一種鉻渣的解毒方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及固體廢棄物處置領(lǐng)域，具體是涉及一種高溫解毒鉻渣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉻渣是鉻鹽生產(chǎn)廠和鉻鐵廠在生產(chǎn)過程中排放的劇毒固體廢渣。生產(chǎn)鉻鹽或金屬鉻時，將鉻鐵礦，白云石與純堿等原料混勻并磨細(xì)后，送入回轉(zhuǎn)窯中在1000-12000C下進(jìn)行焙燒，將三價鉻氧化成六價鉻，然后用水浸取后剩余的殘渣即為鉻渣。通常每生產(chǎn)It金屬鉻會排放1t的鉻渣。每生產(chǎn)It鉻鹽會排放3_5t鉻渣。由于我國是一個鉻鹽生產(chǎn)大國，因此鉻渣的排放量也比較大，每年鉻渣的排放量約為20萬t，并且迄今堆存的鉻渣已超過300萬t。大量鉻渣若不經(jīng)過處理長期堆存，細(xì)小粉塵會隨風(fēng)飛散，對周圍環(huán)境和水造成污染。若遭受雨雪侵淋，六價鉻還會滲透至地下造成江河湖泊和地下水污染，進(jìn)而危害環(huán)境和人類身體健康，由鉻渣引起的事故近年來也時有發(fā)生，因此尋求有效的鉻渣處置方法迫在眉急。
[0003]鉻渣的毒性主要由于鉻渣中存在著水溶性的六價鉻，所以目前關(guān)于鉻渣的解毒方法主要是針對六價鉻而言。目前。主要的解毒方法有物理，化學(xué)和生物解毒法。物理解毒法是通過浸取劑將鉻渣中殘留的六價鉻強(qiáng)化浸出，然而這種方法并沒有改變鉻渣中鉻的價態(tài)且不能完全浸出其中的六價鉻，所以仍然存在浸出的風(fēng)險。最近幾年，生物解毒法受到了越來越多的關(guān)注，其基本原理是通過馴化，篩選，誘變等技術(shù)得到能夠還原六價鉻的微生物，將這種微生物加入到鉻渣中經(jīng)過一段時間的解毒可達(dá)到無害化的目的。一般來說，生物解毒法對操作環(huán)境的要求較高，且解毒時間較長?；瘜W(xué)解毒法是根據(jù)六價鉻具有強(qiáng)氧化性，通過還原反應(yīng)將其還原成低毒性的三價鉻，這種由價態(tài)的轉(zhuǎn)化達(dá)到鉻渣解毒是目前最為主流的解毒方法。主要的還原法包括:酸性還原法，堿性還原法，高溫碳還原法和燒結(jié)還原法等。目前應(yīng)用較多主要是高溫碳還原法，但是這種方法存在著還原條件要求嚴(yán)格、還原效率較低等問題。針對目前大多數(shù)技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種簡單有效的高溫解毒方法，具有潛在的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種鉻渣的解毒方法，通過加入添加劑再經(jīng)高溫處理達(dá)到鉻渣解毒的目的，具有流程簡單，效果顯著的特點(diǎn)。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
[0006]—種鉻渣的解毒方法，包括以下步驟:
[0007]步驟1:在鉻渣中加入添加劑，所述添加劑為(冊4)3?04、(冊4)2即04和冊41^04中的一種或幾種按任意重量比例組成的混合物，所述添加劑中P與鉻渣中Cr物質(zhì)的量之比為2-2.5；
[0008]步驟2:將添加劑和鉻渣混合，然后經(jīng)球磨機(jī)干磨l_2h;
[0009]步驟3:將經(jīng)過球磨機(jī)干磨后的混合物料置于高溫爐內(nèi)高溫處理，溫度1000-1100°C，處理時間l_1.5h。
[0010]作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述添加劑為(順4) 3P04 ^ (NH4) 2ΗΡ04和ΝΗ4Η2Ρ04組成的混合物，所述添加劑中P與鉻渣中Cr物質(zhì)的量之比為2.5。
[0011 ] 作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述添加劑為(ΝΗ4)3Ρ04、(ΝΗ4)2ΗΡ04和ΝΗ4Η2Ρ04組成的混合物，所述添加劑中P與鉻渣中Cr物質(zhì)的量之比為2。
[0012]作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述添加劑為(ΝΗ4)3Ρ04，所述添加劑中P與鉻渣中Cr物質(zhì)的量之比為2.5。
[0013]作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述添加劑為(ΝΗ4)2ΗΡ04，所述添加劑中P與鉻渣中Cr物質(zhì)的量之比為2.5。
[0014]作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述高溫爐為高溫馬弗爐。
