專利名稱：一種鉻渣無害化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉻渣無害化處理方法，屬于環(huán)保工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鉻渣是鉻鹽工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的危險固體廢棄物，其內(nèi)含有對人類具有強毒的 六價鉻。鉻渣的無害化處理主要是將鉻渣中的六價鉻通過濕法(用硫酸鈉、硫酸亞鐵等還 原物質(zhì)將鉻渣中的六價鉻還原成三價鉻)或干法(鉻渣與煤粉混合，在高溫還原條件下將 鉻渣中的六價鉻還原成三價鉻)還原成水泥價鉻，還可以根據(jù)現(xiàn)有已經(jīng)公布的專利的方 案，和煤矸石一起利用高溫自養(yǎng)焙燒制作煤矸石全自養(yǎng)內(nèi)燃磚將鉻渣中的六價鉻還原成三 價鉻。在資源化方面主要是制作水泥、礦渣棉、以及冶金添加劑等。盡管鉻渣治理技術(shù)較多， 但由于各種方案不同程度的存在解毒不徹底、工藝復(fù)雜、處理成本高、處理量少等因素而未 能廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于鉻渣的處理現(xiàn)狀和煤矸石的特征，本發(fā)明提出了一種廢鉻渣低成本、高效率 的無害化和資源化處理方法，該方法結(jié)合鉻渣與煤粉混合高溫還原將鉻渣中的六價鉻還原 成三價水泥價鉻、鉻渣與煤矸石高溫自養(yǎng)焙燒制作煤矸石全自養(yǎng)內(nèi)燃磚的優(yōu)點，既避免鉻 渣與煤粉混合高溫還原方法的高成本、不能資源化的缺陷，又避免鉻渣與煤矸石高溫自養(yǎng) 焙燒制作煤矸石全自養(yǎng)內(nèi)燃磚過程中容易出現(xiàn)的還原不徹底、毒性降解不充分的缺陷。充 分利用類質(zhì)同像固化技術(shù)和高溫自養(yǎng)焙燒還原，實現(xiàn)廢鉻渣的無害化和資源化。處理后的 鉻渣中六價鉻可以穩(wěn)定存在，不會再還原為三價鉻。類質(zhì)同像是指物質(zhì)晶格中部分構(gòu)造位置被介質(zhì)中的其他質(zhì)點(原子、離子、分子 等)取代，只引起晶格常熟的微小變化，而晶格構(gòu)造類型、化學鍵類型保持不變的現(xiàn)象。當 兩種質(zhì)點電荷相同時，若半徑相差R=時，可以形成完全類質(zhì)同像；若R >40%，即使在高溫下也只能形成有限類質(zhì)同像，低溫下不能形成類質(zhì)同像。由于三價鉻的 半徑為6. 15nm,三價鋁的半徑為5. 35nm,兩者相差14. 95^15%,而且三價鉻和三價鋁化學 鍵類型相同，所帶電荷數(shù)相同(均+3)配位數(shù)為6時，配位多面體均為正八面體；正價離子 的晶體結(jié)構(gòu)都屬于立方晶系。因此，三價鉻與三價鋁可以實現(xiàn)完全類質(zhì)同像；而將煤矸石與 鉻渣混合自養(yǎng)焙燒時，煤矸石中Si02(50% -60% ), A1203(15% -30% )含量高，在自養(yǎng)焙 燒過程中易于活化，這樣更有利于三價鉻與三價鋁形成類質(zhì)同像。因此，還原形成的三價鉻 完全能以類質(zhì)同像的方式取代鋁硅酸鹽晶中三價鋁，形成性質(zhì)非常穩(wěn)定的含鉻鋁酸鹽或含 鉻鋁礦物，從而防止三價鉻在自然環(huán)境下再次氧化成六價鉻，從根本上消除六價鉻的危害。煤矸石是碳質(zhì)、泥質(zhì)和砂質(zhì)頁巖的混合物，發(fā)熱值低，含碳20% -30%，發(fā)熱量一 般為600-1500卡/克不等，發(fā)熱量變化大，不穩(wěn)定，對控制六價鉻向三價鉻的轉(zhuǎn)化率不利。 