一种铬渣的多级化利用方法

本发明涉及废弃物资源化利用，具体涉及一种铬渣的多级化利用方法。

背景技术：

1、铬渣指的是生产金属铬和铬盐过程中产生的固体废弃物，对人类健康会造成一定的危害。目前，工业铬渣的排放量较大，且铬渣中成分复杂，除含有铬、铁、镁、铝等金属元素外，还含有剧毒重金属铬cr(ⅵ)，其能够污染土壤、地表水和地下水，从而对人类及生态环境产生影响，因此实现铬渣的综合利用和处理就显得尤为重要。

2、当前国内外对于铬渣的处理主要是对其进行解毒，使六价铬转化为三价铬并固定，解毒技术包括了化学还原法、化学浸出法、微生物修复法以及生物质热解法等。而其中化学还原法不能完全将六价铬转化为三价铬，同时铬渣的强碱性还会导致还原剂失效。化学浸出法的解毒效率较低且具有二次污染的可能，微生物修复法因微生物受环境影响较大，故在铬渣中难以生长繁殖则同样存在效率低的问题。相较于以上几种技术，生物质热解法更加环保、经济且更容易获取，有较好的利用前景。

3、解毒后的铬渣，因其具有熔点高、硬度大等特点，常常用于制备建筑材料、道路材料以及耐火材料，而这些综合利用方式会对铬渣中富含的金属资源造成浪费。经解毒后的铬渣主要含有三价铬、铝、镁、铁、钙等金属元素，对于解毒铬渣中金属元素的回收目前也有技术得以实现，但多数仅停留在回收单个金属元素上，对于铬渣的综合利用缺乏系统研究。

技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种铬渣的多级化利用方法，对铬渣进行了多极化处理，实现了铬渣资源的高效利用。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种铬渣的多级化利用方法，包括如下步骤：

4、s1.铬渣解毒；

5、s2.将解毒后的铬渣与水混合成浆料，加酸进行酸浸，过滤，得到滤渣一和含有mg2+、ca2+、al3+、fe3+和cr3+的滤液一；

6、s3.调节滤液一的ph至2～3，在一定温度下反应，使其中fe3+沉淀，固液分离，得到氢氧化铁和含有mg2+、ca2+、al3+和cr3+的滤液二；

7、s4.调节滤液二的ph至11～11.5，反应后得到含有氢氧化钙、氢氧化镁和氢氧化铬的滤渣三和含有alo2-的滤液三；

8、s5.向滤液三中添加可溶性碳酸氢盐，反应后过滤，得到氢氧化铝；

9、s6.将滤渣三制备成ph为12～14的混合液，反应后固液分离，得到氢氧化钙、氢氧化镁混合物和含有cro2-的滤液五；

10、s7.向滤液五中加入足量沸水，静置，固液分离，得到氢氧化铬和碱液。

11、按上述方案，步骤s1中铬渣采用生物质热解法进行解毒。

12、按上述方案，所述生物质热解法为：将铬渣研磨后与秸秆共混，然后通过管式炉加热实现铬渣的解毒。

13、进一步，管式炉的温度为500℃～600℃，反应时间为3～5h。

14、进一步，铬渣研磨后粒度为50～100目。

15、按上述方案，步骤s2中水与铬渣的质量比为1.5～2：1，酸浸的温度为80～90℃，时间为12～36h。

16、按上述方案，步骤s2中酸为盐酸，酸的浓度为3～5mol/l；以浓度为3mol/l的盐酸计，盐酸与铬渣的质量比为3～4：1。

17、按上述方案，步骤s3中的反应温度为90～100℃，时间为3～4h。

18、按上述方案，步骤s4中反应时间为5～8h。

19、按上述方案，步骤s5中可溶性碳酸氢盐与铬渣的质量比为1：5～6，反应时间为2～4h。

20、按上述方案，步骤s3、s4、s6中调节ph用的碱为氢氧化钠或氢氧化钾，步骤s5中的可溶性碳酸盐为碳酸氢钠或碳酸氢钾。

21、按上述方案，步骤s7中得到的碱液进入步骤s6进行循环利用以调节滤渣三的ph值。

22、本发明的有益效果是：

23、发明人对铬渣进行了系统研究，通过深入分析及长时间摸索，最终得到了本发明的铬渣的多级化利用方法，实现了铬渣的多级处理，并利用铬渣中的有价金属，成功制备了氢氧化铁、氢氧化铝、氢氧化钙氢氧化镁混合物以及氢氧化铬四种产品，对铬渣中的金属元素进行了多级化利用，实现了铬渣中金属资源的最大化利用，解决了工业固体废弃物铬渣的排放问题，且制备的得到的四种产品中，对铬渣中有价金属铁、铝、钙镁和铬的利用率分别达到86.2％、62.7％、79.3％和64.2％，提高了铬盐企业的经济效益，具有良好的工业利用价值。

