一种利用烧结技术对铬浸出渣进行解毒的方法

摘要

一种利用烧结技术对铬浸出渣进行解毒的方法，将铬渣进行筛分，然后与水淬渣和焦粉经混料机充分混合后，加水制成颗粒，均匀地布于烧结台车上，保证混合料颗粒铺平并布满烧结台车进行烧结，控制点火温度在1100℃‑1200℃；烧结风箱负压控制在12kpa‑13kpa；垂直烧结速度18mm/min以下；对高温成品烧结矿进行鼓风冷却；进行筛分，得到成品烧结矿。优点是：工艺合理，生产能耗低，节约成本，实现铬渣的无害化处理，解毒效率高，水浸样中Cr6+指标低于国家标准，适合工业化大规模处理。

说明书

技术领域

本技术属于铬浸出渣解毒领域，特别涉及一种利用烧结技术对铬浸出渣进行解毒的方法，它是一种利用碳质还原剂和添加剂采用烧结工艺，将铬渣中的Cr⁶⁺转化为Cr³⁺，并达到符合国家固体废弃物排放标准的方法。

背景技术

我国的铬盐厂、金属铬厂排出的铬浸出渣，由于利用价值不大，大部分被堆放在露天。露天堆放铬渣，经雨水冲淋后，大量的六价铬离子渗入土壤中，污染了地表水和地下水，同时也污染了江河和湖泊，进而危害农作物和水产品以及人和畜健康；含六价铬粉尘飘散到空气中，对人体的呼吸道、消化道、皮肤、粘膜都具有极强的致癌作用。即使对露天堆放的铬渣采用防渗处理，也不能从根本上解决污染问题。

近年来，由于国家环保部门的重视，我国出现了不少铬渣解毒技术，但大多数解毒技术使用了大量其他原料，铬渣仅占少量成分，原材料消耗大，解毒效率较低，处理成本高，不利于工业化大规模处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生产能耗低，节约成本，解毒效果好利用烧结技术对铬浸出渣进行解毒的方法。

本发明的技术解决方案是：

一种利用烧结技术对铬浸出渣进行解毒的方法，其具体步骤是：

1、铬浸出渣筛分

将铬渣进行筛分，选取粒度为50目-3mm的铬渣；

铬渣的粒度决定反应速度，铬渣粒度越大反应越慢，反之粒度越小，料层透气性差，配焦量提高，烧结时间延长，造成烧结机产能降低，因此需控制铬渣粒度50目-3mm为宜；

2、配料混均

将铬渣、添加剂、还原剂按质量比(70-90)：(10-30)：15配料，所述添加剂为水淬渣，还原剂为焦粉；

决定还原效果的另一个因素是铬渣与水淬渣、焦粉等各组分需充分的混均，以保持良好的接触；

经混料机充分混合后得混合料，加水制成粒度为5mm-8mm的混合料颗粒，并控颗粒水分为6％-7％；

3、布料、点火、烧结

将混合料颗粒均匀地布于烧结台车上，保证混合料颗粒铺平并布满烧结台车，烧结料层厚度控制在450mm，铺底料厚度80mm；控制点火温度在1100℃-1200℃；烧结风箱负压控制在12kpa-13kpa；垂直烧结速度18mm/min以下；

烧结过程中还原剂C、CO将铬渣中的Cr⁶⁺还原为Cr³⁺，随着温度的升高，还原速度迅速上升；在高温条件下，添加剂与铬渣反应生成低熔点共熔物，混合料成熔融状态，产生丰富的液相，冷却后形成具有一定强度的烧结矿；

铬渣烧结过程中的解毒反应：

2C+O₂→2CO↑；

2Na₂CrO₄+3CO→2NaCrO₂+Na₂CO₃+2CO₂↑；

2CaCrO₄+3CO→Ca(CrO₂)₂+CaO+3CO₂↑；

4Na₂CrO₄+3C→4NaCrO₂+2Na₂CO₃+CO₂↑；

4CaCrO₄+3C→2Ca(CrO₂)₂+2CaO+3CO₂↑；

4、冷却

对高温成品烧结矿进行鼓风冷却,使之达到储存和运输要求；

5、筛分

将冷却后的烧结矿进行筛分，一段筛筛下＜5mm物料作为冷返矿重新烧结，二段筛筛下5mm-20mm的物料作为布料时的铺底料，筛上大于20mm的物料为成品矿，通过皮带运至料场。

