鉻渣無害化燒結生產處理實踐

伍雁梅

（四川達州鋼鐵集團有限責任公司，中國 達州635002）

1 引言

鉻鹽是國民經濟不可缺少的重要原料，應用范圍覆蓋全國10%的商品生產，鉻渣是生產鉻鹽過程中產生含有少量六價鉻的廢渣，具有強氧化性，屬危險廢物。防止鉻渣危害的辦法是將六價鉻還原為毒性較小的三價鉻，消除其毒性。目前處理方法大多數存在處理不徹底、處理成本高、造成二次污染等諸多問題，因此導致鉻渣堆積成災。

2 達鋼燒結實現無害化處理鉻渣

鉻渣采用燒結煉鐵進行無害化處理的方式，濟鋼燒結廠曾于2007年采用。

2012年達鋼燒結廠根據國內外鉻渣無害化處理和綜合利用的工藝，利用鉻渣中所含鈣、鎂代替白云石粉，實現了燒結過程無害化處理流程，解決了運輸過程、生產過程的二次污染。

3 燒結生產處理鉻渣的可行性分析

3．1 鉻渣理化指標

3．1．1 鉻渣化學成分見表1。

3．1．2 鉻渣粒度組成見表2。

表1 鉻渣化學成份（%）

表2 鉻渣粒度組成（%）

從鉻渣化學成分可見，鉻渣含大量CaO和MgO，與燒結用熔劑白云石粉的化學成分接近，而且還有部份金屬鐵。其粒度組成適宜燒結生產制粒和造球。

4 燒結無害化處理鉻渣的原理分析

在不改變燒結工藝的前提下，在燒結過程中鐵礦粉、石灰、焦粉與鉻渣混合并覆裹成球，在燒結溫度下（1 200℃～1 300℃），焦粉中固定C周圍形成局部還原氣氛，并產生大量液相，形成新的礦物。六價鉻被還原后進入新礦物或被玻璃相裹復。

除溫度和還原條件外，酸性環境有助于六價鉻的還原，研究發現，燒結礦堿度大于2．0倍，六價鉻難于還原，堿度小于2．0倍時，有利于六價鉻的還原。因此，燒結生產中燒結礦堿度應保持在1．80倍左右。

5 鉻渣無害化燒結生產流程

5．1 無害化運輸流程

鉻渣汽車運輸進廠→格倉儲存（加蓬蓋）→行車抓進配料倉（密閉）→電子皮帶秤自動稱量配料→混勻礦粉

5．2 無害化燒結流程

混勻礦粉（含鉻渣）→配入焦粉約5%→一次圓筒混合機（實現與燒結料的混和、預覆裹）→二次圓筒混合機（實現二次成球）→燒結機布料、點火（點火溫度1 050℃，燒結溫度1 200℃～1 300℃）→產品燒結礦→高爐

5．3 產品及副產品無害化預防流程

為了預防可能產生的危害，所有產品及副產品均不落地，采用皮帶運輸進高爐，確需落地時，不允許露天堆放。

（1）燒結礦：①皮帶運輸→高爐；②中間礦倉儲存（密封）→皮帶運輸→高爐；③落地時→8#格倉（加蓬蓋）→高爐

（2）燒結返礦：①皮帶運輸→燒結配料倉（密封）；②落地時→8#格倉（加蓬蓋）→皮帶運輸→燒結配料倉（密封）

（3）除塵灰：氣力輸灰裝置（封閉）→密封倉儲存→污泥干粉包裹→礦石棧橋格倉（加蓬蓋）→行車抓進配料倉（密閉）

6 鉻渣無害化處理采取的技術措施

為了摸索鉻渣在燒結生產過程中替代白云石粉的可行性，共計進行了3次14個燒結杯實驗方案。實驗方案采用2%～3%鉻渣代替燒結生產中白云石粉。實驗結果表明，使用鉻渣后混合料大于3mm粒級從58．2%提高到79．1%，親水性和活性都較好，燒結礦具有較好的技術經濟指標和冶金性能，能夠在燒結過程中代替白云石粉。

對配料下料口進行改造，將下料口由原來的400mm改為目前的250mm，寬度減小后提高了電子皮帶秤的輸出控制，保證了稱量的準確性、下料的均勻性。

控制燒結礦堿度，為了保證鉻渣中劇毒的六價鉻較為充分地還原為沒有毒性的三價鉻，燒結礦堿度必須控制在1．8倍。而事實上2012年全年燒結礦堿度為2#機1．85倍、3#機1．83倍。

防止鉻渣板結：鉻渣在堆放過程中極易產生板結，而燒結廠在鉻渣進入配料前增加了對鉻渣的破碎工藝，防止了鉻渣板結后影響下料的穩定性。

7 鉻渣無害化燒結生產操作參數控制

達鋼燒結廠于2012年3月至12月使用鉻渣，點火溫度控制在1 050℃左右，焦粉配比5%左右，燒結礦FeO含量控制在8．5%左右，燒結礦堿度小于2．0倍，保證了燒結溫度1 200℃～1 300℃，達到產生足夠的液相和新的礦相，在局部還原氣氛下，有助于六價鉻還原為三價鉻，并被燒結礦粘結相所裹覆，實現鉻渣的徹底除毒。2012年燒結生產操作參數見表3。

表3 2012年燒結生產操作參數

8 燒結生產主要技術經濟指標

2012年3月至11月，燒結廠2#、3#燒結系統使用鉻渣比例0．13%～3．1%，部分代替白云石粉，共使用鉻渣6．7萬余噸。主要技術經濟指標見表4。

從生產效果顯示，配入鉻渣后，燒結料的成球性能有所好轉，彌補了鐵精粉比例上升對成球性和透氣性的不良影響。

使用鉻渣后，燒結礦產量、質量（強度和粒度）均保持較好指標，并且鉻渣有害元素均較低，對燒結礦S、P含量沒有影響。

使用鉻渣后，白云石粉消耗顯著下降，燒結礦成本下降。

9 鉻渣無害化燒結生產的效果

達鋼燒結生產實踐表明，做好運輸過程、燒結過程、轉運過程的全封閉，預防二次污染，采取合適的操作參數，鉻渣在燒結過程無害化處理是徹底、可靠、安全的，也是最經濟、可行的。不僅為達鋼節約成本創造了直接經濟效益，而且實現了鉻渣的徹底解毒處理，解決了鉻渣對環境的污染問題，對鉻渣資源進行了綜合利用，不再大量堆存，節約大量土地資源并徹底杜絕了鉻渣對土地的污染。