專利名稱：一種鉻渣無(wú)害資源化利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及固體廢棄物的處理利用，具體涉及一種鉻渣無(wú)害資源化利用方法。
背景技術(shù)：
鉻鹽是經(jīng)濟(jì)建設(shè)中不可缺少的重要原料，鉻渣是鉻鹽生產(chǎn)過(guò)程中的主要副產(chǎn)品，其主要的化學(xué)成分為MgO，Al2O3，SiO2，F(xiàn)e2O3和Cr2O3。此外，鉻渣中還含有相當(dāng)含量的Cr6+鉻化合物。如果折算成Cr6+，其含量在幾百～幾千ppm之間，有時(shí)甚至高達(dá)幾萬(wàn)ppm。Cr6+是強(qiáng)致癌物質(zhì)，是造成環(huán)境污染的主要原因，為此，國(guó)家對(duì)含Cr6+工業(yè)廢棄物制定了嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，一般要求在5ppm以下。
為減少鉻渣對(duì)環(huán)境造成的污染，我國(guó)對(duì)鉻渣的無(wú)害化處理做了大量的研究和開發(fā)工作。
目前主要的處理方法有(1)酸性還原法將鉻渣調(diào)至酸性，然后加入亞硫酸鈉和硫酸亞鐵等還原劑，在液固兩相狀態(tài)將Cr6+還原成Cr3+；(2)堿性還原法在鉻渣中加入硫化鈉和硫氫化鈉直接還原Cr6+；(3)碳還原法用碳作還原劑，在還原性氣氛中加熱至1000℃左右把有毒的Cr6+還原成無(wú)毒的Cr3+；(4)燒結(jié)礦法以鐵精礦和鉻渣作原料生產(chǎn)燒結(jié)礦，燒結(jié)礦在高爐的還原過(guò)程中使鉻渣解毒；(5)濕式還原法利用碳酸鈉溶液處理濕磨后的鉻渣，使其中的酸溶性鉻酸鈣與鉻鋁酸鈣轉(zhuǎn)化為水溶性鉻酸鈉而被浸出，回收鉻酸鈉產(chǎn)品。余渣再用硫化鈉溶液處理，使剩余的Cr6+還原為Cr3+，加入硫酸中和，并用硫酸亞鐵固定過(guò)量的S。
上述各方法雖然可以進(jìn)行鉻渣無(wú)害化處理，但存在著明顯的缺點(diǎn)，鉻鹽行業(yè)的污染狀況尚未得到根本解決。主要問(wèn)題如下(1)處理方法繁瑣，同時(shí)要消耗大量其他的化合物進(jìn)行離子交換，因此，處理成本太高。例如，方法(1)、方法(2)和方法(5)；(2)需要加熱，不但增加成本，而且需要特殊的加熱設(shè)備；
(3)處理量少，不能滿足國(guó)家對(duì)于廢渣無(wú)害化處理的要求。例如，方法(4)生產(chǎn)燒結(jié)礦時(shí)，一般只能加入10％左右的鉻渣。
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展水平的不斷提高，國(guó)家對(duì)鉻渣無(wú)害化處理目益重視。國(guó)家發(fā)改委會(huì)同國(guó)家環(huán)保總局著手制訂關(guān)于鉻渣污染防治方案，以期在2008年年底前實(shí)現(xiàn)鉻渣無(wú)害化處理，在2010年年底前實(shí)現(xiàn)鉻化合物的清潔生產(chǎn)，在2012年基本完成鉻渣污染場(chǎng)地的治理和恢復(fù)工作，為人民的身體健康和環(huán)境安全提供保障?，F(xiàn)有的鉻鹽生產(chǎn)企業(yè)，在2005年年底前，應(yīng)實(shí)現(xiàn)新渣全部解毒處理或綜合利用。對(duì)已堆存的鉻渣，在2005年年底前，完成重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有堆存鉻渣的處理；2006年年底前，完成所有10萬(wàn)噸以內(nèi)的原有堆存鉻渣的處置；2008年年底前，完成所有鉻化合物企業(yè)歷年堆存鉻渣的無(wú)害化處理，徹底清除原有鉻渣的污染源。
因此，開發(fā)可以大量鉻渣無(wú)害化處理的新技術(shù)和新工藝已經(jīng)十分必要。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有鉻渣處理技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種鉻渣無(wú)害資源化利用方法。
本發(fā)明方法在鉻渣中添加一定量的輕燒氧化鎂，混合后，用壓球機(jī)壓制成為球體，作為轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐用耐火材料使用。加入的鉻渣量可占10～60％采用的輕燒氧化鎂MgO含量為40～90％，體積密度1.8～2.4g/cm3，粒度≤125μm。鉻渣來(lái)源于鉻鹽(鉻酸酐、重鉻酸銨、重鉻酸鈉、重鉻酸鉀、鉻酸銨、硝酸鉻、堿式硫酸鉻、氫氧化鉻、硫酸鉻鉀等)生產(chǎn)的副產(chǎn)品，主要化學(xué)組成(重量)為MgO48～56％，Al2O310～13％，SiO28～12％，F(xiàn)e2O33～5％，Cr2O34～6％，其它成分14～21％。
