專利名稱：鉻碴浸泡還原解毒法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是鉻碴解毒技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及的是一種鉻碴浸泡還原解毒法。
鉻鹽產(chǎn)品是國民經(jīng)濟(jì)中不可短缺的重要化工產(chǎn)品，由于其在生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢碴具有浸出毒性，因而在環(huán)境中堆存會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，這也是制約企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要因素。如果不能有效地解除掉鉻碴中的六價(jià)鉻，將危及人類賴以生存的自然環(huán)境。目前，對(duì)鉻碴處理采取的方法主要有碴場堆放法、焙燒還原法，鉻碴煉鐵及配煤發(fā)電等，上述方法中碴場堆放法不僅不能從根本上解決鉻碴的毒性問題，還給后期的封存、防滲漏等帶來諸多的不便。而焙燒還原法雖能從根本上解決鉻碴的毒性問題，但其高昂的處理費(fèi)用卻使企業(yè)難以接受、鉻碴煉鐵及配煤發(fā)電仍存在運(yùn)輸過程中碴毒散落問題，總之，上述方法難以令人滿意，又難以被廣泛采用。
本發(fā)明的任務(wù)即由此產(chǎn)生，提出一種鉻碴浸泡還原解毒法，該方法不僅可一次性永久地去除鉻碴中的毒性，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，且投資小、處理成本低、解毒周期短、工藝簡單、可大規(guī)模處理鉻碴。
為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，在大量理論探討及試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，給出本發(fā)明的技術(shù)方案如下通過采用還原劑溶液浸泡鉻碴的方法，使鉻碴中的有毒物質(zhì)六價(jià)鉻由固體鉻碴內(nèi)析出，在溶液內(nèi)還原為三價(jià)鉻。
本發(fā)明所采用的還原劑最好是硫化鈉(Na2S)。依據(jù)六價(jià)鉻鹽理化性質(zhì)，硫化鈉是六價(jià)鉻鹽的最佳還原劑，利用硫離子(S2-)與鉻鹽中的六價(jià)鉻(Cr6+)在溶液中所發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，促使六價(jià)還原成三價(jià)鉻，進(jìn)而達(dá)到解毒目的。實(shí)際鉻鹽生產(chǎn)中，鉻碴中六價(jià)鉻以鉻酸鈉形式存在，故存在下列反應(yīng)情況。
離子方程式表示為
還原劑硫化鈉的理論用量硫化鈉含量以100％計(jì)，六價(jià)鉻鹽(重鉻酸鈉)也以100％計(jì)算。每噸硫化鈉能夠處理六價(jià)鉻鹽的量計(jì)算如下
已知Na2S分子量78，Na2Cr2O7·2H2O分子量298.02即一噸硫化鈉能夠處理重鉻酸鈉的量為X噸則78/1＝298.02/X經(jīng)計(jì)算X＝3.821(噸)在實(shí)際處理過程中，硫化鈉產(chǎn)品含量為60％鉻碴中重鉻酸鈉帶損取0.5％，依其質(zhì)量折算，每噸還原劑硫化鈉處理重鉻酸鈉的量為 又因鉻碴帶損為0.5％，則一噸60％含量的硫化鈉能還原處理鉻碴量為
2.292÷0.5％＝458.4(噸)由此可得，每噸鉻碴六價(jià)鉻鹽帶損0.5％，以重鉻酸鈉計(jì)為5Kg，處理一噸廢碴需用還原劑硫化鈉量為2.18公斤。
本發(fā)明采用的還原劑也可以是FeSO4、(NH4)2Fe(SO4)2等亞鐵鹽類，在酸性條件下，反應(yīng)為以及有機(jī)類還原劑，帶有羥基的醇類及醛類等具有還原性的化合物，在酸性條件下，以甲醇為例，反應(yīng)為
1、鉻碴處置的要求設(shè)計(jì)制造15-20m3容積、底部帶漏板過濾層的浸泡鐵槽，鉻碴最大顆粒直徑≤5mm，將鉻碴批量放置于鐵槽內(nèi)，高度距上面槽沿15cm為準(zhǔn)。一次處理鉻碴量20噸(可根據(jù)規(guī)模擴(kuò)大鐵槽的容量或數(shù)量)然后綜合取樣化驗(yàn)六價(jià)鉻含量，依含量按批量計(jì)算六價(jià)鉻鹽總量，計(jì)算求得稱取硫化鈉的實(shí)際用量。
2、還原劑硫化鈉用量計(jì)算按每批處理鉻碴的量計(jì)算硫化鈉用量，因?qū)嶋H處理過程中，硫化鈉會(huì)自然損失很小一部分，排放鉻碴中又自然帶損少量硫化鈉，故按理論量就會(huì)不夠，必須加大硫化鈉用量，即過量使用硫化鈉的量，這樣才能保證六價(jià)鉻徹底得到還原。試驗(yàn)證明，以三倍硫化鈉用量為最佳用量。為了保證不使硫化鈉損失浪費(fèi)，浸泡含硫化鈉溶液還原鉻碴達(dá)到解毒終點(diǎn)，先輸導(dǎo)浸泡液到另一設(shè)置的儲(chǔ)槽，再用清水洗滌浸碴一遍，洗液一并存入儲(chǔ)槽內(nèi)，以備下次循環(huán)使用浸液。此時(shí)浸液內(nèi)仍含少量的硫化鈉，實(shí)際消耗硫化鈉理論用量的2.5倍左右，即每噸鉻碴消耗硫化鈉5.45公斤。
