專利名稱：鋼鐵工業(yè)含鉻廢渣的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼鐵行業(yè)廢渣處理工藝，具體的說是一種鋼鐵工業(yè)含鉻廢渣的處
理方法。
背景技術(shù)：
冷軋和硅鋼鉻廢水處理后的含鉻污泥中鉻含量隨所加堿種類而變化。目前該鉻廢水加的堿有兩種，一種是加氫氧化鈉溶液，另一種是加石灰乳。下表是取自娃鋼及冷軋含鉻廢水處理站的污泥樣品組成，含鉻量在3 18% (重量比)。冷軋硅鋼含鉻污泥的典型組成/%
組份 INa2O IMgO~IAl2O3 IsiO2 Ip2O5 Iso3~ ζο~[CaO~ICr2O3 |MnO~IFe2O3 |CuO~[ζ ~fpdo~樣品 I~ 4. 13 4. 13 6. 96 28. 13 20. 19 9. 93 O. 04 O. 54 26. 36 O. 19 O. 42 O. 03 2. 90 — ~樣品 2~ I. 56 O. 34 I. 65 3. 93 I. 93 4.10 O. 13 78. 77 6. 60 O. 18 O. 62 O. 06 O. 12 — ~樣品 3~ I. 63 O. 43 3. 92 9. 09 7. 23 29. 96 — ~ 36. 92 5. 30 — ~~~ 2.26 2.75如武鋼(青山本部)處理含鉻廢水的水站有6個，分別為冷軋1#、2#、3#和硅鋼1#、2#、3#，目前的處理工藝是采用傳統(tǒng)的亞硫酸鈉還原法，使Cr (VI)還原成Cr(III)，然后加堿沉淀，產(chǎn)生含Cr(III)的污泥(含鉻廢渣)，每年產(chǎn)生量約500噸，屬典型的危險廢棄物，現(xiàn)只作堆放貯存處置，占用了大量的土地資源。更危險的是污泥中的鉻在環(huán)境中還會出現(xiàn)Cr (VI)濃度的反彈,隨著地表水的浸洗,會溶出到自然水體中,造成二次污染。因此，如在低成本操作的前提下有效處理大量堆放的含鉻廢渣，使其進(jìn)一步降解成對環(huán)境影響小的廢渣，實現(xiàn)鉻渣的無害化，并充分挖掘其潛在的經(jīng)濟效益，提高可利用性，是本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種工藝簡單、運行成本低、含鉻廢渣無害化處理程度)高，同時還能獲得附加值高的節(jié)煤助燃劑的鋼鐵工業(yè)含鉻廢渣的處理方法。技術(shù)方案包括將含鉻廢渣放入攪拌釜中，再加入鹽酸溶液進(jìn)行攪拌酸洗，使含鉻廢渣中包括鉻在內(nèi)的可溶物溶解；然后調(diào)節(jié)混合液的pH值到5 6后過濾，濾渣為無鉻或低鉻廢洛，濾液作為燃煤助燃劑。(簡稱助燃劑)。向調(diào)節(jié)pH值后的混合液中加入氧化劑使三價鉻氧化為六價鉻后再進(jìn)行過濾。所述含鉻廢渣與鹽酸溶液的固液質(zhì)量比為1:1 1:4。具體固液比可根據(jù)含鉻廢洛中鉻含量合理控制,或鉻含量較低則鹽酸溶液的加入量可相對較少，反之則鹽酸溶液的加入量相應(yīng)提高，以使含鉻廢渣中的可溶物完全溶解為準(zhǔn)。所述鹽酸溶液為市場上直接采購的濃鹽酸(濃度為37%)，也可以進(jìn)行適當(dāng)稀釋，如將水濃鹽酸以體積比1-3 :1進(jìn)行稀釋。所述攪拌酸洗為多級逆向酸洗，其中，將含鉻廢渣進(jìn)行一級攪拌酸洗，再沉降分離，取出上清液并調(diào)節(jié)其PH值；沉降分離后得到的液固相進(jìn)行二級攪拌酸洗，然后沉降分離得到上清液，二級攪拌酸洗后的上清液作為一級攪拌酸洗的酸洗液即鹽酸溶液回用，以此類推，最后一級得到的液固相混合液過濾后，濾渣為無鉻或低鉻廢渣，實現(xiàn)含鉻廢渣的無害化處理。