鉻渣的環境危害及其治理技術研究*

韓　露，譚建紅，劉思琪

(重慶市長江師范學院，重慶　408100)

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鉻渣的環境危害及其治理技術研究*

韓露，譚建紅，劉思琪

(重慶市長江師范學院，重慶408100)

鉻鹽產品是我國工業發展中十分重要的化工原料，但因其生產過程中會產生大量的固體廢渣，這種含鉻的固體廢渣對人類和環境都有著不可逆轉的危害，因此鉻渣的無害化處理是目前經濟和環境兩大領域中亟待解決的一個重要問題。近年來我國也采取了一定的措施和鉻渣污染防治方案來解決鉻渣遺留問題，但收效甚微，為了更好地解決鉻渣污染問題，本文從鉻渣的來源、分布、危害、治理及研究展望等幾個方面來論述以期能為鉻鹽企業和治污單位提供一個參考。

鉻渣；污染；治理

1　鉻渣概況

鉻渣是一種灰綠色殘渣，主要是在金屬鉻的提煉和各種鉻鹽產品的生產過程中產生的。我國主要采用高耗能、高污染的焙燒法生產鉻鹽產品，其中大約70%采用鈣焙燒工藝，而有鈣焙燒每噸鉻鹽產品約排放的鉻渣量在2.5噸以上。目前我國已經有超過4000噸的鉻渣未得到有效地處理[1-3]。據統計全國鉻鹽生產企業每年生產鉻鹽產品約32.9萬噸，而生產鉻鹽產品產生的鉻渣約逾600萬噸[4]。

1.1我國鉻渣分布現狀

2005年國家對重慶、內蒙古、新疆、青海、湖南、河南、三東、湖北和吉林等重要地方的鉻渣堆存現場進行調查，我國鉻渣分布情況匯總如圖1所示。

圖1　我國鉻渣分布圖

1.2鉻渣的性質

鉻渣長時間放置會與空氣和周圍環境中的其它物質反應從而呈現黃色、黃褐色、黑色或灰白色等幾種顏色[5]。鉻渣大多是不規則的固體殘渣，粒狀的、塊狀的和粉末狀的。鉻渣呈黃褐色是因為鉻渣中紅棕色的氧化鐵和鉻渣中的白色或灰白色的鈣鎂、鈣、硅、鋁的氧化物綜合而呈灰褐色，之后與鉻渣中黃色鉻酸鹽作用，經風干后再鉻渣表面析出黃褐色[6-8]。鉻渣含有較高的堿度，一般新產生的鉻渣pH值在11～12左右[9]。由于高堿度和六價鉻的存在，使得鉻渣的表面在很長一段時間內難以生長任何植物和菌類[10]。

1.3鉻渣對環境的危害

鉻渣中的含有可溶的鉻酸鈉和酸溶性鉻酸鈣，這兩種物質都含有對環境和人體有極大危害的六價鉻。這些六價鉻以及它的流失擴散會造成對生態環境的嚴重破壞和對人體健康構成嚴重威脅。六價鉻進入人體后會進行富集，達到一定量時會引起皮膚潰瘍、接觸性皮炎甚至損壞人體的消化道和皮膚，還可能引起肺癌、過敏等疾病，有研究表明六價鉻“作為潛在致癌物”的斜率因子為42.0 kg·d/mg[11]。世界衛生組織的鑒定表明,六價鉻的化合物是鉻及含鉻的化合物中對人類致癌性最大的，可引起鼻咽癌、肺癌等。鉻的化合物在環境中常以蒸氣、溶液或粉塵的形式存在，人體在接觸或吸入一定量的鉻化合物后可能引起鼻中隔出血、黏膜損壞、支氣管炎等疾病，嚴重時可導致慢性中毒。氣溶膠中六價鉻含量超過110 μg/m3就能引起人體中毒，我國規定居住區大氣中六價鉻最大濃度為0.0015 mg/m3[12]。

2　鉻渣的處理技術

目前我國主要采用干法、濕法、固化法這三種方法來對鉻渣進行處理。干法解毒是目前應用最廣泛的解毒技術，據調查天津同生化工廠、河北鉻鹽化工有限公司、石家莊井陘福海鉻鹽廠、內蒙黃河鉻鹽股份有限公司、吉林安圖化工二廠、蘇州東升化工廠等諸多企業均采用此方法對鉻渣進行處理。因干法解毒投資少、成本低、工藝簡單以及解毒徹底，這使得干法解毒受到大多數企業的青睞，但因在回轉窯中運行時易于在窯體內壁形成瘤體而使得該工藝的發展受到一定限制。

經調查表明山西昔陽縣大通化工有限公司、內蒙古永興鉻鹽廠等公司主要采用濕法解毒來處理鉻渣。濕法解毒可是一種液相還原法，根據反應條件的不同，可分為酸性還原與堿性還原兩種。由于工藝流程簡單、設備選型容易、不受鉻渣類型、處理規模和場地的限制、解毒比較徹底，因此濕法解毒也受到很多企業的重視，但濕法解毒處理工藝較長，解毒后的鉻渣穩定性較差，故其難以迅速發展。

