专利名称：铬渣和废酸的综合利用法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铬渣和废酸的综合利用方法。
铬酸钠生产中排放的铬渣是一种危险固体废物，其毒害性较强，排放量大，污染面广，我国各地的铬渣排放厂未处理的铬渣堆积如山，铬渣污染生态环境造成严重的公害，因而引起人们的高度重视。铬渣的治理方法有许多种(见《化工环保》1994第4期)。由于铬渣的治理涉及成本等多方面因素，目前离彻底治理铬渣的目标尚远，为此仍需开发新的方法，以求达到治理铬渣、化害为利的目的。
废酸系工业生产中排放的强酸性溶液，如钛白粉生产中排放的废硫酸、钢铁厂酸洗工段排放的废硫酸。废酸是一种腐蚀性强的溶液，其排放量大，污染面广。如钛自粉生产，每吨钛白粉成品副产8-10吨废酸，多年以来，许多厂家副产的废酸，除少量得到利用外，大量的废酸需加碱性物料中和处理，因成本较高，一些厂家无法承受，因此使大量的废酸未经处理而直接排放，成为污染生态环境的公害。当前急需开发低成本的废酸处理利用方法，以求达到化害为利的目的。
本发明的目的是提供一种以废治废，化害为利的方案，它实施时投入小、成本低、治理量大、方法简便、易于上马，综合效益好，。
本发明具体述说如下本发明所定义的废酸是含有六价铬还原物质硫酸亚铁的废酸，如钛白粉生产中水解工段排放的废硫酸、钢铁厂酸洗工段排放的废硫酸，铬渣是指铬酸钠生产中排放的含6价铬的铬渣。上述废酸中含有硫酸亚铁是铬渣6价铬的还原物，铬渣属碱性物，其PH值＞10，是废酸的中和物料。
各地工厂排放的铬渣和废酸因生产工艺的变化，其化合物成分的含量变化较大，比如同一厂铬渣的取样，其六价铬的含量可相差近10倍，为保证废酸和铬渣之间的氧化还原反应及中和反应完全，在较大的数值范围内选择它们的重量百分比，废酸∶铬渣=20％-80％∶20％-80％。
部分厂家排放的废酸，其成份中6价铬还原物质较少，如按上述重量配比，不能使铬渣6价铬完全还原，为此，可以采取在废酸和铬渣组成的反应物料中，再加入占铬渣重量的10％-100％的硫酸亚铁参与反应，这样可保证铬渣解毒达到国家标准，此外，由于钛白粉厂副产硫酸亚铁量大，加大硫酸亚铁的用量，一是可以综合利用好硫酸亚铁，二是可以使反应生成的固体物料中铁和硫的含量增加，将有利于它的综合利用，如作水泥生料烧成的矿化剂及水泥熟料的缓凝剂时，铁硫的含量增加会有较好的作用。
根据配比的不同，废酸和铬渣反应生成的物料的固液相多寡，来选择反应的工艺和设备，当反应产生的液相较多时，采用类似湿法磷酸生产的工艺及设备，当反应产生的物料基本为固相物料时，采用类似过磷酸钙生产的工艺及设备，在选择好工艺和设备后，将废酸和铬渣经混料反应使6价铬还原、废酸中和。
为保证反应完全，要求使用一定细度的铬渣粉状料，最好选用堆陈多年已风化成粉状的铬渣，或经粉碎加工成细度为60目以上的铬渣。
为了彻底治理和完全利用好废物，废酸与铬渣化学反应后，所产生的固体物料可作下述用途(1)替代部分原料用于水泥生料的配料，(2)替代部分混合材原料作水泥熟料的混合材用，(3)替代石膏作水泥熟料的缓凝剂用，(4)作制作砼材料的掺和料用，(5)替代部分粘土作烧结砖瓦的原料用，(6)掺入其它原料一起，用于道路的路基或基础工程。
为达到最大的综合利用效果，可采用如下方法回收铬渣和废酸中的铁铬资源按本发明规定的配比，取废酸配比重量的上值范围，废酸与铬渣混合反应后，将生成含Cr离子和Fe离子的溶液，采取湿法磷酸的工艺及设备，使生成物的固相与液相分离，再将分离得到的溶液经过加热-空气搅拌氧化-加碱中和-结晶-沉淀分离工艺，从溶液中分离回收的固体结晶物，是具有较高经济价值的铁铬磁性氧化体，而分离澄清后的液体，其铁铬离子的含量已达到国家排放标准，可无害排放。