24、制备得到的氢氧化铁可用来制备颜料、药物，也因为其具有优异的表面吸附性，可作为净水剂；氢氧化铝广泛用于制作无机盐、聚氯化铝、阻燃防火填料、净水剂等，尤其是在阻燃剂方面，氢氧化铝不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，因此，获得较广泛的应用；氢氧化钙氢氧化镁混合物是一种良好的复合阻燃剂，其具有阻燃、抑烟、填充三重优异功能且无毒无害，将其作为填料可以提高材料的阻燃性能，降低成本；氢氧化铬可用于制备三价铬盐及三氧化二铬，也可用于油漆、颜料、羊毛处理及冶金、搪瓷等行业。

25、该方法工艺流程短，设备简单，且副产物可以进行循环使用，无二次污染物产生，绿色环保，同时提高了原料利用效率。

技术特征：

1.一种铬渣的多级化利用方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的铬渣的多级化利用方法，其特征在于，步骤s1中铬渣采用生物质热解法进行解毒。

3.根据权利要求1所述的铬渣的多级化利用方法，其特征在于，所述生物质热解法具体为：将铬渣研磨后与秸秆共混，然后通过管式炉加热实现铬渣的解毒。

4.根据权利要求1所述的铬渣的多级化利用方法，其特征在于，步骤s2中水与铬渣的质量比为1.5～2：1，酸浸的温度为80～90℃，时间为12～36h。

5.根据权利要求4所述的铬渣的多级化利用方法，其特征在于，步骤s2中酸为盐酸，酸的浓度为3～5mol/l；以浓度为3mol/l的盐酸计，盐酸与铬渣的质量比为3～4：1。

6.根据权利要求1所述的铬渣的多级化利用方法，其特征在于，步骤s3中的反应温度为90～100℃，时间为3～4h。

7.根据权利要求1所述的铬渣的多级化利用方法，其特征在于，步骤s4中反应时间为5～8h。

8.根据权利要求1所述的铬渣的多级化利用方法，其特征在于，步骤s5中可溶性碳酸氢盐与铬渣的质量比为1：5～6，反应时间为2～4h。

9.根据权利要求1～8任一项所述的铬渣的多级化利用方法，其特征在于，步骤s3、s4、s6中调节ph用的碱为氢氧化钠或氢氧化钾，步骤s5中的可溶性碳酸盐为碳酸氢钠或碳酸氢钾。

10.根据权利要求1～8任一项所述的铬渣的多级化利用方法，其特征在于，步骤s7中得到的碱液进入步骤s6进行循环利用以调节滤渣三的ph值。

技术总结本发明提供了一种铬渣的多级化利用方法，包括如下步骤：S1.铬渣解毒；S2.解毒后的铬渣与水混合，酸浸，过滤，得到滤渣一和滤液一；S3、调节滤液一的pH至2～3，使其中Fe<supgt;3+</supgt;沉淀，固液分离，得到氢氧化铁和滤液二；S4.调节滤液二的pH至11～11.5，反应后得到含有氢氧化钙、氢氧化镁和氢氧化铬的滤渣三和滤液三；S5.向滤液三中添加可溶性碳酸氢盐，反应得到氢氧化铝；S6.将滤渣三制备成pH为12～14的混合液，反应后固液分离，得到氢氧化钙、氢氧化镁混合物和滤液五；S7.向滤液五中加入足量沸水，静置，固液分离，得到氢氧化铬和碱液。该方法对铬渣进行多级处理，实现了铬渣的高效资源化利用。技术研发人员：袁必和,徐熹晨,金行,陈先锋,杨曼,李凯琳,范旭,尹尧,张智澎,沈然照受保护的技术使用者：武汉理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11