所述加入氧化劑具體為鼓泡通入O3 ;具體通入量及時間并不特別限定，以采樣檢測分析樣品中三價鉻全部或絕大部分(90%以上)轉(zhuǎn)化成六價格為好。本發(fā)明通過攪拌酸洗、中和、過濾的簡單工藝，有效降低含鉻廢渣中的鉻含量，使處理后的廢渣完全不含鉻或者僅含有極少量的鉻，其穩(wěn)定性滿足HJ/T299浸浙試驗標(biāo)準(zhǔn)，浸浙液總鉻<9mg/L，六價鉻<3mg/L的國家標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，雖然鉻有助于煤粉燃燒過程，但直接將含鉻廢渣作為助燃劑是行不通的，因為鋼鐵行業(yè)的鉻渣直接作 為助燃劑存在以下問題1、含鉻廢渣直接作為助燃劑只能制作成最為常見的固態(tài)粉末形式，而鋼鐵行業(yè)的含鉻廢渣存在強度大、難以粉碎至期望粒徑的問題，若顆粒度過大，分散性差、則助燃效果差；2、含鉻廢渣除含有鉻外，顯然還含有其它多種成分，在這些成份中，有部分(如A1203、SiO2)對煤粉沒有任何助燃作用，若不分離會影響整個助燃劑的助燃效果，甚至?xí)鸬较喾吹淖饔茫?，鉻渣中除含有部分六價鉻外，還含有大量三價鉻，三價鉻的催化活性較六價鉻低，直接使用含鉻廢渣作為助燃劑會帶來催化活性低的問題。發(fā)明人正是基于上述問題，采用本發(fā)明工藝對含鉻廢渣進(jìn)行處理時發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明工藝中的攪拌酸洗過程，是將不利于煤粉燃燒的雜質(zhì)與利于煤粉燃燒的物質(zhì)(包括鉻)分離的過程，同時，含鉻的濾液以液態(tài)形式存在，一并解決了固態(tài)助燃劑分散性差的問題。進(jìn)一步的，通過加入氧化劑使三價鉻絕大部分或全部轉(zhuǎn)化為六價鉻以提高助燃劑的催化活性。所述氧化劑優(yōu)選03，以鼓泡通入的形式加入，O3對Cr3+具有較好的效果，O3的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位2. 07V，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Cr2O72-的氧化還原電位I. 36V，因此O3可以快速的將Cr3+氧化為Cr6+，既實現(xiàn)金屬離子的價態(tài)轉(zhuǎn)化，又不會給制得的助燃劑添加其他的雜質(zhì)。所述攪拌酸洗過程可以為直接加鹽酸溶液進(jìn)行一次攪拌酸洗，也可以采用多級逆向酸洗，由于采用了多級逆向酸洗工藝，鹽酸溶液由最后一級酸洗工藝逆向進(jìn)入第一級酸洗工藝，正常開工后，由于上一級酸洗的鹽酸溶液是來自下一級酸洗工藝中的酸洗液，則含鉻廢渣經(jīng)第一次酸洗后的上清液中可溶物質(zhì)含量最高，可以以其作為混合液進(jìn)行后續(xù)的中和、過濾處理，濾液作為助燃劑產(chǎn)品。而經(jīng)多級逆向酸洗工藝分離出的廢渣中含鉻量會大幅下降。有益效果I)本發(fā)明工藝簡單，原料易得、生產(chǎn)成本及設(shè)備投資低，經(jīng)處理后廢渣為無鉻或低鉻廢渣，對環(huán)境影響小，還可得到副產(chǎn)品助燃劑，經(jīng)濟效益高，易于推廣；2)制得的助燃劑煤種適應(yīng)性好，還可適應(yīng)于多種鍋爐和其它燃煤設(shè)備；3)本發(fā)明使用的助燃劑添加量少，不會對鍋爐帶來損害；4)本發(fā)明助燃劑為液體劑型，使用方便、分散均勻；5)本發(fā)明的助燃劑的原料為工業(yè)危險廢棄物，在節(jié)約危廢的處理成本的同時，還大大降低了原料采購成本；6)、具有明顯節(jié)煤效果，節(jié)煤率為3. 5% 6%。


