鉻鐵渣中水溶性六價鉻浸取研究*

王樹軒，李 寧，李 波，李玉龍，2

（1.中國科學院青海鹽湖研究所，青海西寧 810008；2.中國科學院研究生院）

鉻鐵渣中水溶性六價鉻浸取研究*

王樹軒1，李 寧1，李 波1，李玉龍1，2

（1.中國科學院青海鹽湖研究所，青海西寧 810008；2.中國科學院研究生院）

研究了鉻鐵渣中水溶性六價鉻的浸取條件，確定了最佳的浸取條件：去離子水與鉻鐵渣的質量比為8，溫度為80℃，采用回旋振蕩方式，振蕩頻率為150 r/min，浸取時間為5 h。在此條件下測得的水溶性六價鉻的量為每克鉻鐵渣中含2.78μg，含量極低。確定鉻鐵渣中水溶性鉻的浸出條件對評價鉻鐵渣對環境的危害提供了實驗依據。

鉻鐵渣；水溶性；浸取；Cr6+

鉻鐵渣是在有色金屬硅鉻鐵合金的冶煉過程中，排出的一種含鉻冶煉廢渣［1］。鉻鐵渣中六價鉻具有較大的毒性，且極易溶于水，對環境造成嚴重污染［2-3］。由于鉻鐵渣中鉻的存在形態比較復雜，根據鐵合金冶煉過程特點，將鉻鐵渣中鉻的存在形態分為水溶性、酸溶性、安全態和殘留態。鉻鐵渣中鉻以水溶態存在的量非常低，在冶煉工藝不出現問題時，一般不對環境造成污染。但目前，中國對鉻鐵渣的處理仍以露天堆置為主，其危害不僅沒有消除，甚至還會因為污染物的大量堆聚而造成嚴重后果。因此，研究鉻鐵渣中水溶性鉻的浸出條件對評價鉻鐵渣對環境的危害提供了實驗依據［4-5］。

1 實驗

鉻鐵渣：取自青海金廣鎳鉻材料有限公司。將鉻鐵渣破碎，粉碎成粒度為75μm備用。主要化學成分：w（SiO2）＝29.91%，w（Al2O3）＝19.05%，w（Fe2O3）＝2.79%，w（TiO2）＝3.72%，w（CaO）＝5.58%，w（MgO）＝33.38%， w（總鉻以Cr2O3計）＝3.68%

實驗方法：準確稱取5 g鉻鐵渣，用去離子水對鉻鐵渣中水溶性鉻進行浸取，然后過濾，并將濾液在250mL容量瓶中定容，用二苯碳酰二肼光度法測定鉻［6］。

實驗設備：SHY-2A水浴恒溫振蕩器，722S可見光光度計。

2 實驗結果與討論

2.1 浸取劑用量的影響

設定浸取時間為5 h，水溫為20℃，采用回旋振蕩方式，振蕩頻率為150 r/min。浸取劑用量（去離子水與鉻鐵渣的質量比，簡稱液固比）對浸取效果的影響如圖1所示。由圖1可知，液固比在2～8時，隨著液固比的增大，浸取的Cr6+的量增加；但當液固比在8～20時，浸取的Cr6+的量變化不大。在這種浸取條件下，液固比為8即可滿足浸取要求。

圖1 浸取劑用量對浸取效果的影響

2.2 浸取時間的影響

液固比為8、水溫為20℃、采用回旋振蕩方式、振蕩頻率為150 r/min，設定不同的時間進行浸取。浸取時間對浸取效果的影響如圖2所示。由圖2可知，浸取時間在1～5 h時，隨著時間的延長，浸取的Cr6+的量增加；但在5～10 h時，隨時間延長，浸取的Cr6+的量呈下降趨勢。實驗表明，浸取時間為5 h即可滿足浸取要求。

圖2 浸取時間對浸取效果的影響

2.3 浸取溫度的影響

液固比為8、采用回旋振蕩方式、振蕩頻率為150 r/min、浸取時間為5 h，浸取溫度對浸取效果的影響如圖3所示。由圖3可知，溫度對浸取的影響很大，隨著溫度的升高，浸取的Cr6+的量增加。綜合考慮各方面因素，最佳的浸取溫度為80℃。

圖3 浸取溫度對浸取效果的影響

2.4 振蕩頻率的影響

液固比為8、水溫為80℃、采用回旋振蕩方式、浸取時間為5 h，不同振蕩頻率對浸取效果的影響如圖4所示。由圖4可以看出，最佳的振蕩頻率為150 r/min。

圖4 振蕩頻率對浸取效果的影響

3 結論

確定了鉻鐵渣中水溶性Cr6+的最佳浸取條件，即去離子水與鉻鐵渣的質量比為8，溫度為80℃，采用回旋振蕩方式，振蕩頻率為150 r/min，浸取時間為5 h。在此條件下測得的水溶性Cr6+的量為每克鉻鐵渣中含2.758μg，含量極低。確定鉻鐵渣中水溶性鉻的浸出條件對評價鉻鐵渣對環境的危害提供了實驗依據。

［1］ 周慶磊，劉穎.工業鉻鐵廢渣在水泥行業中的應用研究［J］.四川地質學報，2007，27（4）：300-304.

［2］ 黎小華.含鉻廢渣的綜合利用［J］.重慶環境科學，1995，17（2）：48-51.

［3］ 常文越.含鉻（VI）廢物堆放場所土壤/地下水的污染特點及土著微生物的初步生物解毒試驗研究［J］.環境保護科學，2002，114（28）：102-105.

［4］ 劉世明.碳鉻渣綜合利用初探［J］.鐵合金，2003（3）：35-37.

［5］ 邱會東，楊治立，蘭偉，等.高碳鉻鐵渣中鉻的存在形態研究［J］.鐵合金，2008（6）：29-31.

［6］ GB/T15555.4—1995 固體廢物六價鉻的測定二苯碳酰二肼分光光度法［S］.

Study on leachingwater-soluble Cr(Ⅵ)from ferrochrom e slag

Wang Shuxuan1，LiNing1，LiBo1，LiYulong1，2
（1.Qinghai Institute ofSalt Lakes，ChineseAcademy ofSciences，Xining 810008，China; 2.Graduate University，Chinese Academy of Sciences）

Leaching conditions ofwater-soluble Cr6+in ferrochrome slag were investigated.Optimal leaching conditionswere confirmed as follows：mass ratio of deionized water to ferrochrome slag was 8，leaching temperaturewas 80℃，frequency of swing oscillator was 150 r/min，and leaching time was 5 h.Under those conditions，the amount ofwater-soluble Cr6+in ferrochrome slagwas as low as 2.758μg per gram.Confirmation of leaching conditions ofwater-soluble Cr6+in ferrochrome slag provided experimentalbasis for the evaluation ofhazard of ferrochrome slag to the environment.

ferrochrome slag；water-solubility；leaching；Cr6+

TQ136.11

A

1006-4990（2012）07-0047-02

中國科學院“西部之光”人才培養計劃項目（0812021010）；中國科學院支青項目（0910101030）。

2012-01-10

王樹軒（1968— ），男，副研究員，本科，碩士生導師，主要研究方向為建筑材料和鹽湖化工。

聯系方式：wangsxuan@163.com