高浓度含铬废渣处理方法：危险废物无害化处理处置技术的突破

高浓度含铬废渣处理方法：危险废物无害化处理处置技术的突破

该方法属于资源环境技术领域，具体涉及危险废物无害化处理处置技术，具体涉及一种处理高浓度含铬废渣的方法。

背景技术：

进入21世纪，人类社会面临各种挑战，其中环境污染问题已引起人们的重视。铬污染是人们必须重视的问题。多年来，铬污染危害人类健康的案例屡见不鲜，尤其是国际癌症研究机构得出的六价铬可致癌的结论，让铬污染更加恶名远播。

含铬废物是电镀、制革等行业的主要危险废物，在《危险货物名录》中被列为第21类废物。常见的铬价态有二价、三价、六价等。铬的毒性与其价态有关。金属铬无毒，但化合物中的六价铬是强致癌物、致突变物，可诱发肺癌、鼻咽癌等癌症。六价铬还易被人体吸收，在体内蓄积。

在化工生产中，我国铬盐生产普遍采用落后的钙法焙烧工艺。采用该工艺进行生产，每生产一吨铬盐就会产生2至3吨废铬渣，全国每年新增含铬危险废物约75万至90万件。据调查，全国因铬渣引发污染场地已超过100处，污染面积约5平方公里。甚至其中一些场地总铬和六价铬含量较高，远远超过检测标准值，严重影响居民健康和生活。如云南陆良铬渣污染场地附近出现癌症村，多人死于癌症，死亡人数每年约6至7人，最小的9岁儿童也死于癌症。现在，铬渣无害化处理已被认为是我国铬盐产业健康发展的瓶颈问题，更是一道世界性难题。

目前，铬渣的处置方法主要有：堆存法、固化法、无害化处理、熔融固化法、水泥固化法、络合法、电化学法、生物净化法等。单独使用这些方法存在成本高、工艺复杂的问题，不能真正满足经济、实用、有效的要求。因此，对于铬渣的处理，多种方法相结合，简化处置流程，降低成本是健康、有效处置铬渣的发展趋势。

CN2.8公开了一种含无机盐有机废水与含铬废渣的处理方法，包括：(a)提供含无机盐有机废水，在pH为0.1～4.0的条件下向有机废水中添加含铬废渣；(b)将得到的混合物在150～400℃下进行液相反应，然后过滤，得到滤液和滤渣；(c)可选地向得到的滤液中添加还原剂以还原残留的铬，然后过滤，得到滤液和滤渣；(d)将步骤(b)或(c)得到的滤液结晶，得到无机盐晶体和母液；(e)调节步骤(d)得到的母液的pH为6.5～7.0，析出沉淀，并将沉淀与滤液分离；以及(f)可选地将步骤(e)得到的滤液脱盐后返回生产或排放。该方法不仅能有效去除有机废水中的有机物，还能回收有机废水中的无机盐，处理后的废水可返回工业应用或经过简单除盐后直接排放，此外还可回收含铬废渣中的铬。

CN2.8公开了一种含铬废弃物处理方法，其步骤为：a)收集六价铬含量为5wt％的废渣或废液，先加入废酸液搅拌10-30min，再加入化学废液，反应2-6h；b)向步骤a)反应后的废弃物中加入石灰调节pH值至7-9，搅拌20-60min，然后固化。

CN2.X公开了一种钢铁行业含铬废渣的处理方法，解决了现有含铬废渣的环境污染和经济效益低的问题。其技术方案是将含铬废渣置于搅拌釜中，加入盐酸溶液搅拌酸洗，使含铬废渣中含铬的可溶性物质溶解；然后调节混合溶液的pH值为5-6，过滤，滤渣为无铬或低铬废渣，滤液作为煤助燃剂使用。

现发明一种处理含铬废渣的方法，所用药剂价格低廉，不会对环境造成二次污染，具有显著的经济效益和社会效益。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种处理工艺简单、处理成本低、运行效果稳定的高浓度含铬废渣的方法。