根據鉻渣解毒所使用固化劑的不同，可將固化法分為塑性材料固化法、水泥固化法、石灰固化法和玻璃熔融固化法等。調查顯示河南義馬市振興化工有限公司和杭州紅星化工廠主要采用固化法對鉻渣進行處理。固相還原法的優勢是有解毒徹底、穩定，原料價格便宜，經濟效益好，投資費用低，處理工藝簡單，對含鉻量高的廢渣有處理效果明顯的優勢，其固化產品的強度、耐熱性、耐久性良好，可于填海、鋪路或用作建筑材料等，是鉻渣資源化處理的首選方法[13-14]。但該法一般需要高溫條件，在工業化生產中能耗大，成本高，因此其發展受到一定的限制。

3　鉻渣的綜合利用

目前國外主要是采用堆貯法來處理鉻渣，這種方法是通過在堆渣地運用防滲材料和加蓋處理來防止鉻渣流失進入環境產生污染，這種方法對于鉻渣的處理有一定的優勢，大多數發達國家多趨向于選擇這種安全填埋的方法處理鉻渣[15]，而在國內由于技術和資金問題，這種方法難以進行推廣。然而對鉻渣的最佳處理方法就是對鉻渣進行綜合利用，因為鉻渣中含有多種重金屬和化學物質且具有熔點高、硬度大的性質，所以可將鉻渣中的某些化學物質提取出來當做資源進行重新利用，目前我國鉻渣的綜合利用途徑主要有以下幾個方面：將鉻渣用于煉鐵工業，利用鉻渣代替蛇紋石生產鈣鎂磷肥，生產水泥，利用鉻渣燒制彩釉玻化磚，制造微晶玻璃建筑裝飾板，利用鉻渣生產耐火材料，做玻璃著色劑、生產鑄石、礦渣棉等。

4　鉻渣污染處理技術的研究現狀及其研究前景

如上所述鉻渣污染已經越來越嚴重，而鉻渣的治理也越來越受到更廣泛的研究好關注，除了上述三種處理方法外，微生物法和微波輻射法也被愈來愈多地應用于鉻渣的治理。微生物法是采用特定的菌株對六價鉻進行還原，從而降低鉻渣毒性的一種新技術，它的原理利用細菌進行冶金的原理[16]，微生物法的優點是處理效果好、費用低，操作簡單，不需要過多的能量輸入，對環境的影響較小，無二次污染。微波輻射法的原理是利用微波輻射加熱將毒性較大的六價鉻還原為低毒的三價鉻，從而實現鉻渣的無害化處理[17]。微波輻射法解毒較徹底，解毒后鉻渣物化特性穩定，便于存放，且存放場地也無需作特殊處理[18]。

堆貯法、無害化處理和綜合利用這三種技術是目前我國鉻渣處理的主要方式。鉻渣對環境的污染還在加重，其主要原因是鉻渣治理存在資金、技術等方面的困難，而隨著人類對鉻鹽產品的需求增加，新的污染又在不斷加劇，所以鉻渣污染在短時間內難以徹底治理。因此鉻渣處理有著極大的研究前景和研究意義，有關部門也需要加大鉻渣治理的力度，同時鼓勵學校、社會、企業共同合作積極參與鉻渣治理的研究，從而選擇出治理效果好、處理成本低、方法簡便快捷的鉻渣處理方法。我國正處于快速發展的階段，環境問題和能源危機是我國目前面臨的兩大難題，而實現鉻渣的綜合利用不僅解決了環境問題還實現了資源的高效利用，因此對鉻渣的無害化處理和綜合利用研究會日益迫切，在今后的發展中我們必須結合實際對鉻鹽生產工藝進行改革，同時要實現企業間的緊密合作，將本企業的廢棄物變成另一企業的資源，實現鉻鹽的清潔生產和鉻渣的減量化、無害化處理，這才是防治環境破壞、減輕環境污染的根本途徑。

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Research on Chromium Slag Environmental Harm and Control Technology*

HAN Lu，TAN Jian-hong,LIU Si-qi

(Yangtze Normal University,Chongqing 408100，China)

Chromate products is an important chemical raw material,but a large number of remaining solid waste residues were produced in the chromite extraction to be irreversible harmful to human health and the environment,so innocent treatment of chromium slag is an important problem to be solved in the field of economic development and environmental protection.For the realization of the chromic salt industry sustainable development,chromium slag pollution prevention plan is developed in our country.Several aspects were discussed for chromium salt enterprise and unit such as the sources,distribution and harmfulness of chromium slag,governance,and research outlook,and so on,to provide a reference of the pollution treatment.

chromium slag; pollution; governance

涪陵區科委資助項目(FLKJ,2015ABA1041)。

韓露(1993-)，女，大學本科。

譚建紅，女，副教授。

X781

A

1001-9677(2016)06-0010-03