鉻鐵渣中水溶性六價鉻浸取研究*

王樹軒，李 寧，李 波，李玉龍，2

（1.中國科學院青海鹽湖研究所，青海西寧 810008；2.中國科學院研究生院）

鉻鐵渣中水溶性六價鉻浸取研究*

王樹軒1，李 寧1，李 波1，李玉龍1，2

（1.中國科學院青海鹽湖研究所，青海西寧 810008；2.中國科學院研究生院）

研究了鉻鐵渣中水溶性六價鉻的浸取條件，確定了最佳的浸取條件：去離子水與鉻鐵渣的質(zhì)量比為8，溫度為80℃，采用回旋振蕩方式，振蕩頻率為150 r/min，浸取時間為5 h。在此條件下測得的水溶性六價鉻的量為每克鉻鐵渣中含2.78μg，含量極低。確定鉻鐵渣中水溶性鉻的浸出條件對評價鉻鐵渣對環(huán)境的危害提供了實驗依據(jù)。

鉻鐵渣；水溶性；浸??；Cr6+

鉻鐵渣是在有色金屬硅鉻鐵合金的冶煉過程中，排出的一種含鉻冶煉廢渣［1］。鉻鐵渣中六價鉻具有較大的毒性，且極易溶于水，對環(huán)境造成嚴重污染［2-3］。由于鉻鐵渣中鉻的存在形態(tài)比較復雜，根據(jù)鐵合金冶煉過程特點，將鉻鐵渣中鉻的存在形態(tài)分為水溶性、酸溶性、安全態(tài)和殘留態(tài)。鉻鐵渣中鉻以水溶態(tài)存在的量非常低，在冶煉工藝不出現(xiàn)問題時，一般不對環(huán)境造成污染。但目前，中國對鉻鐵渣的處理仍以露天堆置為主，其危害不僅沒有消除，甚至還會因為污染物的大量堆聚而造成嚴重后果。因此，研究鉻鐵渣中水溶性鉻的浸出條件對評價鉻鐵渣對環(huán)境的危害提供了實驗依據(jù)［4-5］。

1 實驗

鉻鐵渣：取自青海金廣鎳鉻材料有限公司。將鉻鐵渣破碎，粉碎成粒度為75μm備用。主要化學成分：w（SiO2）＝29.91%，w（Al2O3）＝19.05%，w（Fe2O3）＝2.79%，w（TiO2）＝3.72%，w（CaO）＝5.58%，w（MgO）＝33.38%， w（總鉻以Cr2O3計）＝3.68%

實驗方法：準確稱取5 g鉻鐵渣，用去離子水對鉻鐵渣中水溶性鉻進行浸取，然后過濾，并將濾液在250mL容量瓶中定容，用二苯碳酰二肼光度法測定鉻［6］。

實驗設備：SHY-2A水浴恒溫振蕩器，722S可見光光度計。

2 實驗結果與討論

2.1 浸取劑用量的影響

設定浸取時間為5 h，水溫為20℃，采用回旋振蕩方式，振蕩頻率為150 r/min。浸取劑用量（去離子水與鉻鐵渣的質(zhì)量比，簡稱液固比）對浸取效果的影響如圖1所示。由圖1可知，液固比在2～8時，隨著液固比的增大，浸取的Cr6+的量增加；但當液固比在8～20時，浸取的Cr6+的量變化不大。在這種浸取條件下，液固比為8即可滿足浸取要求。

圖1 浸取劑用量對浸取效果的影響

2.2 浸取時間的影響

液固比為8、水溫為20℃、采用回旋振蕩方式、振蕩頻率為150 r/min，設定不同的時間進行浸取。浸取時間對浸取效果的影響如圖2所示。由圖2可知，浸取時間在1～5 h時，隨著時間的延長，浸取的Cr6+的量增加；但在5～10 h時，隨時間延長，浸取的Cr6+的量呈下降趨勢。實驗表明，浸取時間為5 h即可滿足浸取要求。

圖2 浸取時間對浸取效果的影響

2.3 浸取溫度的影響

液固比為8、采用回旋振蕩方式、振蕩頻率為150 r/min、浸取時間為5 h，浸取溫度對浸取效果的影響如圖3所示。由圖3可知，溫度對浸取的影響很大，隨著溫度的升高，浸取的Cr6+的量增加。綜合考慮各方面因素，最佳的浸取溫度為80℃。

圖3 浸取溫度對浸取效果的影響

2.4 振蕩頻率的影響

液固比為8、水溫為80℃、采用回旋振蕩方式、浸取時間為5 h，不同振蕩頻率對浸取效果的影響如圖4所示。由圖4可以看出，最佳的振蕩頻率為150 r/min。

圖4 振蕩頻率對浸取效果的影響

3 結論

確定了鉻鐵渣中水溶性Cr6+的最佳浸取條件，即去離子水與鉻鐵渣的質(zhì)量比為8，溫度為80℃，采用回旋振蕩方式，振蕩頻率為150 r/min，浸取時間為5 h。在此條件下測得的水溶性Cr6+的量為每克鉻鐵渣中含2.758μg，含量極低。確定鉻鐵渣中水溶性鉻的浸出條件對評價鉻鐵渣對環(huán)境的危害提供了實驗依據(jù)。

［1］ 周慶磊，劉穎.工業(yè)鉻鐵廢渣在水泥行業(yè)中的應用研究［J］.四川地質(zhì)學報，2007，27（4）：300-304.

［2］ 黎小華.含鉻廢渣的綜合利用［J］.重慶環(huán)境科學，1995，17（2）：48-51.

［3］ 常文越.含鉻（VI）廢物堆放場所土壤/地下水的污染特點及土著微生物的初步生物解毒試驗研究［J］.環(huán)境保護科學，2002，114（28）：102-105.

［4］ 劉世明.碳鉻渣綜合利用初探［J］.鐵合金，2003（3）：35-37.

［5］ 邱會東，楊治立，蘭偉，等.高碳鉻鐵渣中鉻的存在形態(tài)研究［J］.鐵合金，2008（6）：29-31.

［6］ GB/T15555.4—1995 固體廢物六價鉻的測定二苯碳酰二肼分光光度法［S］.

Study on leachingwater-soluble Cr(Ⅵ)from ferrochrom e slag

Wang Shuxuan1，LiNing1，LiBo1，LiYulong1，2
（1.Qinghai Institute ofSalt Lakes，ChineseAcademy ofSciences，Xining 810008，China; 2.Graduate University，Chinese Academy of Sciences）

Leaching conditions ofwater-soluble Cr6+in ferrochrome slag were investigated.Optimal leaching conditionswere confirmed as follows：mass ratio of deionized water to ferrochrome slag was 8，leaching temperaturewas 80℃，frequency of swing oscillator was 150 r/min，and leaching time was 5 h.Under those conditions，the amount ofwater-soluble Cr6+in ferrochrome slagwas as low as 2.758μg per gram.Confirmation of leaching conditions ofwater-soluble Cr6+in ferrochrome slag provided experimentalbasis for the evaluation ofhazard of ferrochrome slag to the environment.

ferrochrome slag；water-solubility；leaching；Cr6+

TQ136.11

A

1006-4990（2012）07-0047-02

中國科學院“西部之光”人才培養(yǎng)計劃項目（0812021010）；中國科學院支青項目（0910101030）。

2012-01-10

王樹軒（1968— ），男，副研究員，本科，碩士生導師，主要研究方向為建筑材料和鹽湖化工。

聯(lián)系方式：wangsxuan@163.com