化工企業(yè)鉻渣無(wú)害化處理及資源再利用技術(shù)

荊 濤

（甘肅省固體廢物管理中心，甘肅蘭州 730020）

鉻渣主要產(chǎn)生于鉻鹽工業(yè)，是一種毒性較強(qiáng)、可致癌的重金屬危險(xiǎn)廢物；鉻渣含Cr6+，具有較強(qiáng)的氧化性，對(duì)人體皮膚、黏膜等可直接造成傷害；鉻渣中的Cr6+極易溶于水，風(fēng)吹、日曬、雨淋等極易造成周邊地表、土壤、地下水源、附近河流的嚴(yán)重污染，危害生態(tài)環(huán)境和人民生命財(cái)產(chǎn)。

為加快和徹底解決鉻渣污染問(wèn)題，消除鉻渣的環(huán)境安全隱患，探索一條投資少、運(yùn)行成本低，解毒徹底，不產(chǎn)生二次污染的鉻渣無(wú)害化處置工藝技術(shù)方案，本研究以循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念為指導(dǎo)，以廢物“減量化、無(wú)害化、資源化”3R為原則，開(kāi)展了鉻渣無(wú)害化處理與資源再利用技術(shù)研究與示范。

1 實(shí)驗(yàn)技術(shù)方案

1.1 實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容

針對(duì)鉻鹽企業(yè)歷史遺留及新產(chǎn)生鉻渣采取的鉻渣干法解毒處理技術(shù)投資大、運(yùn)行成本高、解毒不徹底，易產(chǎn)生二次污染等問(wèn)題，對(duì)鉻渣燒結(jié)煉鐵預(yù)處理及燒結(jié)煉鐵處理技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.1 鉻渣燒結(jié)煉鐵處理技術(shù)

該技術(shù)充分利用鋼鐵冶金行業(yè)現(xiàn)有工藝裝備和流程，以鉻渣替代部分燒結(jié)用白云石以及鉻渣中含有部分對(duì)燒結(jié)及煉鐵有用的物質(zhì)如鐵、鈣、鎂等，利用燒結(jié)機(jī)在高爐高溫下將鉻渣中的Cr6+、Cr3+還原為金屬鉻，既對(duì)鉻渣徹底解毒，又充分發(fā)揮了鉻渣的資源價(jià)值。但由于鉻渣中的鈣為非活性鈣，燒結(jié)配加鉻渣后，減少了生石灰的配加量相應(yīng)減少了活性鈣的添加量，影響燒結(jié)混合料的制粒效果，燒結(jié)料層透氣性變差，導(dǎo)致燒結(jié)礦產(chǎn)量下降，配加量較大時(shí)對(duì)高爐的生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅，同時(shí)，破碎處理過(guò)的鉻渣若粒徑過(guò)小，在燒結(jié)上料過(guò)程易產(chǎn)生揚(yáng)塵，威脅工人的身體健康，進(jìn)入上料系統(tǒng)前必須對(duì)其進(jìn)行噴淋灑水。若水分含量過(guò)高或過(guò)低可能造成下料不暢，造成達(dá)不到燒結(jié)煉鐵工藝參數(shù)要求而返工的現(xiàn)象。因此，該技術(shù)對(duì)鉻渣預(yù)處理要求比較嚴(yán)格，對(duì)鉻渣粒度大小、比例多少、水分高低都有很高的要求。

1.2.2 工藝參數(shù)

1.2.2.1 鉻渣粒度

鉻渣進(jìn)入上料系統(tǒng)之前，為防止燒結(jié)過(guò)程鉻渣粒度大而成為造球核心，導(dǎo)致燒結(jié)過(guò)程中燒不透，造成解毒（還原）不徹底，對(duì)進(jìn)入燒結(jié)原料中的鉻渣粒度有嚴(yán)格要求。通過(guò)對(duì)鉻渣粒度大小對(duì)鉻渣解毒效果的影響進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)進(jìn)入上料線(xiàn)的鉻渣提出了其粒度1～6mm的要求。

1.2.2.2 鉻渣配比

鉻渣摻入原料中燒結(jié)，既要消除六價(jià)鉻的毒性，又不能影響燒結(jié)礦的生產(chǎn)質(zhì)量，所以需要確定最佳摻燒量。在某鋼鐵廠(chǎng)的燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行了用鉻渣作為燒結(jié)熔劑替代部分生石灰和輕燒白云石的生產(chǎn)試驗(yàn)，鉻渣經(jīng)地礦槽上料至直拉皮帶進(jìn)入燒結(jié)配料系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)整直拉皮帶轉(zhuǎn)速參與配料。分別將鉻渣按0%、1%、2%、3%和4%的比例配入原料進(jìn)行摻燒，對(duì)熔劑消耗、總鐵含量指標(biāo)、利用系數(shù)、返礦率等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了分析測(cè)試。結(jié)果見(jiàn)表1、表2、表3所示。