經(jīng)處理濾去水分的鉻碴，化驗(yàn)無毒后排放指定的地點(diǎn)或作他用。
三倍硫化鈉用量以下列公式計(jì)算硫化鈉用量＝鉻碴數(shù)量(噸)×帶損六價(jià)鉻鹽的含量÷2.292×3說明式中2.292為1公斤60％硫化鈉還原2.292公斤重鉻酸鈉的質(zhì)量(理論計(jì)算量)3為理論用量的三倍系數(shù)。
3、浸泡鉻碴硫化鈉溶液的配制根據(jù)每次處理鉻碴的數(shù)量(噸)，用水量為鉻碴量的60％，將水放入專用池中，在該池中投入硫化鈉理論量的三倍量溶解，待完全溶解后一次放入浸泡槽內(nèi)。使溶液面高出碴面10cm為宜。
配制硫化鈉溶液濃度為(％) 依次以溶液循環(huán)使用的要求，化驗(yàn)含堿量，酌情增減加入硫化鈉的量。
4、浸泡時(shí)間與溫度要求批量處理鉻碴，只需在常溫條件下進(jìn)行即可，浸泡周期為48小時(shí)，以化驗(yàn)鉻碴無六價(jià)鉻為準(zhǔn)，冬季環(huán)境溫度偏低，可酌情延長浸泡時(shí)間，以化驗(yàn)鉻碴無六價(jià)鉻為準(zhǔn)。如果處理批量大，解毒在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)不能徹底，可延長時(shí)間至72個(gè)小時(shí)或更長時(shí)間。
為加快鉻碴的處理速率，縮短周期，可設(shè)置以蒸汽加熱(或利用工廠余熱)、浸泡槽液溫保持在40-50℃即可，24-48小時(shí)；鉻碴中的六價(jià)鉻可完全得到還原，完成解毒過程。
本發(fā)明通過浸溶鉻碴，促使鉻碴中的有害物質(zhì)六價(jià)鉻由固體碴內(nèi)析出溶解水內(nèi)，鉻酸根離子與硫離子結(jié)合通過氧化還原反應(yīng)達(dá)到解毒目的。其解毒方法科學(xué)、工藝簡單適用、解毒速度快、處理成本低、設(shè)備投資少，常溫條件下可大規(guī)模處理鉻碴，且能一次性徹底解毒，不會(huì)對(duì)環(huán)境再造成污染，經(jīng)計(jì)算，處理鉻碴綜合成本每噸不超過30元，此焙燒還原法節(jié)約成本100元以上，優(yōu)于其它處理鉻碴的方法，可使企業(yè)獲得經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益的雙豐收，永久地解決了鉻碴會(huì)污染環(huán)境的后顧之憂，為企業(yè)的生存發(fā)展創(chuàng)造了科學(xué)保證條件，使企業(yè)為造福社會(huì)做出貢獻(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種鉻碴浸泡還原解毒法，其特征在于它是通過采用還原劑溶液浸泡鉻碴的方法，使鉻碴中的有毒物質(zhì)六價(jià)鉻由固體的鉻碴中析出溶于溶液內(nèi)，并被還原為三價(jià)鉻，達(dá)到解毒目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻碴浸泡還原解毒法，其特征在于所述的還原劑為硫化鈉(Na2S)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻碴浸泡還原解毒法其特征在于所述的還原劑還可為FeSO4、(NH4)2Fe(SO4)2亞鐵鹽類或帶有羥基的醇類及醛類物質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉻碴浸泡還原解毒法，其特征在于所述還原劑硫化鈉的用量為理論計(jì)算量的三倍溶于水內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻碴浸泡還原解毒法，其特征在于所述的浸泡方法是在常溫下進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻碴浸泡還原解毒法，其特征在于所述的浸泡液溫度可保持在40-50℃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉻碴浸泡還原解毒法。其是通過采用還原劑溶液浸泡鉻碴的方法,使鉻碴中的有毒物質(zhì)六價(jià)鉻由固體鉻碴內(nèi)析出,在溶液內(nèi)還原為三價(jià)鉻,達(dá)到解毒的目的。本發(fā)明解毒方法科學(xué)、工藝簡單適用,解毒速度快,處理成本低,在常溫下即可大規(guī)模處理鉻碴,且能一次性徹底解毒,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
文檔編號(hào)B09C1/08GK1364665SQ0110270
公開日2002年8月21日 申請(qǐng)日期2001年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月9日
發(fā)明者范玉瓚, 董宏杰 申請(qǐng)人:范玉瓚