及其它水溶性化合物。浸提液从浸提器的出水口流出与铬渣分离。

用硝酸将浸提液中和至pH6.0～8.0，加入硝酸铅或醋酸铅溶液，使反应生成铬酸铅。

将铬酸铅洗净，用压滤机将铬酸铅滤出压干，置烘房内，在70～100℃下烘干，研磨至要求的颗粒度，便成中铬黄，制铬酸铅所产生的废水经处理后低于国家工业废水排放标准。

将浸提渣与颗粒度小于6mm的铁矿粉（含铁38～55%）、焦炭按浸提渣∶铁矿粉∶焦炭＝1∶1.0～2.4∶0.10～0.28（重量比）的比例混合，置吹风式或抽风式烧结炉中，引火后不断吹风或抽风，使炉温升至1300～1500℃，把混合的炉料烧成块状自溶性烧结铁，烧结过程中六价铬还原为稳定的三价铬化合物。

因铬渣中有大量SiO₂存在，故进一步有下列反应：

将颗粒度大于5mm，小于80mm的自熔性烧结铁、颗粒度小于6mm的铁渣料（含铁48～65%）和焦炭按烧结铁∶铁渣料∶焦炭∶石灰石＝1∶0.5～2.6∶0.1～1.5∶0.15～0.22（重量比）的比例混合，置于铸铁炉或旋涡炉中，在1350～1500℃下，经高温熔融，还原解毒，分层分离，得到低铬铸铁和无毒炉渣。其主要反应有：

实施例

将铬渣用破碎机破碎至颗粒度小于8mm，放入浸提器中。试验用浸提器为直径250mm，高2.5m用钢板制成的容器，上部有加料口，下部有出水口。每次浸提加入铬渣100Kg（干料），料层高度约2m。从加料口加入水温5～50℃的自来水或铬盐生产废水，流量约0.5l/min。水溶性六价铬、钠盐及其它水溶性化合物被溶出，含溶出物的浸提液从下部出水口流出。初期浸提液中水溶性六价铬浓度约85～87g/l，通水量至130～150l时浓度下降至1.8～2.0g/l，因含量低，不再浸提，即将浸提渣倒出，备用。以上过程重复进行32次，共用铬渣3200kg，水浸后得浸提渣2790kg（干料）。水浸前铬渣含水溶性六价铬2.94%，含Na₂CO₃11.18%，水浸后浸提渣含水溶性六价铬0.74%，含Na₂CO₃1.54%。水溶性六价铬的浸出率为74.83%，Na2CO₃的浸出率为86.23%，32次浸提共得浸提液4.64m³，浸提液的分析结果见表1。用30～40%

表1：

的硝酸将浸提液调至pH6.0～8.0，在不断搅拌下加入10～12%的硝酸铅溶液或醋酸铅溶液。按硝酸铅或醋酸铅与铬酸钠的克分子比为1∶0.99计算加入溶液量。反应结束后，静置，过滤，用澄清法将沉淀的铬酸铅洗净，最后用压滤机压滤，在70～100℃下烘干，得到含铬酸铅94.76%的中铬黄456kg。据计算，浸提液中的六价铬回收率为98.70%。

将上述制中铬黄的滤液及洗涤水排入废水池中，取废水清液分析：pH＝8.0，Pb²⁺约0.06ppm，Cr⁶⁺约23.6ppm。废水经过静置、澄清，滤出的中铬黄微粒沉淀物用硝酸溶解返回浸提液中再用。滤后的清液用硫酸酸化，加入硫酸亚铁，将Cr⁶⁺还原为Cr³⁺，再用石灰浆中和至pH＝8.0，使Cr³⁺及Fe³⁺转化为氢氧化物而沉淀。再次过滤，滤出的氢氧化物废渣烘干收集后，掺入浸提渣参加烧结炼铁。处理后的废水pH约7.8，Cr⁶⁺＜0.004ppm，pb²⁺约0.06ppm，低于国家规定的排放标准。