进一步的，所述铬渣为有钙焙烧生产金属铬产生的工业废渣。

进一步的，所述添加剂为硅锰合金生产时废弃的水淬渣。

进一步的，烧结过程中发生复杂的氧化还原反应，为了增强烧结过程中的还原气氛，通过烧结风箱的主抽风机风门开度控制风量在50m³/m²·min以下，减少或避免逆反应，使Cr³⁺发生二次氧化。

进一步的，烧结时，烧结断面红料层控制在150mm以下，确保混合料烧好、烧透。

本发明的有益效果：

工艺合理，生产能耗低，节约成本，利用烧结过程中的高温和还原气氛，将铬渣中的六价铬还原为三价铬，实现铬渣的无害化处理，解毒效率高，烧结过程能够将Cr⁶⁺充分还原，成品矿水浸样中Cr⁶⁺指标低于国家标准(小于5PPm)，露天存放197天后，烧结矿中Cr⁶⁺浸出毒性分析指标也低于国家标准，适合工业化大规模处理。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例

表1原料各组分含量表

一种利用烧结技术对铬浸出渣进行解毒的方法，其具体步骤是：

1、铬浸出渣筛分

如图1所示，将铬渣(有钙焙烧生产金属铬产生的工业废渣)进行筛分，选取粒度为50目-3mm的铬渣；

2、配料混均

将铬渣(成分如表1)、硅锰合金生产时废弃的水淬渣(成分如表1)、焦粉按质量比(70-90)：(10-30)：15配料；经混料机充分混合后得混合料，加水制成粒度为5mm-8mm的混合料颗粒，并控颗粒水分为6％-7％；

3、布料、点火、烧结

将混合料颗粒均匀地布于烧结台车上，保证混合料颗粒铺平并布满烧结台车，烧结料层厚度控制在450mm，铺底料厚度80mm；控制点火温度在1100℃-1200℃；烧结风箱负压控制在12kpa-13kpa；垂直烧结速度18mm/min以下；烧结断面红料层控制在150mm以下，以确保混合料烧好、烧透；

烧结过程中发生复杂的氧化还原反应，为了增强烧结过程中的还原气氛，通过烧结风箱的主抽风机风门开度控制风量在50m³/m²·min以下，减少或避免逆反应，使Cr³⁺发生二次氧化；

4、冷却

对高温成品烧结矿进行鼓风冷却,使之达到储存和运输要求，冷却余热可以作为热风烧结；

5、筛分

将冷却后的烧结矿进行筛分，一段筛筛下＜5mm物料作为冷返矿重新烧结，二段筛筛下5mm-20mm的物料作为布料时的铺底料，筛上大于20mm的物料为成品烧结矿，通过皮带运至料场。

实施例1

1、铬浸出渣筛分

将铬渣(有钙焙烧生产金属铬产生的工业废渣)进行筛分，选取粒度为50目-3mm的铬渣；

2、配料混均

将铬渣(成分如表1)、硅锰合金生产时废弃的水淬渣(成分如表1)、焦粉按质量比80：20：15配料；经混料机充分混合后得混合料，加水制成粒度为5mm-8mm的混合料颗粒，并控颗粒水分为7％；

3、布料、点火、烧结

将混合料颗粒均匀地布于烧结台车上，保证混合料颗粒铺平并布满烧结台车，烧结料层厚度控制在450mm，铺底料厚度80mm；控制点火温度在1100℃-1200℃；烧结风箱负压控制在13kpa；垂直烧结速度18mm/min以下；烧结断面红料层控制在150mm以下，以确保混合料烧好、烧透；

烧结过程中发生复杂的氧化还原反应，为了增强烧结过程中的还原气氛，通过烧结风箱的主抽风机风门开度控制风量在50m³/m²·min以下，减少或避免逆反应，使Cr³⁺发生二次氧化；

