CN108213043B - 一种铬渣的综合处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于重金属污染处理技术领域,公开了一种铬渣的综合处理方法。将铬渣依次经粗碎、粉磨、筛分后,与水相加入到浆化设备中进行超声浆化,得到的浆料通过配有外加磁场的沉砂池,池底的沉渣收集备用,沉砂的浆液加酸消解,得到消解后的铬液和未溶的固体残渣;将沉渣与水相加入到压力设备中,通入CO2分压至0.1~1MPa,超声条件下进行碳酸化反应处理,过滤,得滤渣和滤液,滤渣用水洗涤,压滤后得脱毒渣。本发明利用充分的破碎粉磨和超声波的强化分散,在磁场的磁化作用下将原渣物相充分分离再分别处理,再利用超声波强化碳酸化反应,可达到降低后续固相处理负担、提高工艺整体处理效率的效果。
Description
技术领域
本发明属于重金属污染处理技术领域,具体涉及一种铬渣的综合处理方法。
背景技术
铬渣是铬盐生产浸滤工序产生的含铬废渣,由于其所含的六价铬具有强氧化和致癌性,对环境和人体健康危害极大。目前对铬渣的治理主要集中于无害化处理和综合利用两个方面。无害化处理(干法还原、湿法还原、固定化技术等)存在工艺复杂、处理成本高、解毒不彻底、二次污染等诸多问题。综合利用(烧结炼铁、旋风炉附烧、作水泥矿化剂、作绿色玻璃着色剂等)受到运输不便、所需投资大、处理量有限、安全隐患等诸多限制。同时,将铬从铬渣中分离回收也是铬渣治理的一个重要方向,其所采用的方法和技术主要为湿法冶金(碱浸、酸浸、盐浸、微生物等)与焙烧浸取(氧化焙烧浸取、氯化焙烧浸取等)。
专利CN102191390A采用盐酸或硫酸对铬渣进行酸浸,再将浸出的铬进行还原和沉淀,此法需要消耗大量的酸和碱。专利CN103159419A采用二氧化碳对铬渣进行加压加热碳酸化处理,再对处理渣进行多级浆洗,该法需要消耗大量的二氧化碳,能耗也较大。专利CN102210919A采用碳酸盐或酸式碳酸盐或二氧化碳对铬渣进行湿法球磨,再对处理渣进行多次水洗,此法需要消耗大量的反应剂。专利CN105347399A和CN105570900A分别采用硫酸铵和磷酸铵对铬渣进行加热焙烧,再将其中的铬浸出,此方法能耗较大。由以上实例可以看到,当前的分离回收技术还存在工艺复杂、处理成本高,或解毒效果差、解毒不彻底等问题,具有很大的改进和提升空间。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处,本发明的目的在于提供一种铬渣的综合处理方法。该方法处理成本低、见效快、解毒彻底、无二次污染,同时又可回收铬资源,提高铬资源的利用率,为脱毒渣的综合利用创造有利条件。
本发明目的通过以下技术方案实现:
一种铬渣的综合处理方法,包括以下步骤:
(1)将铬渣依次经粗碎、粉磨、筛分后,与水相加入到浆化设备中,机械搅拌及超声条件下进行超声浆化;
(2)将步骤(1)得到的浆料通过配有外加磁场的沉砂池,池底的沉渣收集备用,沉砂的浆液加酸消解,得到消解后的铬液和未溶的固体残渣;
(3)将步骤(2)得到的沉渣与水相加入到压力设备中,通入CO2分压至0.1~1MPa,超声条件下进行碳酸化反应处理,过滤,得滤渣和滤液;
(4)将步骤(3)得到的滤渣用水洗涤,压滤后得脱毒渣。
进一步地,步骤(1)中所述的铬渣是指铬盐生产过程中产生的主要成分为铁铝酸钙和氧化镁的铬渣。本发明所指“主要成分”是指总质量百分含量达到60%以上。
进一步地,步骤(1)中所述筛分后的铬渣与水相加入的固液比(质量比)为1:(3~10)。
进一步地,步骤(1)中所述超声浆化的超声功率为0.3~0.6W/cm2,浆化时间为0.5~2h。
进一步地,步骤(2)中所述外加磁场强度为1000~6000Oe;浆料通过的流速根据分离效果调整。
进一步地,步骤(2)所述加酸消解酸中的酸为常见的无机酸或有机酸,酸投加量为浆液中无絮状不溶物存在时的酸量;加酸消解后未溶的固体残渣收集后与本步骤的沉渣一起进入下步处理。
进一步地,步骤(2)中所述消解后的铬液回用至铬盐生产或制成铬盐产品。
进一步地,步骤(3)中所述沉渣与水相加入的固液比(质量比)为1:(3~10)。
进一步地,步骤(3)中所述超声的功率为0.3~0.6W/cm2,碳酸化反应处理的温度为25~60℃,时间为1~10h。