一种处理含铬废渣的方法，具体实施步骤包括如下：

(1)将含铬废渣加水搅拌均匀后，加入酸性物质，调节pH值后加入还原剂进行还原反应；

优选的，步骤（1）中酸性物质为硫酸，pH调节范围为2-4；

优选的，步骤（1）中还原剂为硫代硫酸钠；

优选的，步骤（1）中加入的还原剂的量为废渣总重量的10％～25％；

优选的，步骤（1）中还原反应时间为25～35分钟；

（2）取少量还原反应（1）后的废渣，加入适量的水，观察废渣与水混合后水的颜色变化；

优选的，步骤（2）中水的颜色变化是指由黄色变成绿色；

(3)在步骤(2)之后，向废渣中加入碱性物质，调节pH值；

优选地，步骤(3)中碱性物质为石灰；

优选的，步骤（3）中pH调节为调节反应后的废渣pH为7-9；

(4)在步骤(3)之后的废渣中加入絮凝剂，充分搅拌废渣并控制废渣呈弱碱性；

优选的，步骤（4）中絮凝剂为聚合硫酸铝；

优选的，步骤（4）中所述弱碱性的pH值为7～8.5；

优选的，步骤（4）中充分搅拌的时间为10至15分钟；

(5)向完成步骤(4)后的废渣中加入固化剂并充分搅拌，控制废渣呈弱碱性；

优选的，步骤（5）中充分搅拌的时间为5至15分钟；

优选的，步骤（5）中所述弱碱性的pH值为7～8；

(6) 将步骤(5)后固化后的废渣进行固化处理；

优选的，步骤（6）中固化时间为3至5天。

本发明人对含铬废渣的处理方法进行了大量的实验研究，其工作原理如下：（1）通过加入硫酸调节废渣pH为3～5之间，并加入适量的硫代硫酸钠，一方面将含铬废渣中毒性较大的Cr6+还原为Cr3+，同时通过控制废渣的酸性条件来调节还原反应的时间（pH为6+的废渣溶于水后颜色为黄色，Cr3+颜色为绿色，通过颜色的变化可判断还原反应的程度）；（3）聚合硫酸铝是一种复合聚合物，分子结构大，吸附能力强，混凝速度快，能有效去除废渣中的重金属离子，从而减少浸出量。（4）生成的Cr(OH)3以水泥为两性氢氧化物，反应过程结束后酸碱性必须维持在弱碱性。（5）反应后水泥与废渣混合形成固化体，首先可以增强废渣的强度，其次可以包裹重金属离子，进一步阻止铬的浸出，形成二次污染。

本发明所采用的反应设备为现有的公知设备。

本发明与现有的加工工艺相比，具有如下优点和效果：

其在常温常压下操作，反应条件易控制，适用性强，工业运行效果稳定；加入的药剂种类少，成本低，不会对环境造成二次污染，经济效益和社会效益显著；总铬及六价铬离子浸出率低，可确保达到国家危险废物填埋标准。

详细描述

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的实施例并不限于所描述的内容。

示例 1

以某电镀厂含铬废渣为处理对象，该废渣原始组成为：pH=4.67、总Cr=389mg/L、Cr6+=366mg/L；

采用本发明的方法处理废渣：

另取废渣搅拌均匀，加入适量水调成稀泥状，搅拌约5分钟，加入硫酸反应调节pH为4，加入废渣总重量10%的硫代硫酸钠固体，搅拌30分钟，待颜色变绿后加入石灰调节废渣pH为8.5，取废渣总重量8%的聚合硫酸铝进行絮凝反应10分钟，最后检测pH，当废渣pH调节为8时，加入废渣总重量15%的水泥进行固化养护。

养护4天后进行浸出试验：总Cr=9.6mg/L，Cr6+=0.088mg/L。

示例 2

以某皮革厂含铬废渣为处理对象，该废渣原始组成为：pH=5.2、总Cr=/L、Cr6+=416mg/L；

采用本发明的方法处理废渣：

另将废渣搅拌均匀，加入适量的水使其变成污泥状态，搅拌约10分钟。加入适量的硫酸调节pH为2，加入废渣总量的20％固体硫代硫酸钠，搅拌30分钟。搅拌完毕后，取少量溶于适量的水中，观察其颜色变为绿色。然后加入石灰调节废渣的pH为8.5左右。然后取废渣总重量的15％加入聚合硫酸铝进行絮凝反应15分钟，最后检测pH值。当废渣pH调节到7.5时，加入废渣总重量的20％水泥进行固化。

养护4 d后进行浸出试验：总Cr=8.56 mg/L，Cr6+=0.093 mg/L。

示例 3

以某电镀厂含铬废渣为处理对象，该废渣原始组成为：pH=6.4、总Cr=678mg/L、Cr6+=112mg/L；

采用本发明的方法处理废渣：

另将废渣搅拌均匀，加入适量的水使其变成污泥状态，搅拌约8分钟。加入适量的硫酸进行反应，调节pH值至约3。加入废渣总量15％的硫代硫酸钠固体，搅拌30分钟。搅拌完毕后，取少量溶于适量的水中，观察其颜色变为绿色。然后加入石灰，调节废渣的pH值为8.5。再取废渣总重量的8％加入聚合硫酸铝进行絮凝反应10分钟。最后检测pH值。当废渣pH值调节到8时，加入废渣总重量的10％的水泥进行固化。

养护5天后进行浸出试验：总Cr=10.52mg/L，Cr6+=0.130mg/L。

示例 4

以某皮革厂含铬废渣为处理对象，该废渣原始组成为：pH=5.8、总Cr=865mg/L、Cr6+=216mg/L；

采用本发明的方法处理废渣：

另取废渣搅拌均匀，加入适量的水，使其变成污泥状态，搅拌约10分钟。加入适量的硫酸进行反应，调节pH值至约3。加入占废渣总重量17％的硫代硫酸钠固体，搅拌30分钟。搅拌完毕后，取少量溶于适量的水中，观察其颜色，直至变成绿色。然后加入石灰，调节废渣的pH值至约8.5。然后取占废渣总重量10％的聚合硫酸铝进行絮凝反应10分钟，最后检测pH值。当废渣pH值调节到8时，加入占废渣总重量15％的水泥进行固化。

养护5天后进行浸出试验：总Cr=7.46mg/L，Cr6+=0.098mg/L。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和构思之内，所作的任何修改、替换、简化、改进等，均视为等同替换方法，均视为本发明的保护范围。