1、首先將鉻渣粉碎成粒度小于1mm的粉體。向鉻渣粉體中添加輕燒氧化鎂，比例以重量百分比計(jì)，鉻渣10～60％，輕燒氧化鎂40～90％，將混合原料利用攪拌機(jī)混勻。
2、采用壓球機(jī)，于50～200MPa的壓力條件下，將混合物壓制成直徑為20～80mm的球體。
3、將混合物球體作為轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐用耐火材料使用。具體方法是將上述球體護(hù)爐材料在轉(zhuǎn)爐出鋼后投入轉(zhuǎn)爐內(nèi)，投加量根據(jù)轉(zhuǎn)爐容量的大小而定，一般為500～4000kg。利用氧槍吹出的氮?dú)饣蚩諝鈱⒆o(hù)爐材料和預(yù)留在轉(zhuǎn)爐內(nèi)的爐渣充分?jǐn)嚢?，然后噴濺到轉(zhuǎn)爐的爐壁四周，作為下一爐冶煉用耐火材料使用。
在轉(zhuǎn)爐冶煉條件下(大于1600℃、CO氣氛下)，黏結(jié)在轉(zhuǎn)爐爐壁或進(jìn)入爐渣中的Cr8+被還原為Cr3+或金屬鉻，達(dá)到無(wú)害化的目的。另外，被還原的金屬鉻如果進(jìn)入鋼液中，還會(huì)成為鋼中的有益元素。
采用本發(fā)明方法可以進(jìn)行大量鉻渣的無(wú)害化處理經(jīng)處理利用后鉻渣中Cr6+含量≤2ppm，可以對(duì)鉻渣實(shí)現(xiàn)資源化綜合利用。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1利用鉻渣生產(chǎn)濺渣護(hù)爐用耐火材料，采用的輕燒氧化鎂MgO含量為80％，體積密度2.1g/cm3，粒度125μm；使用的鉻渣為鉻鹽生產(chǎn)的副產(chǎn)品，其主要化學(xué)組成(重量)為MgO56％，Al2O312％，SiO28％，F(xiàn)e2O33％，Cr2O34％，其它成分17％。分析其中的Cr6+鉻含量為3400ppm。
1、首先將鉻渣粉碎成粒度為0.5mm的粉體。向鉻渣粉體中添加輕燒氧化鎂，比例以重量百分比計(jì)，鉻渣40％，輕燒氧化鎂60％，將混合原料利用攪拌機(jī)混勻。
2、采用壓球機(jī)，于120MPa的壓力條件下，將混合物壓制成直徑為50mm的球體。
3、將混合物球體作為轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐用耐火材料使用。將上述球體護(hù)爐材料在轉(zhuǎn)爐出鋼后投入到轉(zhuǎn)爐內(nèi)，投加量為2000kg。利用氧槍吹出的空氣將護(hù)爐材料和預(yù)留在轉(zhuǎn)爐內(nèi)的爐渣充分?jǐn)嚢?，然后噴濺到轉(zhuǎn)爐的爐壁四周，作為下一爐冶煉用耐火材料使用。進(jìn)行下一爐冶煉后，取轉(zhuǎn)爐渣化驗(yàn)其中的Cr6+含量為2ppm。
轉(zhuǎn)爐的公稱容量120噸，冶煉溫度1670℃，爐內(nèi)壓力1atm，氣氛CO1atm，鋼種Q235。黏結(jié)在轉(zhuǎn)爐爐壁或進(jìn)入爐渣中的Cr6+被還原為Cr3+或金屬鉻，達(dá)到無(wú)害化的目的。
實(shí)施例2利用鉻渣生產(chǎn)濺渣護(hù)爐用耐火材料，采用的輕燒氧化鎂MgO含量為90％，體積密度1.8g/cm3，粒度80μm；使用的鉻渣為鉻鹽生產(chǎn)的副產(chǎn)品，其主要化學(xué)組成(重量)為MgO51％，Al2O313％，SiO212％，F(xiàn)e2O34％，Cr2O36％，其它成分14％。分析其中的Cr6+鉻含量為4700ppm。
1、首先將鉻渣粉碎成粒度為0.2mm的粉體。向鉻渣粉體中添加輕燒氧化鎂，比例以重量百分比計(jì)，鉻渣60％，輕燒氧化鎂40％，將混合原料利用攪拌機(jī)混勻。
2、采用壓球機(jī)，于200MPa的壓力條件下，將混合物壓制成直徑為80mm的球體。
3、將混合物球體作為轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐用耐火材料使用。將上述球體護(hù)爐材料在200噸轉(zhuǎn)爐出鋼后投入轉(zhuǎn)爐內(nèi)，投加量為4000kg。利用氧槍吹出的空氣將護(hù)爐材料和預(yù)留在轉(zhuǎn)爐內(nèi)的爐渣充分?jǐn)嚢?，然后噴濺到轉(zhuǎn)爐的爐壁四周，作為下一爐冶煉用耐火材料使用。進(jìn)行下一爐冶煉后，取轉(zhuǎn)爐渣化驗(yàn)其中的Cr6+含量為1.2ppm。