进一步地,步骤(3)所得滤液作为步骤(1)的水相。
进一步地,步骤(4)中所述洗涤和压滤后的液体作为步骤(3)的水相。
进一步地,步骤(4)所得脱毒渣用于烧结炼铁或作建材用料。
本发明的原理如下:
铬渣经过粗碎、粉磨、筛分并在水相中进行超声浆化,原渣中的水溶六价铬和携有大量六价铬的轻质絮状不溶物(氢氧化钙、氢氧化镁、水铝钙石等)从原渣主物相(铁铝酸钙、氧化镁)上脱离;分散液中作为主物相且具有弱磁性的重质颗粒,在重力和磁场的作用下,从液相中分离下来;絮状不溶物被常规酸解后释放出六价铬,分离的沉渣经过超声强化的碳酸化处理后,渣中的镁相等被消解、难水溶的六价铬被碳酸根同离子置换,高效释放出固相中残余的六价铬;反应渣再经洗涤后更加纯净、无毒。
本发明的方法具有如下优点及有益效果:
(1)本发明针对铬渣含有不同性质的物相的实际情况,利用充分的破碎粉磨和超声波的强化分散,在磁场的磁化作用下将原渣物相充分分离再分别处理,再利用超声波强化碳酸化反应,可达到降低后续固相处理负担、提高工艺整体处理效率的效果。
(2)本发明通过超声浆化和磁场磁化的预分离,可显著降低后期碳酸化反应二氧化碳的用量及碳酸化处理的负担。
(3)经本发明方法脱毒后的脱毒渣按照HJ/T 299-2007《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》制备的浸出液中总铬和六价铬的含量均低于GB18599-2001《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》中的限值。
附图说明
图1本发明实施例中一种铬渣的综合处理方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例的一种铬渣的综合处理方法,其工艺流程示意图如图1所示,具体步骤如下:
(1)将粗碎、粉磨、筛分后的铬渣7.0kg(铬盐生产过程中产生的主要成分为铁铝酸钙和氧化镁的铬渣,含铬5%,其中40%为六价铬)与21L步骤(3)碳酸化处理后的滤液打入浆化设备中超声浆化1h(超声功率为0.3W/cm2);
(2)将步骤(1)的浆料以一定流速通过外加磁场(磁场强度为4000Oe)的沉砂池,池底的沉渣收集备用,沉砂的浆液加入6mol/L盐酸2.2L消解,得到消解后的铬液和未溶的固体残渣,消解后的铬液回用至铬盐生产工段或制成铬盐产品,消解后未溶的固体残渣收集后与本步骤的沉渣一起进入下步处理;
(3)将沉渣(含水率10%)6.5kg与21L步骤(4)洗涤和压滤后的液体打入压力设备,通入CO2分压至0.8MPa,在30℃下超声碳酸化3h(超声功率为0.5W/cm2),压滤,得滤渣和滤液;
(4)步骤(3)得到的滤渣用21L水进行一次逆流洗涤,压滤后得脱毒的钙铁渣,所得脱毒渣可用于烧结炼铁或作建材用料。
本实施例得到的脱毒渣按照HJ/T 299-2007《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》制备的浸出液中总铬为6.35mg/L,六价铬为1.28mg/L,符合GB 18599-2001《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》中的要求。
实施例2
本实施例的一种铬渣的综合处理方法,其工艺流程示意图如图1所示,具体步骤如下:
(1)将粗碎、粉磨、筛分后的铬渣10kg(铬盐生产过程中产生的主要成分为铁铝酸钙和氧化镁的铬渣,含铬5%,其中40%为六价铬)与50L步骤(3)碳酸化处理后的滤液打入浆化设备中超声浆化1h(超声功率为0.3W/cm2);
(2)将步骤(1)的浆料以一定流速通过外加磁场(磁场强度为4000Oe)的沉砂池,池底的沉渣收集备用,沉砂的浆液加入6mol/L盐酸3.0L消解,得到消解后的铬液和未溶的固体残渣,消解后的铬液回用至铬盐生产工段或制成铬盐产品,消解后未溶的固体残渣收集后与本步骤的沉渣一起进入下步处理;
(3)将沉渣(含水率10%)9.5kg与50L步骤(4)洗涤和压滤后的液体打入压力设备,通入CO2分压至0.6MPa,在30℃下超声碳酸化5h(超声功率为0.3W/cm2),压滤,得滤渣和滤液;
(4)步骤(3)得到的滤渣用50L水进行一次逆流洗涤,压滤后得脱毒的钙铁渣,所得脱毒渣可用于烧结炼铁或作建材用料。
