一種硫酸中性浸出-還原法處理鉻渣的方法與流程

2023-04-28 04:25:51 3

本發明屬於鉻渣的無害化處理技術領域，具體涉及一種硫酸中性浸出-還原法處理鉻渣的方法。

背景技術：

鉻渣是鉻鹽生產中產生的固體殘渣，多呈灰色或黑色，粒度不等、無規則形狀。我國每年新排放鉻渣約60萬噸，歷年來鉻渣堆存量已達600萬噸，經過解毒處理或綜合利用的不足17％。

鉻渣中的六價鉻具有強氧化性，其毒性在於它對活細胞的氧化作用，能夠致癌、致突變，是國際上公認的三種致癌金屬物之一。鉻渣經過長期的雨水衝刷後，浸出的六價鉻會隨著雨水浸出，對水體、大氣和土壤造成汙染，嚴重威脅著人類的健康，因此，鉻渣的解毒處理已成為當務之急。

由於鉻渣物相及組成都非常複雜，且由於含有大量鹼金屬及鹼土金屬氧化物而呈強鹼性，使得其處理非常困難。目前國內鉻渣的處理處置技術分為兩大類解毒處理和綜合利用。解毒處理主要有幹法、溼法、生物法和固化法等四種解毒處理方式。綜合利用的主要應用途徑有制磚、製造微晶玻璃、制水泥、制鈣鎂磷肥、燒結煉鐵、制耐火材料、制玻璃著色劑等。

儘管目前針對鉻渣的治理技術有很多,但多因工藝複雜、處理量小、解毒不徹底、成本高等因素的影響,限制了其工業化大規模應用實施。因此，開展鉻渣的無害化及資源化研究有著極其重要的現實意義。

技術實現要素：

針對上述現有技術，本發明目的在於提供一種硫酸中性浸出-還原法處理鉻渣的方法，對鉻渣進行無害化處理。

為了達到上述目的，本發明一種硫酸中性浸出-還原法處理鉻渣的方法，包括以下步驟：

步驟一、將鉻渣在一定液固比和溫度下，加入一定量的硫酸將鉻渣中的六價鉻溶解出來，然後進行液固分離；

步驟二、在浸出液中加入還原劑，進行六價鉻的還原；

步驟三、中性浸出後的鉻渣按液固比2:1～8:1加入水，調節ph值為7～9，加熱到40～90℃，加入還原劑水合肼或硼氫化鈉，加入量為渣量的0.01～0.5％，反應30～120min後過濾，濾液返回去進行下一次浸出渣的還原，還原渣達到鉻渣排放標準。

進一步步驟一中所述的鉻渣浸出的液固比為4:1～12:1，溫度為40～90℃，時間為30～180min；硫酸加入量為鉻渣量的0.25～0.85倍，硫酸在30min內緩慢連續加入，控制反應終點ph值為7～9；反應結束後進行液固分離，並進行盤洗。

進一步步驟二中所述的還原劑為適合在鹼性條件下使用的還原劑，加入量為浸出液的0.01～0.5％，反應溫度為50～90℃，反應時間30～120min，六價鉻還原為三價後，在ph值為7～9下生成cr(oh)3沉澱物，過濾並洗滌得到cr(oh)3產品。

進一步步驟二中所述的還原劑為水合肼、硼氫化鈉。

進一步步驟二中所述的溫度為80℃；所述的ph值為8。

進一步步驟三中所述的反應溫度為80℃～90℃，ph值為7.55。

本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

本發明一種硫酸中性浸出-還原法處理鉻渣的方法採用硫酸中性浸出鉻渣，液固分離後，在浸出液中加入還原劑將六價鉻還原為三價鉻，並生成氫氧化鉻沉澱而得到回收，硫酸中性浸出渣在中性條件下進行還原無害化處理，達到鉻渣的無害化處理並綜合回收了浸出的六價鉻。該方法與現有其它方法相比，六價鉻溶出徹底，控制了鐵和矽的溶出，改善了過濾性能。

本發明一種硫酸中性浸出-還原法處理鉻渣的方法，鉻渣處理工藝簡短，試劑消耗低，並綜合回收了鉻，總處理費用低，適用於工業化生產，具有較好的推廣應用前景。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作詳細說明。

本發明一種硫酸中性浸出-還原法處理鉻渣的方法，包括以下步驟：

步驟一、將鉻渣在一定液固比和溫度下，加入一定量的硫酸將鉻渣中的六價鉻溶解出來，然後進行液固分離；

鉻渣浸出的液固比為4:1～12:1，溫度為40～90℃，時間為30～180min；

硫酸加入量為鉻渣量的0.25～0.85倍，硫酸在30min內緩慢連續加入，控制反應終點ph值為7～9；

反應結束後進行液固分離，並進行盤洗；

步驟二、在浸出液中加入還原劑，進行六價鉻的還原；

所用的還原劑為水合肼、硼氫化鈉等適合在鹼性條件下使用的還原劑，加入量為浸出液的0.01～0.5％，反應溫度為50～90℃，反應時間30～120min，六價鉻還原為三價後，在ph值為7～9下生成cr(oh)3沉澱物，過濾並洗滌得到cr(oh)3產品；

步驟三、中性浸出後的鉻渣按液固比2:1～8:1加入水，調節ph值為7～9，加熱到40～90℃，加入還原劑水合肼或硼氫化鈉，加入量為渣量的0.01～0.5％，反應30～120min後過濾，濾液返回去進行下一次浸出渣的還原，還原渣達到鉻渣排放標準。

實施例一

某鉻渣含總鉻3.12％，六價鉻0.85％，80g鉻渣加入640ml水，在30min內緩慢連續加入22ml硫酸，在80℃下反應90min。反應結束後過濾，過濾速度很快，過濾結束後用一倍的水進行盤洗，與濾液合併，得到含總鉻1.15g/l，六價鉻1.11g/l，鐵小於0.50mg/l，二氧化矽21.0mg/l的浸出液。

中性浸出後的鉻渣按液固比3:1加入水，調節ph值為8，加熱到80℃，加入還原劑水合肼，加入量為渣量的0.05％，反應120min後過濾，濾液返回去進行下一次浸出渣的還原。對還原渣按「危險廢物鑑別標準-浸出毒性鑑別」(gb5085.3-2007)附錄t，hj687-2014鹼消解方法，進行溶解和檢測，水溶性六價鉻的含量符合「鉻鹽工業汙染物排放標準」規定的，廢渣中水溶性六價鉻小於8mg/kg的第二級排放標準。

浸出液中六價鉻的還原與沉澱：取上述鉻渣中性浸出液200ml置於80～90℃的恆溫水浴中，加入0.2ml水合肼反應60min，六價鉻被還原為三價鉻而生 成cr(oh)3沉澱物。反應後溶液ph＝7.55，cr6+被還原的很徹底，還原母液中cr6+為0.23mg/l，總鉻為0.78mg/l，符合gb8978-1996汙水綜合排放標準中總鉻不大於1.5mg/l，cr6+不大於0.5mg/l的標準。