表1 混合料配比（%）

表2 燒結(jié)技術(shù)指標(biāo)

表3 燒結(jié)礦指標(biāo)（%）

當(dāng)鉻渣配比為2%時(shí)，溶劑消耗降低3.4%，總鐵含量下降0.25%，返礦率增加0.6%；當(dāng)鉻渣配比為3%時(shí)，溶劑消耗降低4.8%，總鐵含量下降0.36%，返礦率增加2.0%；當(dāng)鉻渣配比為4%時(shí)，溶劑消耗降低6.3%，總鐵含量下降0.47%，返礦率增加2.6%。

隨著鉻渣配比的增大，溶劑消耗、燒結(jié)礦成品率，總鐵含量都受到不同程度影響?；旌狭香t渣配比為3%以上時(shí)，燒結(jié)返礦增多幅度較大，影響后續(xù)生產(chǎn)。在鉻渣配比為2%控制時(shí)效果最佳，既能保證鉻渣日消耗量，又對(duì)生產(chǎn)指標(biāo)影響幅度很小，后續(xù)煉鐵工藝爐況順行，操作穩(wěn)定。

1.2.2.3 鉻渣水分

鉻渣在上料過(guò)程中容易產(chǎn)生揚(yáng)塵，為減少粉塵污染，在進(jìn)入上料系統(tǒng)前對(duì)鉻渣進(jìn)行噴淋灑水，但灑水過(guò)量容易形成積水或上料不暢，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，確定鉻渣含水率控制在5%～7%時(shí)，既可以避免揚(yáng)塵污染環(huán)境，也能防止積水或料倉(cāng)下料不暢，保證生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 結(jié)束語(yǔ)

1）確定鉻渣無(wú)害化利用處置“預(yù)處理一密封運(yùn)輸—鉻渣不落地—負(fù)壓入倉(cāng)—封閉傳輸—燒結(jié)煉鐵”最佳工藝技術(shù)路線(xiàn)，并應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)鉻鹽企業(yè)鉻渣就地預(yù)處理、封閉運(yùn)輸、鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煉鐵利用處理三個(gè)過(guò)程的融合，解決了鉻渣燒結(jié)煉鐵處置過(guò)程中化工行業(yè)與鋼鐵行業(yè)對(duì)接難的問(wèn)題。

2）揭示鉻渣燒結(jié)煉鐵無(wú)害化利用處置技術(shù)鉻渣替代部分燒結(jié)原料對(duì)燒結(jié)礦和鋼鐵質(zhì)量的影響規(guī)律，在國(guó)內(nèi)首次成功確定鉻渣燒結(jié)煉鐵無(wú)害化利用處置最佳工藝技術(shù)參數(shù)：鉻渣原料摻入比例≤2%、摻燒粒徑≤3mm、水分保持5%～77%，形成成熟穩(wěn)定的鉻渣燒結(jié)煉鐵無(wú)害化利用處理技術(shù)，并成功轉(zhuǎn)化應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，解決了現(xiàn)有鉻渣無(wú)害化處置技術(shù)投入大、處理成本高、工藝不穩(wěn)定、技術(shù)不成熟、解毒不徹底的技術(shù)難題。

3）提出一種有效滿(mǎn)足鉻渣燒結(jié)煉鐵工藝參數(shù)要求的鉻渣預(yù)處理系統(tǒng)，有效解決鉻渣燒結(jié)煉鐵預(yù)處理鉻渣粒度、水分不易控制，易造成鉻渣粒度、水分不符合燒結(jié)煉鐵工藝參數(shù)要求而返工和造成下料不暢技術(shù)難題。

4）建立鉻鹽、鋼鐵工業(yè)鉻渣無(wú)害化利用處理全過(guò)程申報(bào)登記、臺(tái)賬管理、轉(zhuǎn)移聯(lián)單、經(jīng)營(yíng)許可、應(yīng)急預(yù)案和信息公開(kāi)等管理制度，加強(qiáng)了對(duì)鉻渣及鉻污染物貯存、預(yù)處理、運(yùn)輸及無(wú)害化解毒處置過(guò)程監(jiān)管，杜絕了二次污染事故的發(fā)生，保障了周邊區(qū)域群眾生命安全和環(huán)境安全，促進(jìn)了歷史遺留鉻渣治理目標(biāo)任務(wù)的全面完成。