根據(jù)煤矸石的發(fā)熱量，在煤矸石中混合一定比例的煤粉，可以強化自養(yǎng)焙燒，避免因不同煤 矸石自身發(fā)熱量變化過大導(dǎo)致的還原不徹底、毒性降解不充分，具體實施中，要根據(jù)煤矸石的發(fā)熱量情況，選擇適當?shù)幕旌媳?，一般控制煤粉占煤矸石的重量比?% -20%之間。本發(fā)明公開了 一種鉻渣無害化和資源化處理方法，其特征在于，將鉻渣與含 有三價鋁和含碳的煤矸石、煤粉混合物混合并進行粉碎、陳化、成型、養(yǎng)護、干燥后，在 800-1200°C自養(yǎng)焙燒20-30小時，該溫度范圍既是鉻渣解毒的最佳溫度范圍，又是煤矸石 磚自養(yǎng)焙燒溫度范圍。煤矸石、煤粉混合物的充分發(fā)熱、強化焙燒可使鉻渣的毒性得到更充 分、更有效地降解。本發(fā)明所述含三價鋁和碳的物質(zhì)為煤矸石、煤粉混合物。優(yōu)選煤粉占煤矸石的重 量比5% -20%，優(yōu)選所述鉻渣占煤矸石、煤粉混合物的重量比為4. 0% -7. 0%。通常所述 鉻渣與煤矸石、煤粉混合物混合后在窯中焙燒最佳溫度為800-1200°C。鉻渣和煤矸石、煤粉混合物混合后，利用煤矸石、煤粉混合物中的炭的自身熱量將 鉻渣中六價鉻在高溫下充分還原成三價鉻，只要混合比率合適，鉻渣中六價鉻可全部轉(zhuǎn)化 為三價鉻，混合強化焙燒后可更加有效地降解六價鉻毒性，確保自養(yǎng)焙燒后的煤矸石磚能 夠安全地作為建筑材料使用。該處理方法低耗能，低成本，降解徹底。
具體實施例方式將鉻渣按平均重量百分比為5% (在實際操作中該比例變化范圍為4.0%-7.0%) 的比例加入到煤矸石、煤粉混合物中，煤粉占煤矸石的重量比選10 %，然后按照煤矸石磚的 產(chǎn)生制備程序進行粉碎、陳化、成型、養(yǎng)護、干燥，在窯中于溫度范圍800-1200°C自養(yǎng)焙燒 25小時。對自養(yǎng)焙燒后的煤矸石磚按照國家有關(guān)標準進行浸出毒性試驗，測定浸出液中六 價鉻含量低于l.:3mg/L，總鉻含量低于9mg/L，符合國家環(huán)境質(zhì)量標準。
權(quán)利要求
1.一種鉻渣的無害化處理方法，其特征在于，將鉻渣與含有三價鋁和碳的物質(zhì)混合后 在900-120(TC強化焙燒20-30小時，使鉻渣中六價鉻穩(wěn)定地還原為三價鉻，并進行資源化 利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，含有三價鋁和碳的物質(zhì)為煤矸石、煤粉混合物，經(jīng)該混合物強 化焙燒可使毒性降解更徹底。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，鉻渣占煤矸石、煤粉混合物的重量比為4.0% -7. 0%
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述，煤粉占煤矸石的重量百分比為5%_20%，實施中根據(jù)煤矸石 自身的發(fā)熱量情況確定合適的重量比。
全文摘要
一種鉻渣無害化處理方法，其主要內(nèi)容是將鉻渣與含有三價鋁和碳的煤矸石、煤粉混合物混合并進行粉碎、陳化、成型、養(yǎng)護、干燥后，在800-1200℃自養(yǎng)焙燒20-30小時，煤矸石、煤粉混合物的充分發(fā)熱、強化焙燒可使鉻渣的毒性得到更充分、更有效地降解，自養(yǎng)焙燒后的煤矸石磚能夠安全地作為建筑材料使用。
文檔編號B09B3/00GK102107205SQ20091022672
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者劉修建, 劉卓锫, 劉曉文, 孔祥勇 申請人:湖南布魯斯凱環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司