鉻渣及含鉻污染物的濕法解毒方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鉻渣及含鉻污染物的濕法解毒方法，對鉻渣及含鉻污染物篩分、粉碎，在球磨機(jī)中進(jìn)行濕法球磨，加入含硫酸根離子的濾液，將鉻渣料漿中的酸溶性鉻酸鈣浸出，將鉻渣料漿加入反應(yīng)罐內(nèi)加入第一還原劑攪拌混合進(jìn)行還原反應(yīng)，將鉻渣料漿中的酸溶性鉻酸鈣還原成三價鉻，加入濃硫酸并進(jìn)行攪拌混合進(jìn)行調(diào)理，將鉻渣料漿的pH值調(diào)節(jié)至7±0.5，再向反應(yīng)罐加入第二還原劑攪拌混合進(jìn)行還原處理，對第還原反應(yīng)后的渣料漿攪拌進(jìn)行熟化處理，將鉻渣料漿中的六價鉻被轉(zhuǎn)化為氫氧化鉻沉淀物；對熟化處理后的鉻渣料漿進(jìn)行固液分離。本發(fā)明具有成本低、無廢液、無返渣現(xiàn)象、解毒效果好，能適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)。
【專利說明】鉻渣及含鉻污染物的濕法解毒方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鉻渣及含鉻污染物的濕法解毒方法，屬于鉻污染修復(fù)處理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]鉻渣及含鉻污染物主要是指金屬鉻及鉻鹽生產(chǎn)企業(yè)，尤其是有鈣焙燒生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的殘渣及受該類殘渣污染的土壤、巖石、建筑廢棄物等，屬于重金屬危險廢物，其中，六價鉻的毒性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于三價鉻，六價鉻具有較強(qiáng)的致癌和致突變特性，是EPA確認(rèn)的129種重點(diǎn)污染物之一，不對其進(jìn)行無害化處理則會嚴(yán)重影響周邊生活人群的身體健康。
[0003]目前，鉻渣及含鉻污染物的無害化處理工藝主要有干法解毒和濕法解毒兩種，其中干法解毒工藝成本非常高且極易引起二次污染。而濕法解毒中，大都采用堿浸溶工藝，經(jīng)硫化鈉濕法解毒工藝解毒后的鉻渣及鉻污染物穩(wěn)定性比較差，放置半年后出現(xiàn)明顯的返渣現(xiàn)象。而硫酸亞鐵濕法解毒工藝所需的硫酸亞鐵量比較高，解毒過程中會產(chǎn)生大量廢液，還需要對廢液進(jìn)行處理，在提高處理成本的同時也不利于實際生產(chǎn)操作。
[0004]還有一種鉻渣及含鉻污染物的濕法解毒方法，是綜合了硫化鈉濕法解毒工藝和硫酸亞鐵濕法解毒工藝，是在對鉻渣濕法球磨同時加入硫化鈉進(jìn)行混合研磨，然后對研磨后的漿料加入硫酸和硫酸亞鐵進(jìn)行還原反應(yīng)的工藝流程。但是這種解毒方法由于濕法球磨所采用的循環(huán)水中存在一定量亞鐵離子，會與硫化鈉反應(yīng)產(chǎn)生硫化亞鐵沉淀，造成了硫化鈉的格外損耗，既增加了解毒成本，又降低了有效亞鐵離子對鉻的還原效果。此外硫離子還會與各污染物中含有的其他金屬離子如鈣離子等產(chǎn)生沉淀反應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種成本低、無廢液、無返渣現(xiàn)象、解毒效果好，能適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的鉻渣及含鉻污染物的濕法解毒方法。
[0006]本發(fā)明專利為達(dá)到上述目的的技術(shù)方案是:一種鉻渣及含鉻污染物的濕法解毒方法，其特征在于:按以下步驟進(jìn)行:
[0007]⑴、對鉻渣及含鉻污染物進(jìn)行篩分后送至顎式粉碎機(jī)粉碎處理，粉碎后的鉻渣及鉻污染物的粒徑在0.2-lcm ；
[0008]⑵、對篩分粉碎后的鉻渣及含鉻污染物在球磨機(jī)中進(jìn)行濕法球磨，加入含硫酸根離子的濾液，將鉻渣料漿中的酸溶性鉻酸鈣浸出，鉻渣料漿的顆徑在120-200目，鉻渣料漿的波美度室溫下在30-50° Be ；
[0009]⑶、將鉻渣料漿加入反應(yīng)罐內(nèi)，加入第一還原劑攪拌混合進(jìn)行第一次還原反應(yīng)，還原反應(yīng)時間在0.5-1.5小時，將鉻渣料漿中的酸溶性鉻酸鈣還原成三價鉻，按質(zhì)量比，第一還原劑的投加量與鉻渣料漿比為0.0005-0.001:1，所述的第一還原劑為硫化鈉、焦亞硫酸鈉、硫化鉀或硫化鈣的其中之一或兩種以上任意組合物；[0010](4)、向反應(yīng)罐加入濃硫酸并進(jìn)行攪拌混合進(jìn)行調(diào)理，將鉻渣料漿的pH值調(diào)節(jié)至7±0.5，鉻渣料漿溫度保持在50-70°C ；
