铬铁渣中水溶性六价铬浸取研究*

王树轩，李 宁，李 波，李玉龙，2

（1.中国科学院青海盐湖研究所，青海西宁 810008；2.中国科学院研究生院）

铬铁渣中水溶性六价铬浸取研究*

王树轩1，李 宁1，李 波1，李玉龙1，2

（1.中国科学院青海盐湖研究所，青海西宁 810008；2.中国科学院研究生院）

研究了铬铁渣中水溶性六价铬的浸取条件，确定了最佳的浸取条件：去离子水与铬铁渣的质量比为8，温度为80℃，采用回旋振荡方式，振荡频率为150 r/min，浸取时间为5 h。在此条件下测得的水溶性六价铬的量为每克铬铁渣中含2.78μg，含量极低。确定铬铁渣中水溶性铬的浸出条件对评价铬铁渣对环境的危害提供了实验依据。

铬铁渣；水溶性；浸取；Cr6+

铬铁渣是在有色金属硅铬铁合金的冶炼过程中，排出的一种含铬冶炼废渣［1］。铬铁渣中六价铬具有较大的毒性，且极易溶于水，对环境造成严重污染［2-3］。由于铬铁渣中铬的存在形态比较复杂，根据铁合金冶炼过程特点，将铬铁渣中铬的存在形态分为水溶性、酸溶性、安全态和残留态。铬铁渣中铬以水溶态存在的量非常低，在冶炼工艺不出现问题时，一般不对环境造成污染。但目前，中国对铬铁渣的处理仍以露天堆置为主，其危害不仅没有消除，甚至还会因为污染物的大量堆聚而造成严重后果。因此，研究铬铁渣中水溶性铬的浸出条件对评价铬铁渣对环境的危害提供了实验依据［4-5］。

1 实验

铬铁渣：取自青海金广镍铬材料有限公司。将铬铁渣破碎，粉碎成粒度为75μm备用。主要化学成分：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（总铬以Cr2O3计）＝3.68%

实验方法：准确称取5 g铬铁渣，用去离子水对铬铁渣中水溶性铬进行浸取，然后过滤，并将滤液在250mL容量瓶中定容，用二苯碳酰二肼光度法测定铬［6］。

实验设备：SHY-2A水浴恒温振荡器，722S可见光光度计。

2 实验结果与讨论

2.1 浸取剂用量的影响

设定浸取时间为5 h，水温为20℃，采用回旋振荡方式，振荡频率为150 r/min。浸取剂用量（去离子水与铬铁渣的质量比，简称液固比）对浸取效果的影响如图1所示。由图1可知，液固比在2～8时，随着液固比的增大，浸取的Cr6+的量增加；但当液固比在8～20时，浸取的Cr6+的量变化不大。在这种浸取条件下，液固比为8即可满足浸取要求。

图1 浸取剂用量对浸取效果的影响

2.2 浸取时间的影响

液固比为8、水温为20℃、采用回旋振荡方式、振荡频率为150 r/min，设定不同的时间进行浸取。浸取时间对浸取效果的影响如图2所示。由图2可知，浸取时间在1～5 h时，随着时间的延长，浸取的Cr6+的量增加；但在5～10 h时，随时间延长，浸取的Cr6+的量呈下降趋势。实验表明，浸取时间为5 h即可满足浸取要求。

图2 浸取时间对浸取效果的影响

2.3 浸取温度的影响

液固比为8、采用回旋振荡方式、振荡频率为150 r/min、浸取时间为5 h，浸取温度对浸取效果的影响如图3所示。由图3可知，温度对浸取的影响很大，随着温度的升高，浸取的Cr6+的量增加。综合考虑各方面因素，最佳的浸取温度为80℃。

图3 浸取温度对浸取效果的影响

2.4 振荡频率的影响

液固比为8、水温为80℃、采用回旋振荡方式、浸取时间为5 h，不同振荡频率对浸取效果的影响如图4所示。由图4可以看出，最佳的振荡频率为150 r/min。

图4 振荡频率对浸取效果的影响

3 结论

确定了铬铁渣中水溶性Cr6+的最佳浸取条件，即去离子水与铬铁渣的质量比为8，温度为80℃，采用回旋振荡方式，振荡频率为150 r/min，浸取时间为5 h。在此条件下测得的水溶性Cr6+的量为每克铬铁渣中含2.758μg，含量极低。确定铬铁渣中水溶性铬的浸出条件对评价铬铁渣对环境的危害提供了实验依据。

［1］ 周庆磊，刘颖.工业铬铁废渣在水泥行业中的应用研究［J］.四川地质学报，2007，27（4）：300-304.

［2］ 黎小华.含铬废渣的综合利用［J］.重庆环境科学，1995，17（2）：48-51.

［3］ 常文越.含铬（VI）废物堆放场所土壤/地下水的污染特点及土著微生物的初步生物解毒试验研究［J］.环境保护科学，2002，114（28）：102-105.

［4］ 刘世明.碳铬渣综合利用初探［J］.铁合金，2003（3）：35-37.

［5］ 邱会东，杨治立，兰伟，等.高碳铬铁渣中铬的存在形态研究［J］.铁合金，2008（6）：29-31.

［6］ GB/T15555.4—1995 固体废物六价铬的测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

中国科学院“西部之光”人才培养计划项目（0812021010）；中国科学院支青项目（0910101030）。

2012-01-10

王树轩（1968— ），男，副研究员，本科，硕士生导师，主要研究方向为建筑材料和盐湖化工。

联系方式：wangsxuan@163.com