[0015]本發(fā)明主要機(jī)理是:通常鉻渣中的鉻的存在形式是CaCr04、Na2Cr04或K2CrO4等鉻酸鹽，通過加入本發(fā)明所提供的添加劑，在高溫條件下添加劑中的磷酸鹽可以奪取上述鉻酸鹽中的陽離子形成穩(wěn)定的磷酸鹽，從而導(dǎo)致鉻酸根離子自行分解為三氧化二鉻完成鉻渣的解毒。本發(fā)明與通常的高溫解毒方法原理是不同的，通常的高溫解毒法是加入還原劑將六價鉻在高溫下還原，比如硫酸鐵等或者是淀粉，麥桿等有機(jī)物因為在高溫下熱解產(chǎn)生的CO、H2等還原性氣體。本發(fā)明提供的添加劑從化學(xué)性質(zhì)上來說是沒有還原性的，但是利用了六價鉻在高溫條件不穩(wěn)定的性質(zhì)，通過奪取鉻酸鹽中的陽離子，逼迫鉻酸根離子為了保持體系的電中性而自動分解。這種方法具有反應(yīng)效率高的優(yōu)點(diǎn)，實驗室結(jié)果表明還原效率99%以上。
[0016]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的一種鉻渣的解毒方法，反應(yīng)速度快，能在Ih內(nèi)將鉻渣中六價鉻全部解毒;另外，解毒效果非常顯著，加入添加劑n(P)/n(Cr)=2.5，解毒時間lh，經(jīng)解毒的鉻渣完全達(dá)到國家危險固體廢棄物排放要求。所述的添加劑組分簡單，效果顯著，不僅可以用于鉻渣解毒，也可以用于生活垃圾焚燒飛灰熔融固化過程。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，以下實施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進(jìn)一步限定。
[0018]采用實驗室模擬鉻渣解毒過程，分析純試劑Cr2O3和CaO組成的混合物料(n(Ca)/n(Cr) = I)，采用球磨機(jī)混勻，混勻時間30min?；旌衔锪辖?jīng)1000°C煅燒Ih模擬鉻鐵礦鈣化焙燒得到的孰料即為模擬鉻渣。煅燒后的物料經(jīng)浸出試驗檢測Cr(III)氧化率為16%，其浸出液中的六價鉻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國家標(biāo)準(zhǔn)危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)，如下為本發(fā)明提供的鉻渣解毒方法的具體實施例。
[0019]實施例1
[0020]根據(jù)本發(fā)明所提供的添加劑，選擇添加劑的組分為m( (NH4)3PO4):m( (NH4)2HPO4):m(NH4H2PO4) =40:30:30，將添加劑與模擬鉻渣經(jīng)球磨機(jī)混勻1min，添加劑的添加量保證添加劑中P與鉻渣中Cr物質(zhì)的量之比n(P)/n(Cr(VI)) = 2.5?；靹虻奈锪辖?jīng)馬弗爐高溫處理lh，馬弗爐的升溫速度為5°C/min，處理溫度為1000°C。采用《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出-毒性鑒別》所提供的方法對鉻渣中的六價鉻進(jìn)行浸出，結(jié)果顯示浸出液中的六價鉻濃度3.5mg/L，低于該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的5mg/L，達(dá)到了解毒的要求。
[0021]實施例2
[0022]根據(jù)本發(fā)明所提供的添加劑，選擇添加劑的組分為m((NH4)3PO4):m( (NH4)2HPO4):m(ΝΗ4Η2Ρ04)=60:20: 20，將添加劑與模擬鉻渣經(jīng)球磨機(jī)混勻1min，添加劑的添加量保證添加劑中？與鉻渣中0物質(zhì)的量之比11(?)/11((>(￥1)) = 2?；靹虻奈锪辖?jīng)馬弗爐高溫處理111，馬弗爐的升溫速度為5°C/min，處理溫度為1000°C。采用《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出-毒性鑒另O》所提供的浸出方法對鉻渣中六價鉻進(jìn)行毒性檢測，結(jié)果顯示浸出液中的六價鉻濃度為4mg/L，低于該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的5mg/L，達(dá)到了解毒的要求。
[0023]實施例3
[0024]根據(jù)本發(fā)明所提供的添加劑，選擇添加劑的組分為(NH4)3PO4,將添加劑與模擬鉻渣經(jīng)球磨機(jī)混勻1min，添加劑的添加量保證添加劑中P與鉻渣中Cr物質(zhì)的量之比n(P)/n(Cr (VI)) = 2.5?；靹虻奈锪辖?jīng)馬弗爐高溫處理1.5h，馬弗爐的升溫速度為5 °C /miη，處理溫度為1000°C。采用《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出-毒性鑒別》所提供的浸出方法對鉻渣中六價鉻進(jìn)行毒性檢測，結(jié)果顯示浸出液中的六價鉻濃度為2mg/L，低于該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的5mg/L，達(dá)到了解毒的要求。