本实施例得到的脱毒渣按照HJ/T 299-2007《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》制备的浸出液中总铬为7.72mg/L,六价铬为1.96mg/L,符合GB 18599-2001《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》中的要求。
实施例3
本实施例的一种铬渣的综合处理方法,其工艺流程示意图如图1所示,具体步骤如下:
(1)将粗碎、粉磨、筛分后的铬渣15kg(铬盐生产过程中产生的主要成分为铁铝酸钙和氧化镁的铬渣,含铬5%,其中40%为六价铬)与75L步骤(3)碳酸化处理后的滤液打入浆化设备中超声浆化1h(超声功率为0.3W/cm2);
(2)将步骤(1)的浆料以一定流速通过外加磁场(磁场强度为4000Oe)的沉砂池,池底的沉渣收集备用,沉砂的浆液加入6mol/L盐酸4.5L消解,得到消解后的铬液和未溶的固体残渣,消解后的铬液回用至铬盐生产工段或制成铬盐产品,消解后未溶的固体残渣收集后与本步骤的沉渣一起进入下步处理;
(3)将沉渣(含水率10%)14kg与75L步骤(4)洗涤和压滤后的液体打入压力设备,通入CO2分压至0.4MPa,在60℃下超声碳酸化8h(超声功率为0.3W/cm2),压滤,得滤渣和滤液;
(4)步骤(3)得到的滤渣用75L水进行一次逆流洗涤,压滤后得脱毒的钙铁渣,所得脱毒渣可用于烧结炼铁或作建材用料。
本实施例得到的脱毒渣按照HJ/T 299-2007《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》制备的浸出液中总铬为8.60mg/L,六价铬为2.79mg/L,符合GB 18599-2001《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》中的要求。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种铬渣的综合处理方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将铬渣依次经粗碎、粉磨、筛分后,与水相加入到浆化设备中,机械搅拌及超声条件下进行超声浆化;
(2)将步骤(1)得到的浆料通过配有外加磁场的沉砂池,池底的沉渣收集备用,沉砂的浆液加酸消解,得到消解后的铬液和未溶的固体残渣;
(3)将步骤(2)得到的沉渣与水相加入到压力设备中,通入CO2分压至0.1~1MPa,超声条件下进行碳酸化反应处理,过滤,得滤渣和滤液;
(4)将步骤(3)得到的滤渣用水洗涤,压滤后得脱毒渣;
步骤(1)中所述的铬渣是指铬盐生产过程中产生的主要成分为铁铝酸钙和氧化镁的铬渣。
2.根据权利要求1所述的一种铬渣的综合处理方法,其特征在于:步骤(1)中所述筛分后的铬渣与水相加入的固液比为1:(3~10)。
3.根据权利要求1所述的一种铬渣的综合处理方法,其特征在于:步骤(1)中所述超声浆化的超声功率为0.3~0.6W/cm2,浆化时间为0.5~2h。
4.根据权利要求1所述的一种铬渣的综合处理方法,其特征在于:步骤(2)中所述外加磁场强度为1000~6000Oe。
5.根据权利要求1所述的一种铬渣的综合处理方法,其特征在于:步骤(2)所述加酸消解后未溶的固体残渣收集后与沉渣一起进入下步处理;所述消解后的铬液回用至铬盐生产或制成铬盐产品。
6.根据权利要求1所述的一种铬渣的综合处理方法,其特征在于:步骤(3)中所述沉渣与水相加入的固液比为1:(3~10)。
7.根据权利要求1所述的一种铬渣的综合处理方法,其特征在于:步骤(3)中所述超声的功率为0.3~0.6W/cm2,碳酸化反应处理的温度为25~60℃,时间为1~10h。
8.根据权利要求1所述的一种铬渣的综合处理方法,其特征在于:步骤(3)所得滤液作为步骤(1)的水相;步骤(4)中所述洗涤和压滤后的液体作为步骤(3)的水相。
9.根据权利要求1所述的一种铬渣的综合处理方法,其特征在于:步骤(4)所得脱毒渣用于烧结炼铁或作建材用料。
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