浸提渣中含Fe²⁺约6.63%，水溶性六价铬约0.74%，Na₂CO₃约1.54%。将浸提渣与铁矿粉（含铁38～55%）、焦炭按表2比例加入适量水混合后在吹风式烧结炉中烧结。吹风式烧结炉炉膛直径2m，炉膛上部高0.8m，炉周砌耐火砖，炉膛下部有炉条，炉身总高1.2m，炉子最大装料量2000kg，炉温约1300～1500℃。烧结试验重复八次，共用浸提渣2570kg，铁矿粉5225kg，焦炭535kg，产烧结铁6383kg。烧结铁的各组分百分含量的平均值如表3所示。

试验结果与冶金部标准YB421-64对照，产品中的TFe属三等，FeO属一级，S含量属次品，但都符合部标。

或者将上述浸提渣、铁矿粉、焦炭的混合物在抽风式烧结炉中烧结。抽风式烧结炉的炉膛直径1.0mm，炉身总高0.7m，中间有炉条，炉条下有直径0.25m的排风孔与抽风管相连，排风孔出口处设单旋涡收尘器，炉子最大装料量250kg，炉温最高升至1300～1500℃。烧结试验重复六次，结果见表4。六次试验共用浸提渣208.8Kg，铁矿粉470Kg，焦

炭55.3kg，得烧结铁591kg。烧结铁的各组分百分含量的平均值如表5所示。与冶金部标准YB421-64对照，产品符合部标，属三等一级品。

表5：

TFe	FeO	CaO	MgO	SiO2	Al2O3
						＊52.86	15.15	8.78	7.10	7.90	4.06
全Cr	水溶Cr6+		K	Na	S
						1.20	0.012		0.117	0.230	0.072

＊同表3注

从上述分析结果可以看出，无论用吹风式或抽风式烧结炉烧结，浸提渣中各种形态的铬在烧结过程中均转变为稳定的三价铬化合物。水溶性六价铬及钠的含量很低，且烧结成块，适于高炉冶炼及运输。

将制得的烧结铁破碎至颗粒度大于5mm，小于80mm，取1786kg，再加入铁渣料2984kg，焦炭1660kg，石灰石195kg，混合后用铸铁炉或旋涡炉在1350～1500℃下冶炼。各物料的化学成份见表6。

表6：

物料名称	各组分含量（％）
							Fe	Cr	CaO	MgO	SiO2	Al2O3
	烧结铁	54.46	1.20	9.00	11.59	9.00							5.38
铁渣料							65.25	0.014	13.78	4.26	6.71	5.94
	焦炭			1.66	0.41	7.75							7.30
石灰石									37.00	5.83	16.75	4.13

冶炼试验重复两次，得含低铬铸铁2407kg，冶炼炉渣2301kg，铸铁化学成份见表7。

表7：

成份	Fe	C	S	Si	P	Mn	Cr	Ti	Cu
										%	94.78	3.42	0.22	0.80	0.11	0.22	0.22	0.39	0.15

与生铁的国家标准GB718-65对照，基本符合要求。分析炉渣中含水溶性六价铬低于0.04ppm。本发明与现有技术相比见下表8。

表8：

附图  工艺流程图

Claims (3)

1、一种铬渣解毒处理综合利用的方法，其特征在于：

①.在5～50℃的温度下，用水或铬盐生产废水浸提铬渣；

②.用硝酸将水浸铬渣的浸提液调整为pH6.0～8.0，加入硝酸铅或醋酸铅溶液制备中铬黄，或将浸提液回收再返回原生产过程制造铬盐；

③.水浸铬渣后的浸提渣按浸提渣∶铁矿粉∶焦炭=1∶1.0～2.4∶0.10～0.28(重量比)的比例混合后，在烧结炉内，在1300～1500℃的温度下烧成自熔性烧结铁；

④.按自熔性烧结铁∶铁渣料∶焦炭∶石灰石=1∶0.5～2.6∶0.10～1.5∶0.15～0.22(重量比)的比例混合后，置于铸铁炉或旋涡炉内，在1350～1500℃下，经高温熔融，还原解毒，分层分离，得到低铬铸铁和无毒炉渣。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于硝酸的浓度为30～40%。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于硝酸铅或醋酸铅溶液的浓度为10～12%。

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