4、冷却

对高温成品烧结矿进行鼓风冷却,使之达到储存和运输要求；

5、筛分

将冷却后的烧结矿进行筛分，一段筛筛下＜5mm物料作为冷返矿重新烧结，二段筛筛下5mm-20mm的物料作为布料时的铺底料，筛上大于20mm的物料为成品烧结矿，经检测，Cr⁶⁺含量为0.004％，Cr⁶⁺(浸出毒性分析)≤0.05％，通过皮带运至料场。

实施例2

1、铬浸出渣筛分

如图1所示，将铬渣(成分如表1)进行筛分，选取粒度为50目-3mm的铬渣；

2、配料混均

将铬渣、硅锰合金生产时废弃的水淬渣(成分如表1)、焦粉按质量比90：10：15配料；经混料机充分混合后得混合料，加水制成粒度为5mm-8mm的混合料颗粒，并控颗粒水分为6.5％；

3、布料、点火、烧结

将混合料颗粒均匀地布于烧结台车上，保证混合料颗粒铺平并布满烧结台车，烧结料层厚度控制在450mm，铺底料厚度80mm；利用空气和电炉煤气进行点火，控制点火温度在1100℃-1200℃；烧结风箱负压控制在12kpa-13kpa；垂直烧结速度18mm/min以下；烧结断面红料层控制在150mm以下，以确保混合料烧好、烧透；

烧结过程中发生复杂的氧化还原反应，为了增强烧结过程中的还原气氛，通过烧结风箱的主抽风机风门开度控制风量在50m³/m²·min以下，减少或避免逆反应，使Cr³⁺发生二次氧化；

4、冷却

对高温成品烧结矿进行鼓风冷却,使之达到储存和运输要求，冷却余热可以作为热风烧结热量；

5、筛分

将冷却后的烧结矿进行筛分，一段筛筛下＜5mm物料作为冷返矿重新烧结，二段筛筛下5mm-20mm的物料作为布料时的铺底料，筛上大于20mm的物料为成品烧结矿，经检测，Cr⁶⁺含量为0.004％，Cr⁶⁺(浸出毒性分析)≤0.05％，通过皮带运至料场。

实施例3

1、铬浸出渣筛分

将铬渣(有钙焙烧)进行筛分，选取粒度为50目-3mm的铬渣；

2、配料混均

将铬渣、硅锰合金生产时废弃的水淬渣、焦粉按质量比70：30：15配料；经混料机充分混合后得混合料，加水制成粒度为5mm-8mm的混合料颗粒，并控颗粒水分为6％；

3、布料、点火、烧结

将混合料颗粒均匀地布于烧结台车上，保证混合料颗粒铺平并布满烧结台车，烧结料层厚度控制在450mm，铺底料厚度80mm；控制点火温度在1100℃-1200℃；烧结风箱负压控制在12kpa；垂直烧结速度18mm/min以下；烧结断面红料层控制在150mm以下，以确保混合料烧好、烧透；

烧结过程中发生复杂的氧化还原反应，为了增强烧结过程中的还原气氛，通过烧结风箱的主抽风机风门开度控制风量在50m³/m²·min以下，减少或避免逆反应，使Cr³⁺发生二次氧化；

4、冷却

对高温成品烧结矿进行鼓风冷却,使之达到储存和运输要求；

5、筛分

将冷却后的烧结矿进行筛分，一段筛筛下＜5mm物料作为冷返矿重新烧结，二段筛筛下5mm-20mm的物料作为布料时的铺底料，筛上大于20mm的物料为成品烧结矿，经检测，Cr⁶⁺含量为0.004％，Cr⁶⁺(浸出毒性分析)≤0.05％，通过皮带运至料场。

表2实施例3中混合料(铬渣和水淬渣)与烧结矿中各组分含量对比表

表3表2中烧结矿室外堆放197天后铬渣烧结矿分析数据

从表1、表2和表3数据可知，烧结过程能够将Cr⁶⁺充分还原，成品矿水浸样中Cr⁶⁺指标低于国家标准(小于5PPm)，露天存放197天后，烧结矿中Cr⁶⁺浸出毒性分析指标也低于国家标准。

以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。