与已有的铬渣和废酸分别处理方法比较，本发明方案可合并利用它们的有害物的特性相互作用，达到利废治废，综合利用的目的。本法能在铬渣排放厂就地处理铬渣，大大地减少了铬渣治理的二次污染。特别是将铬渣通过本方案制水泥，可达到安全、低成本、无二次污染，水泥的6价铬含量达标。本法具有投资省、处理渣量大、生产工艺简便，尚能回收部分铬资源。
实施例一组份重量配比铬渣80％(湿球磨加工的60目铬渣湿料)，钛白废酸20％、另加铬渣重量100％的硫酸亚铁溶液。
用生产过磷酸钙的反应设备，将物料混合搅拌，反应生成料经过堆料熟化，自然干燥后，供水泥厂作原料，按5％-15％的重量比掺入水泥生料，或按3％-25％的重量比掺入水泥熟料中(替代石膏缓凝剂和部分水渣混合材)。
实施例二组份重量配比铬渣(风化粉状料)20％、钛白废酸80％，采用湿法磷酸的反应设备，将物料混合搅拌，反应生成料通过固液分离，固体物料经堆放自然干燥后，供给混凝土搅拌站作砼材料的掺和料用(掺入量为10％-60％)用、替代部分粘土(最大掺入替代量为60％)作烧结砖瓦的泥坯原料用，或替代路基材料用于道路工程的路基(最大掺入替代量为100％)。
分离所得的溶液经过加热-空气搅拌氧化-加碱中和-结晶-沉淀，分离回收铁铬磁性氧化体结晶，澄清后的液体排放。
实施例三组份重量配比铬渣50％(球磨加工成60目)、钛白废酸50％、另加铬渣重量10％的硫酸亚铁。
用生产过磷酸钙的反应设备，将物料混合搅拌反应，生成料通过堆料熟化自然干燥后，供给水泥厂作原料，按5％-15％的重量比作原料掺入水泥生料，按3％-25％的重量比掺入水泥熟料中(替代石膏和部分水渣)。
实施例四组份重量配比铬渣(风化粉状料)30％、钢铁厂酸洗废酸70％。
采用湿法磷酸的反应设备，将物料混合搅拌，反应生成料通过固液分离，固体物料经堆放自然干燥后，供给水泥厂作水泥生产原料，按5％-15％的重量比作原料掺入水泥生料，或按5％-25％的重量比掺入水泥熟料中替代石膏缓凝剂和部分水渣混合材。
反应物经固液分离得到的溶液经过加热-空气搅拌氧化-加碱中和-结晶-沉淀，分离回收铁铬磁性氧化体结晶，澄清后的液体排放。
权利要求
1.铬渣和废酸的综合利用法，其特征是铬渣用风化成粉状或细度为60目以上的铬渣，废酸用钛白粉生产或钢铁酸洗加工排放的废酸，它们重量百分比为，废酸∶铬渣=20％-80％∶20％-80％，采用湿法磷酸或过磷酸钙的生产工艺及设备，将废酸和铬渣一起加入反应。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是如废酸的亚铁含量不够还原反应所需，可按铬渣重量的10％-100％另加还原剂硫酸亚铁共同参与反应。
3.如权利要求1所述的方法，其特征是若反应生成液相物，需固液相分离，所得溶液经过加热－空气搅拌氧化－加碱中和－结晶－沉淀分离，回收铁铬磁性氧化体晶体，澄清后的液体再排放。
4.如权利要求1所述的方法，其特征是反应生成的固体物料的综合利用(1)替代部分水泥生料原料用于水泥生料的配料，(2)替代部分水泥熟料的混合材作水泥熟料的混合材用，(3)替代石膏作水泥熟料的缓凝剂用，(4)作制作砼材料的掺和料用，(5)替代部分粘土作烧结砖瓦的原料用，(6)用于道路工程的路基。
全文摘要
本发明利用铬渣废酸的有害化合物的相互作用,经化学反应无害化后,再资源化利用的一种方法。其主要特征是采用占组份重量比为:20—80%的废酸与20—80%的铬渣反应,反应产生的固体物料作水泥生产原料加以利用,反应产生的液体制铁铬磁性氧化体后再排放,本发明利废治废,实施的投入小、运行成本低、治理废酸废渣量大,实施后能取得较好的环境效益和经济效益。
文档编号B09B3/00GK1300646SQ0013135
公开日2001年6月27日 申请日期2000年11月2日 优先权日2000年11月2日
发明者刘洋 申请人:刘洋