轉(zhuǎn)爐容量200噸，冶煉溫度1670℃，爐內(nèi)壓力1atm，氣氛CO1atm，鋼種Q235。黏結(jié)在轉(zhuǎn)爐爐壁或進(jìn)入爐渣中的Cr6+被還原為Cr3+或金屬鉻，達(dá)到無(wú)害化的目的。
實(shí)施例3利用鉻渣生產(chǎn)濺渣護(hù)爐用耐火材料，采用的輕燒氧化鎂MgO含量為70％，體積密度2.4g/cm3，粒度120μm；使用的鉻渣為鉻鹽生產(chǎn)的副產(chǎn)品，其主要化學(xué)組成(重量)為MgO48％，Al2O310％，SiO211％，F(xiàn)e2O35％，Cr2O35％，其它成分21％。分析其中的Cr6+鉻含量為4500ppm。
1、首先將鉻渣粉碎成粒度為0.8mm的粉體。向鉻渣粉體中添加輕燒氧化鎂，比例以重量百分比計(jì)，鉻渣10％，輕燒氧化鎂90％，將混合原料利用攪拌機(jī)混勻。
2、采用壓球機(jī)，于50MPa的壓力條件下，將混合物壓制成直徑為20mm的球體。
3、將混合物球體作為轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐用耐火材料使用。將上述球體護(hù)爐材料在80噸轉(zhuǎn)爐出鋼后投入轉(zhuǎn)爐內(nèi)，投加量為500kg。利用氧槍吹出的氮?dú)鈱⒆o(hù)爐材料和預(yù)留在轉(zhuǎn)爐內(nèi)的爐渣充分?jǐn)嚢?，然后噴濺到轉(zhuǎn)爐的爐壁四周，作為下一爐冶煉用耐火材料使用。進(jìn)行下一爐冶煉后，取轉(zhuǎn)爐渣化驗(yàn)其中的Cr6+含量為0.9ppm。
轉(zhuǎn)爐容量80噸，冶煉溫度1670℃，爐內(nèi)壓力1atm，氣氛CO1atm，鋼種Q235。黏結(jié)在轉(zhuǎn)爐爐壁或進(jìn)入爐渣中的Cr6+被還原為Cr3+或金屬鉻，達(dá)到無(wú)害化的目的。
權(quán)利要求
1.一種鉻渣無(wú)害資源化利用方法，其特征在于在鉻渣中添加輕燒氧化鎂混合后，用壓球機(jī)壓制成為球體，作為轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐用耐火材料使用，具體步驟如下(1)首先將鉻渣粉碎成粒度小于1mm的粉體，向鉻渣粉體中添加輕燒氧化鎂，比例以重量百分比計(jì)，鉻渣10～60％，輕燒氧化鎂40～90％，將混合原料利用攪拌機(jī)混勻；(2)采用壓球機(jī)，于50～200MPa的壓力條件下，將混合物壓制成直徑為20～80mm的球體；(3)將混合物球體作為轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐用耐火材料使用。
2.按照權(quán)利要求1所述的鉻渣無(wú)害資源化利用方法，其特征在于將混合物球體作為轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐用耐火材料使用時(shí)，將球體護(hù)爐材料在轉(zhuǎn)爐出鋼后投入轉(zhuǎn)爐內(nèi)，投加量為500～4000kg，利用氧槍吹出的氮?dú)饣蚩諝鈱⒆o(hù)爐材料和預(yù)留在轉(zhuǎn)爐內(nèi)的爐渣充分?jǐn)嚢瑁缓髧姙R到轉(zhuǎn)爐的爐壁四周，作為下一爐冶煉用耐火材料使用。
3.按照權(quán)利要求1所述的鉻渣無(wú)害資源化利用方法，其特征在于采用的輕燒氧化鎂MgO含量為70～90％，體積密度1.8～2.4g/cm3，粒度≤125μm。
4.按照權(quán)利要求2所述的鉻渣無(wú)害資源化利用方法，其特征在于冶煉結(jié)束后，轉(zhuǎn)爐渣中的Cr6+含量≤2ppm。
全文摘要
一種鉻渣無(wú)害資源化利用方法，在鉻渣中添加一定量的輕燒氧化鎂，比例以重量百分比計(jì)，鉻渣10～60％，輕燒氧化鎂40～90％，混合后，用壓球機(jī)壓制成為球體，作為轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐用耐火材料使用。在轉(zhuǎn)爐冶煉條件下(大于1600℃、CO氣氛下)，黏結(jié)在轉(zhuǎn)爐爐壁或進(jìn)入爐渣中的Cr
文檔編號(hào)B09B3/00GK1807664SQ20061004583
公開日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2006年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月14日
發(fā)明者于景坤, 朱強(qiáng) 申請(qǐng)人:東北大學(xué)