圖I為本發(fā)明實施例I的工藝流程圖。圖2為本發(fā)明實施例3的工藝流程圖。
具體實施方式

實施例I :原料來自鋼鐵行業(yè)冷軋工藝廢水處理后的含鉻廢渣，其Cr2O3含量為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)5. 3%。(I)將含鉻廢渣(下稱鉻渣)放入攪拌釜中，再加入鹽酸溶液(水濃鹽酸體積比為I :1)，鉻渣與鹽酸溶液的固液質(zhì)量比為1:1，制成混合液。(2)混合液充分?jǐn)嚢鐸Omin后向再加入NaOH溶液(濃度為15 30%)調(diào)節(jié)pH值到5 6，然后過濾，獲得濾液及濾渣，濾液即為助燃劑I。濾渣經(jīng)浸出檢測，總鉻16. Smg/L,六價鉻 <2. 8mg/L。實施例2原料來自鋼鐵行業(yè)冷軋工藝廢水處理后的含鉻廢渣，其Cr2O3含量為6. 6%。(I)將含鉻廢渣(下稱鉻渣)放入攪拌釜中，再加入鹽酸溶液(水濃鹽酸為1:1),鉻渣與鹽酸的固液質(zhì)量比為I: 4，制成混合液。(2)混合液充分?jǐn)嚢?0min后向再加入NaOH溶液(濃度為15 30%)調(diào)節(jié)pH值到5 6，然后過濾，獲得濾液及濾渣，濾渣填埋，濾液即為助燃劑2。濾渣經(jīng)浸出檢測，總鉻9. 2mg/L,六價鉻 <2. lmg/Lo實施例3 原料來自鋼鐵行業(yè)冷軋工藝廢水處理后的含鉻廢渣，其Cr2O3含量為26. 36%。(I)將含鉻廢渣放入攪拌釜中進(jìn)行四級逆向酸洗(可根據(jù)含鉻廢渣中的鉻含量合理設(shè)計酸洗的級數(shù))，具體為，含鉻廢渣加入2級酸洗后的上清液(即為酸洗液)進(jìn)行I級攪拌酸洗，然后沉降分離出上清液和液固相，I級酸洗后的上清液作為混合液進(jìn)入下一工序；I級酸洗后的液固相加入3級酸洗后的上清液(即為酸洗液)進(jìn)行2級攪拌酸洗，然后沉降分離出上清液和液固相，2級酸洗后的上清液回用作I級酸洗的酸洗液；2級酸洗后的液固相加入4級酸洗后的上清液及最后過濾后的濾液作為酸洗液進(jìn)行3級攪拌酸洗,然后沉降分離出上清液和液固相，3級酸洗后的上清液回用作2級酸洗的酸洗液；3級酸洗后液固相加入新鮮的鹽酸溶液進(jìn)行4級攪拌酸洗，然后沉降分離上清液和液固相，4級酸洗后的上清液回用作3級酸洗的酸洗液，液固相過濾得到液相及濾渣，液相也回用作3級酸洗的酸洗液，濾渣(經(jīng)檢測Cr2O3含量質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 16%)填埋。所述四級逆向酸洗中控制每級攪拌酸洗步驟中固液質(zhì)量比為I :1_2，攪拌時間為10-20min，靜置沉降時間為30_60min，開工時，使用鹽酸溶液(濃度為I :4)作為各級酸洗的初始酸洗液，直至滿足酸洗液的循環(huán)量后即上述步驟進(jìn)行。(2)1級酸洗后得到的上清液加入NaOH溶液(濃渡為15 30%)調(diào)節(jié)pH值到5 6后鼓泡通入03，將Cr3+氧化為Cr6+得到氧化上清液，然后使氧化上清液再次沉降分離出上清液及液固相，液固相再經(jīng)過濾得到濾液及濾渣，上清液和濾液即為助燃劑3，濾渣(濾渣經(jīng)浸出檢測，總鉻7. 8mg/L,六價鉻1. 9mg/L)填埋。實施例4原料來自鋼鐵行業(yè)冷軋工藝廢水處理后的含鉻廢渣，其Cr2O3含量為26. 36%。與實施例3的區(qū)別在于，步驟(I)中采用三級逆向酸洗，具體步驟參見步驟(1)，得到濾渣(濾渣經(jīng)浸出檢測，總鉻7. 8mg/L，六價鉻1.9mg/L)填埋；步驟(2)中未鼓泡通入