[0011](5)、再向反應(yīng)罐加入第二還原劑并攪拌混合進(jìn)行第二次還原處理，按質(zhì)量比，第二還原劑的投加量與鉻渣料漿比為0.05-0.2:1，第二次還原反應(yīng)時間在0.5-1.5小時，所述的第二還原劑為氯化亞鐵、溴化亞鐵、硫酸亞鐵或硫酸亞鐵銨的其中一種或任意兩種以上的混合物；
[0012](6)、對第二次還原反應(yīng)后的渣料漿攪拌進(jìn)行熟化處理，熟化處理時間在6-12小時，將鉻渣料漿中的六價鉻被轉(zhuǎn)化為氫氧化鉻沉淀物；
[0013](7)、對熟化處理后的鉻渣料漿進(jìn)行固液分離，分離后的濾液排至球磨機(jī)中，分離后的解毒鉻渣排出，得到六價鉻浸出毒性值低于0.5mg/L的解毒鉻渣。
[0014]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]1、本發(fā)明采用顎式粉碎機(jī)對鉻渣及含鉻污染物進(jìn)行粉碎，粉碎后渣料粒徑為
0.2-lcm，大大縮短了濕法球磨的時間，能提高球磨效率。
[0016]2、本發(fā)明在濕法球磨中加入固液分離后含有大量硫酸根離子的濾液，在球磨過程中，使濾液中的硫酸根離子對鉻渣及含鉻污染物中酸溶性鉻酸鈣浸出，故而增加了酸溶性鉻酸鈣的浸出率，避免了采用純堿浸溶工藝，也使得整個生產(chǎn)工藝中不會產(chǎn)生廢液外排的現(xiàn)象。本發(fā)明在濕法球磨時，硫酸根離子會與鈣等離子生成沉淀物，可以去除漿料中會與硫離子等產(chǎn)生沉淀反應(yīng)的各種離子，避免后續(xù)還原反應(yīng)時硫化鈉等還原劑的浪費(fèi)。
[0017]3、采用了固液分離后的濾液對鉻渣及含鉻污染物進(jìn)行濕法球磨循環(huán)利用的方式，一方面解決了濾液出路問題，減少了濾液處理工藝，降低了建設(shè)和運(yùn)營成本；另一方面由于濾液中存在大量的硫酸根離子和一定量的亞鐵離子，而硫酸根可以跟鉻污染物中酸溶性鉻酸鈣等難溶性物質(zhì)反應(yīng)，生成硫酸鈣沉淀和鉻酸根離子，增加六價鉻離子的溶出，也可以去除漿料中會與硫離子等產(chǎn)生沉淀反應(yīng)的各種離子，避免后續(xù)還原反應(yīng)時硫化鈉等還原劑的浪費(fèi)。再則，本發(fā)明濾液中的亞鐵離子還可以在濕法球磨時對六價鉻進(jìn)行一定程度的還原作用，充分利用了硫酸亞鐵原料。本發(fā)明在充分溶解了六價鉻、去除了亞鐵和鈣等離子的前提下，對濕法球磨后的料漿進(jìn)行還原反應(yīng)熟化處理，充分利用各種還原劑，減少不必要的附加化學(xué)反應(yīng)，降低了原料投加量。
[0018]4、本發(fā)明將鉻渣料漿加入至反應(yīng)罐內(nèi)，分別加入第一還原劑、pH值的調(diào)理及第二還原劑，進(jìn)而實現(xiàn)還原解毒處理，通過濃硫酸既起到了調(diào)節(jié)鉻渣料漿PH的作用，又可以為整個后部的還原反應(yīng)及熟化處理提供必要的溫度條件，增強(qiáng)熟化處理的效果，鉻渣及含鉻污染物處理工藝穩(wěn)定，能適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0019]5、本發(fā)明采用兩步還原解毒處理，對鉻渣料漿在各自適宜的反應(yīng)環(huán)境投加不同的還原劑，第一次還原反應(yīng)將鉻渣料漿將鉻渣料漿中的酸溶性鉻酸鈣還原成三價鉻，第二還原反應(yīng)則繼續(xù)與六價鉻產(chǎn)生還原反應(yīng)而生成氫氧化鉻沉淀，還可以使亞鐵離子與硫離子生成硫化鐵沉淀物，第二次還原反應(yīng)后對料漿進(jìn)行熟化處理，整個熟化處理過程嚴(yán)格控制鉻渣料漿PH值，解決pH值太低會增加濃硫酸的投加量并且不利于三價鉻形成沉淀，導(dǎo)致料漿總鉻濃度超標(biāo)，PH值太高，氫氧化鉻又容易被空氣中的氧氣所氧化生成六價鉻化合物，造成返渣的問題。本發(fā)明在熟化處理過程中鉻渣料漿的控制PH值為7±0.5，通過熟化處理后鉻渣料漿中的六價鉻基本完全被轉(zhuǎn)化為氫氧化鉻沉淀物，渣料漿中的六價鉻離子濃度小于0.5mg/L，保證了六價鉻的解毒效果，且無返渣現(xiàn)象。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明的鉻渣及含鉻污染物的濕法解毒方法，按以下步驟:
