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红星机器尾矿处理探究:铬渣如何实现绿色零排放

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2014-07-12 08:54:00

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铬盐行业排放的铬渣造成严重的环境污染与资源浪费,目前全国积存已有250万吨左右,并以每年20多万吨的速度在递增,已对地下水、河流和海域造成严重威胁,危及人类及各种生物. 对铬渣的治理大多是将6价铬解毒处理后堆存或填埋.

日本电工公司德岛化工厂将毒性铬渣与亚硫酸盐造纸废液在回转窑内还原焙烧后再堆存或填埋,日本德山化工厂将铬渣与一定比例的粘土混合,制成建筑骨料;美国两个大的铬盐厂基本是将铬渣解毒处理后用以填海.此外也有少量用来制陶瓷、作玻璃着色剂等及与水泥一起固化等消纳性处理方法[

中国科学院化工冶金研究所开发的连续液相氧化铬铁矿生产铬盐的清洁生产新工艺,已成功地将铬渣量减至传统工艺的1/4.新生态、高比表面积的多孔铬渣内镁和铁具有较高的反应活性,为进一步资源化提供了条件.本研究提出了碳酸化解离铬渣-镁提取-干湿法协同解毒-富铁渣制备铁氧体的新过程,将铬渣减量至达标排放,为铬盐清洁生产新工艺全流程实现达标排放和资源综合利用的终目标奠定了基础. 铬渣达标排放新过程无废渣、废水和废气向环境排放,是典型的绿色化工过程.

铬渣的典型组份为14.2% Mg,40% Fe,0.59% Cr,0.35% Si, 0.60% Al和1.41% ΣNa.铬渣的X光衍射图表明,铬渣中镁主要是以晶态的Mg(OH)2存在,氧化铝和氧化硅主要以晶态的硅铝酸盐(1.08Na2O·Al2O3·1.68SiO2·1.81H2O)存在,铁以非晶态的氧化铁存在.

由于铬渣的比表面积大,氢氧化镁具有高的反应活性,并在碳酸化过程中易于在弱酸性介质内反应,而渣内的氧化铁不反应,六价铬被硫酸亚铁还原为三价铬,以Cr(OH)3的形式进入铬渣,这既保证了产品碳酸镁的高纯度,又提高了渣相中铁的含量.在碳酸化过程中铬渣内的游离NaOH反应成为碳酸钠进入液相,处理后的铬渣过滤性能明显提高.ST-03比表面测定仪测得碳酸化浸出前铬渣的比表面积为33.9 m2/g,浸后为69.4 m2/g.

常压碳酸化浸出镁的反应动力学实验表明, 提高CO2的分压和液固比、降低反应温度将增加镁的浸出速率;外加超声波场大大强化浸出速率,同时也加速了碳酸镁的分解反应速率,适应于短时间操作;水溶液中加入碳酸氢铵后降低了镁的浸出速率.

镁的精制实验表明,可以制备出高纯度的轻质碳酸镁和氧化镁产品;提镁后的铬渣经还原焙烧和磁选后可制备磁性铁氧体,作为硬磁性材料.

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