O3,而是將上清液調(diào)節(jié)PH值后直接進(jìn)行沉降分離，其余同實施例3，上清液和濾液即為助燃劑4，濾渣(濾渣經(jīng)浸出檢測，總鉻2. 8mg/L,六價鉻2. 6mg/L)填埋。配制方法·
將實施例4的助燃劑4按煤樣質(zhì)量的5%。與煤樣I和煤樣2混合,得添加煤樣I和添加煤樣2。將添加有助燃劑4的添加煤樣I和添加煤樣2及未添加助燃劑的原煤樣I和2在實驗室小型流化床以及熱重分析儀上進(jìn)行燃燒實驗，結(jié)果如表I :表I煤燃燒著火溫度與煙氣中氣體含量的平均值
權(quán)利要求
1.一種鋼鐵工業(yè)含鉻廢渣的處理方法，其特征在于，將含鉻廢渣放入攪拌釜中，再加入鹽酸溶液進(jìn)行攪拌酸洗，使含鉻廢渣中包括鉻在內(nèi)的可溶物溶解；然后調(diào)節(jié)混合液的PH值到5 6后過濾,濾洛為無鉻或低鉻廢洛,濾液作為燃煤助燃劑。
2.如權(quán)利要求I所述的鋼鐵工業(yè)含鉻廢渣的處理方法，其特征在于，向調(diào)節(jié)pH值后的混合液中加入氧化劑使三價鉻氧化為六價鉻后再進(jìn)行過濾。
3.如權(quán)利要求I或2所述的鋼鐵工業(yè)含鉻廢渣的處理方法，其特征在于，所述含鉻廢渣與鹽酸溶液的固液質(zhì)量比為1:1 1:4。
4.如權(quán)利要求I或2所述的鋼鐵工業(yè)含鉻廢渣的處理方法，其特征在于，所述攪拌酸洗為多級逆向酸洗，其中，將含鉻廢渣進(jìn)行一級攪拌酸洗、沉降分離后得到上清液，對上清液調(diào)節(jié)PH值5 6 ;沉降分離后得到的液固相進(jìn)行二級攪拌酸洗，再進(jìn)行沉降分離得到上清液，二級攪拌酸洗后的上清液作為一級攪拌酸洗的酸洗液即鹽酸溶液回用，以此類推，最后一級攪拌酸洗沉降分離后得到的液固相混合液，過濾后的廢渣為無鉻或低鉻廢渣。
5.如權(quán)利要求4所述的鋼鐵工業(yè)含鉻廢渣的處理方法，其特征在于，所述一級攪拌酸洗后的上清液調(diào)節(jié)pH值5 6后加入氧化劑使三價鉻氧化為六價鉻后,先沉降分離出上清液及液固相，然后對液固相過濾，濾洛為無鉻或低鉻廢洛，過濾后的濾液及分離出的上清液作為燃煤助燃劑。
6.如權(quán)利要求2或5所述的鋼鐵工業(yè)含鉻廢渣的處理方法，其特征在于，所述加入氧化劑具體為鼓泡通入O30
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼鐵工業(yè)含鉻廢渣的處理方法，解決了現(xiàn)有含鉻廢渣污染環(huán)境、經(jīng)濟效益低的問題。技術(shù)方案包括將含鉻廢渣放入攪拌釜中，再加入鹽酸溶液進(jìn)行攪拌酸洗，使含鉻廢渣中包括鉻在內(nèi)的可溶物溶解；然后調(diào)節(jié)混合液的pH值到5～6后過濾，濾渣為無鉻或低鉻廢渣，濾液作為燃煤助燃劑。本發(fā)明工藝簡單、運行成本低、含鉻廢渣無害化處理程度高，同時還能獲得附加值高的節(jié)煤助燃劑。
文檔編號B09B5/00GK102825060SQ20121033326
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者吳高明, 韓軍, 王世杰, 吳高宏 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司, 武漢悟拓科技有限公司