[0021]⑴、對鉻渣及含鉻污染物進(jìn)行篩分后送至顎式粉碎機(jī)粉碎處理，粉碎后的鉻渣及鉻污染物的粒徑0.2-lcm，如鉻渣及鉻污染物的粒徑0.4-0.8cm，可通過分選去除鉻渣及含鉻污染物中的巖石、建筑廢棄物等雜質(zhì)，通過粉碎處理能大大提高濕法球磨的處理效率。
[0022]⑵、將對篩分粉碎后的鉻渣及含鉻污染物在球磨機(jī)中進(jìn)行濕法球磨，加入含硫酸根離子的濾液，該濾液為本發(fā)明固液分離后的液體，將鉻渣料漿中的酸溶性鉻酸鈣浸出，具有的反應(yīng)方程式如下:
[0023]CaCr04+S042- = CrO42^CaSO4,
[0024]本發(fā)明渣料漿的顆徑在120-200目，鉻渣料漿的波美度室溫下在30-50° Be,最好鉻渣料漿的波美度室溫下為35-45° Β?，循環(huán)利用濾液中的硫酸根離子和濾液中亞鐵離子，按質(zhì)量百分比，濾液中硫酸根離子的濃度在0.5 - 3 %，濾液中亞鐵離子的濃度在
0.05-0.5%。本發(fā)明鉻渣料漿的波美度及鉻渣料漿的顆徑的具體參數(shù)見表1所示。
[0025]表1
[0026]
【權(quán)利要求】
1.一種鉻渣及含鉻污染物的濕法解毒方法，其特征在于:按以下步驟進(jìn)行: (1)、對鉻渣及含鉻污染物進(jìn)行篩分后送至顎式粉碎機(jī)粉碎處理，粉碎后的鉻渣及鉻污染物的粒徑在0.2-lcm ； (2)、對篩分粉碎后的鉻渣及含鉻污染物在球磨機(jī)中進(jìn)行濕法球磨，加入含硫酸根離子的濾液，將鉻渣料漿中的酸溶性鉻酸鈣浸出，鉻渣料漿的顆徑在120-200目，鉻渣料漿的波美度室溫下在30-50° Be ； ⑶、將鉻渣料漿加入反應(yīng)罐內(nèi)，加入第一還原劑攪拌混合進(jìn)行第一次還原反應(yīng)，還原反應(yīng)時間在0.5-1.5小時，將鉻渣料漿中的酸溶性鉻酸鈣還原成三價鉻，按質(zhì)量比，第一還原劑的投加量與鉻渣料漿比為0.0005-0.001:1，所述的第一還原劑為硫化鈉、焦亞硫酸鈉、硫化鉀或硫化鈣的其中之一或兩種以上任意組合物； ⑷、向反應(yīng)罐加入濃硫酸并進(jìn)行攪拌混合進(jìn)行調(diào)理，將鉻渣料漿的PH值調(diào)節(jié)至7±0.5，鉻渣料漿溫度保持在50-70°C ； (5)、再向反應(yīng)罐加入第二還原劑攪拌混合進(jìn)行第二次還原處理，按質(zhì)量比，第二還原劑的投加量與鉻渣料漿比為0.05-0.2:1，第二次還原反應(yīng)時間在0.5-1.5小時，所述的第二還原劑為氯化亞鐵、溴化亞鐵、硫酸亞鐵或硫酸亞鐵銨的其中一種或任意兩種以上的混合物； (6)、對第二次還原反應(yīng)后的渣料漿攪拌進(jìn)行熟化處理，熟化處理時間在6-12小時，將鉻渣料漿中的六價鉻被轉(zhuǎn)化為氫氧化鉻沉淀物； (7)、對熟化處理后的鉻渣料漿進(jìn)行固液分離，分離后的濾液排至球磨機(jī)中，分離后的解毒鉻渣排出，得到六價鉻浸出毒性值低于0.5mg/L的解毒鉻渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻渣及含鉻污染物的濕法解毒方法，其特征在于:所述鉻渣料漿的波美度室溫下為35-45° Be0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻渣及含鉻污染物的濕法解毒方法，其特征在于:所述第一還原劑的投加量與鉻渣料漿的質(zhì)量比為0.0006-0.0009:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻渣及含鉻污染物的濕法解毒方法，其特征在于:所述第二還原劑的投加量與鉻渣料漿的質(zhì)量比為0.08-0.1.8:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻渣及含鉻污染物的濕法解毒方法，其特征在于:按質(zhì)量百分比，所述濾液中硫酸根離子的濃度在0.5-3%，濾液中亞鐵離子的濃度在0.05-0.5%。
【文檔編號】B09B5/00GK103934256SQ201410161228
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】馬強(qiáng), 廖書林, 尹貞, 張進(jìn)峰, 金慧寧, 朱衛(wèi)兵, 李月中, 浦燕新 申請人:江蘇維爾利環(huán)保科技股份有限公司