[0025]實施例4
[0026]根據(jù)本發(fā)明所提供的添加劑，選擇添加劑的組分為(NH4)2HPO4,將添加劑與模擬鉻渣經(jīng)球磨機(jī)混勻1min，添加劑的添加量保證添加劑中P與鉻渣中Cr物質(zhì)的量之比n(P)/n(Cr (VI)) = 2.5。混勻的物料經(jīng)馬弗爐高溫處理1.5h，馬弗爐的升溫速度為5 °C /miη，處理溫度為1000°C。采用《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出-毒性鑒別》所提供的浸出方法對鉻渣中六價鉻進(jìn)行毒性檢測，結(jié)果顯示浸出液中的六價鉻濃度為2.4mg/L，低于該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的5mg/L，達(dá)到了解毒的要求。
[0027]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理，主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。盡管已經(jīng)結(jié)合實施例性實施例詳細(xì)描述了本發(fā)明的方法，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可以對實施例進(jìn)行修改。
【主權(quán)項】
1.一種鉻渣的解毒方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:在鉻渣中加入添加劑，所述添加劑為(ΝΗ4)3Ρ04、(ΝΗ4)2ΗΡ04和NH4H2P04中的一種或幾種按任意重量比例組成的混合物，所述添加劑中P與鉻渣中Cr物質(zhì)的量之比為2-2.5; 步驟2:將添加劑和鉻渣混合，然后經(jīng)球磨機(jī)干磨l_2h; 步驟3:將經(jīng)過球磨機(jī)干磨后的混合物料置于高溫爐內(nèi)高溫處理，溫度1000-1100°C，處理時間1-1.5h。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉻渣的解毒方法，其特征在于:所述添加劑為(ΝΗ4)3Ρ04、(ΝΗ4)2ΗΡ04和ΝΗ4Η2Ρ04組成的混合物，所述添加劑中P與鉻渣中Cr物質(zhì)的量之比為2.5。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉻渣的解毒方法，其特征在于:所述添加劑為(ΝΗ4)3Ρ04、(ΝΗ4)2ΗΡ04和ΝΗ4Η2Ρ04組成的混合物，所述添加劑中P與鉻渣中Cr物質(zhì)的量之比為2。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉻渣的解毒方法，其特征在于:所述添加劑為(NH4)3PO4,所述添加劑中P與鉻渣中Cr物質(zhì)的量之比為2.5。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉻渣的解毒方法，其特征在于:所述添加劑為(NH4)2HPO4,所述添加劑中P與鉻渣中Cr物質(zhì)的量之比為2.5。
【專利摘要】本發(fā)明涉及固體廢棄物處置領(lǐng)域，具體是涉及一種鉻渣的解毒方法，包括以下步驟：在鉻渣中加入添加劑，所述添加劑為(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4和NH4H2PO4中的一種或幾種按任意重量比例組成的混合物，所述添加劑中P與鉻渣中Cr物質(zhì)的量之比為2-2.5；將添加劑和鉻渣混合，然后經(jīng)球磨機(jī)干磨1-2h；將經(jīng)過球磨機(jī)干磨后的混合物料置于高溫爐內(nèi)高溫處理，溫度1000-1100℃，處理時間1-1.5h。本發(fā)明提供的一種鉻渣的解毒方法，所得的鉻渣完全能夠達(dá)到國家固體危險廢物浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明較其他鉻渣解毒方法具有解毒徹底、流程簡單和反應(yīng)快速的特點(diǎn)，是一種具有應(yīng)用前景的鉻渣解毒方法。
【IPC分類】F23G5/02, F23G5/027
【公開號】CN105570900
【申請?zhí)枴緾N201510982654
【發(fā)明人】崔皓, 毛林強(qiáng), 呂慧峰, 陳露, 白海靜
【申請人】南京索益盟環(huán)保科技有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月24日