铬盐如重铬酸钠是发展国民经济不可缺少的化工产品。每生产一吨铬盐按现有的工艺要排放3吨左右的铬渣。铬渣中含有强致癌物质,即水溶性的六价铬,六价铬遇水溶解,立即渗入地下,严重污染地下水,污染环境,为此一批铬盐生产厂家被迫转产或停产,这是国内外铬盐生产厂家面临的一个头痛的问题。 国内外曾为治理铬渣污染做了大量的研究工作,长期以来各国科学工作者想了不少办法,企图解决上述存在的问题,但都不很理想,推广遇到困难。
现有的治理铬渣办法归纳起来大体可分三类:一类是既除害又兴利的利用铬渣做玻璃的着色剂等,但因用量太小,产品难销,给推广应用带来困难;一类办法只注意环境效益,没经济效益,即只有经济投入,没有经济效益产出,如用水泥固化,修筑混凝土防渗墙,这种只解毒,没有利用的治理办法,也难以推广;还有一类治理办法是,有环境效益,但经济上投入多而产出少,并且应用中协调任务大,制约因素多,如将铬渣用作制钙镁磷肥,铬渣代替石灰作炼铁辅料等就属于这一类,所以这种方法推广应用也遇到问题。到目前为止国内外对治理铬渣未找到一种切实可行较理想的方法。
本发明的目的是找出一种治理铬渣的有效途径,同时又能为铬盐厂创造较好的直接经济效益,既解决铬渣的污染问题,又增加收入,一举两得,便于推广应用,并且投资少,运行费用低。
其技术方案是:在利用铬铁矿进行铬盐生产之前,先将矿石粉碎研磨,应用物理方法,从粉碎后的铬铁矿粉末中重点解离Cr2O3和SiO2,丢弃相当部分的SiO2,提高选矿后的铬铁矿粉末的Cr2O3含量,较大幅度减少铬盐生产过程中原料入炉量和铬渣地产生量,提高总铬的回收率;上述的物理方法,可将铬铁矿石研磨,拌水调浆,用螺旋选矿机和摇床进行选别,分离出精矿和尾矿,丢弃尾矿;
对铬盐生产后留下的铬渣,进行磨渣拌水调浆,通过化学、物理、机械方法,对铬渣中有用成份铬盐,Cr2O3等和有害成份SiO2进行解离回收,另外,将Cr2O3、CaO、MgO含量较高的钙镁渣返回铬盐生产中使用,余下铬尾渣;
铬渣研磨调浆浓度约15%,浆化一段时间后,用螺旋溜槽进行粗选,粗选出来的粗精渣进入摇床精选,经一次摇床筛选回收含Cr2O3约35%的精渣,返回铬盐生产之用,一次摇床精选后的中渣,进入二次摇床再选;二次再选的精渣返回铬渣粗选前调浆;二次再选尾渣和一次槽选尾渣合并与螺旋溜槽粗选尾渣一起调浆,进入一次螺旋扫选;所得精渣返回铬渣调浆,一次扫选尾渣进入二次螺旋扫选,二次扫选所得精渣返回一次螺旋调浆扫选,二次螺旋扫选产生中渣即钙镁含量较高的中渣,作铬盐生产返烧渣使用,二次螺旋扫选的尾渣,即铬尾渣进行以解毒为主的利用,在上述工艺过程中不断提取回收铬盐溶液;
铬尾渣的解毒:用1份亚铵造纸废液与(7.5~15)的铬尾渣混合均匀,作为制砖原料的1/20-1/30再与一定比例的其它制砖原料混合调匀,制砖成型,入窑烧结,砖成毒解。
制成的砖进入隧道窑,经8小时在400-700℃中予热,然后在1000-1200℃经约16小时焙烧,降温至800-400℃,保温6-7小时,冷却出砖。
图一:为铬铁矿为藏矿时,解离Cr2O3和SiO2的工艺流程示意图,也是解离铬渣中有用成份和有害成份的工艺流程示意图。其中(1)为铬铁矿石,(2)为铬渣,(3)矿石或铬渣的粉碎研磨装置,(4)为调浆池,(5)砂泵,(6)螺旋溜槽粗选装置,(7)一次摇床精选,(8)二次摇床精选,(A)精矿或精渣,(9)一次螺旋扫选,(10)二次螺旋扫选,(B)二次扫选产出中矿或中渣,含Cr2O3钙镁化合物较多,(C)尾矿或铬尾渣;
实施例二:图二为解离铬铁矿粉中Cr2O3和SiO2的另一工艺流程示意图、图中:(1)铬铁矿石,(3)矿石粉碎研磨装置,(11)矿石粉碎粗细分级装置,(7)一次粗粒摇床选别,(A)精矿,(8)二次粗粒摇床选别,(B)粗粒中矿,(C)粗粒尾矿,(7′)一次细粒摇床选别,(A′)细粒精矿,(8′)二次细粒摇床选别,(B′)细粒中矿,(C′)细粒尾矿。
铬渣的解离回收工艺流程同实施例一。
通过上述的工艺流程,使铬盐厂的铬铁矿原料入炉量减少约1/3,铬渣产生量也相应减少1/3,入炉的精矿含Cr2O3达55%以上,含SiO2降到4%以下,丢掉尾矿中含Cr2O3在5%以下,含SiO2达50%左右,总铬的回收率可提高4%以上。
在铬渣的解离回收工艺中,100吨铬渣可回收1吨重铬酸钠(半成品),同时也回收含Cr2O3约为35%的精渣2吨,可返回铬盐生产之用。
用铬尾渣制成的砖各项质量指标符合要求,砖的水溶性六价铬为1.32毫克/公斤,在国标GB4284-84《铬盐工业污染物放标准》规定的5-8毫克/公斤之内。
本发明实施后,使铬盐厂生产原料入炉量减少1/3,大大节约能源消耗,又提高矿石粉中的Cr2O3的含量,为提高生产效率创造条件,并减少1/3铬渣处理,大大减轻环境污染,大幅度减少铬渣处理量,节省一大笔费用,同时使吨红钒钠增加120元的经济效益。
处理一吨铬渣会产生10元的经济效益,余下的铬尾渣做制砖原料,基本上消除铬渣的环境污染。
总之铬渣治理的解离回收,具有较好的经济效益和巨大的社会效益,这种既有经济效益,也有环境效益,比起以前各种方法都有其优越性,较为理想,值得推广应用。