铬渣的环境危害及其治理技术研究*

韩　露，谭建红，刘思琪

(重庆市长江师范学院，重庆　408100)



铬渣的环境危害及其治理技术研究*

韩露，谭建红，刘思琪

(重庆市长江师范学院，重庆408100)

铬盐产品是我国工业发展中十分重要的化工原料，但因其生产过程中会产生大量的固体废渣，这种含铬的固体废渣对人类和环境都有着不可逆转的危害，因此铬渣的无害化处理是目前经济和环境两大领域中亟待解决的一个重要问题。近年来我国也采取了一定的措施和铬渣污染防治方案来解决铬渣遗留问题，但收效甚微，为了更好地解决铬渣污染问题，本文从铬渣的来源、分布、危害、治理及研究展望等几个方面来论述以期能为铬盐企业和治污单位提供一个参考。

铬渣；污染；治理

1　铬渣概况

铬渣是一种灰绿色残渣，主要是在金属铬的提炼和各种铬盐产品的生产过程中产生的。我国主要采用高耗能、高污染的焙烧法生产铬盐产品，其中大约70%采用钙焙烧工艺，而有钙焙烧每吨铬盐产品约排放的铬渣量在2.5吨以上。目前我国已经有超过4000吨的铬渣未得到有效地处理[1-3]。据统计全国铬盐生产企业每年生产铬盐产品约32.9万吨，而生产铬盐产品产生的铬渣约逾600万吨[4]。

1.1我国铬渣分布现状

2005年国家对重庆、内蒙古、新疆、青海、湖南、河南、三东、湖北和吉林等重要地方的铬渣堆存现场进行调查，我国铬渣分布情况汇总如图1所示。

图1　我国铬渣分布图

1.2铬渣的性质

铬渣长时间放置会与空气和周围环境中的其它物质反应从而呈现黄色、黄褐色、黑色或灰白色等几种颜色[5]。铬渣大多是不规则的固体残渣，粒状的、块状的和粉末状的。铬渣呈黄褐色是因为铬渣中红棕色的氧化铁和铬渣中的白色或灰白色的钙镁、钙、硅、铝的氧化物综合而呈灰褐色，之后与铬渣中黄色铬酸盐作用，经风干后再铬渣表面析出黄褐色[6-8]。铬渣含有较高的碱度，一般新产生的铬渣pH值在11～12左右[9]。由于高碱度和六价铬的存在，使得铬渣的表面在很长一段时间内难以生长任何植物和菌类[10]。

1.3铬渣对环境的危害

铬渣中的含有可溶的铬酸钠和酸溶性铬酸钙，这两种物质都含有对环境和人体有极大危害的六价铬。这些六价铬以及它的流失扩散会造成对生态环境的严重破坏和对人体健康构成严重威胁。六价铬进入人体后会进行富集，达到一定量时会引起皮肤溃疡、接触性皮炎甚至损坏人体的消化道和皮肤，还可能引起肺癌、过敏等疾病，有研究表明六价铬“作为潜在致癌物”的斜率因子为42.0 kg·d/mg[11]。世界卫生组织的鉴定表明,六价铬的化合物是铬及含铬的化合物中对人类致癌性最大的，可引起鼻咽癌、肺癌等。铬的化合物在环境中常以蒸气、溶液或粉尘的形式存在，人体在接触或吸入一定量的铬化合物后可能引起鼻中隔出血、黏膜损坏、支气管炎等疾病，严重时可导致慢性中毒。气溶胶中六价铬含量超过110 μg/m3就能引起人体中毒，我国规定居住区大气中六价铬最大浓度为0.0015 mg/m3[12]。

2　铬渣的处理技术

目前我国主要采用干法、湿法、固化法这三种方法来对铬渣进行处理。干法解毒是目前应用最广泛的解毒技术，据调查天津同生化工厂、河北铬盐化工有限公司、石家庄井陉福海铬盐厂、内蒙黄河铬盐股份有限公司、吉林安图化工二厂、苏州东升化工厂等诸多企业均采用此方法对铬渣进行处理。因干法解毒投资少、成本低、工艺简单以及解毒彻底，这使得干法解毒受到大多数企业的青睐，但因在回转窑中运行时易于在窑体内壁形成瘤体而使得该工艺的发展受到一定限制。

经调查表明山西昔阳县大通化工有限公司、内蒙古永兴铬盐厂等公司主要采用湿法解毒来处理铬渣。湿法解毒可是一种液相还原法，根据反应条件的不同，可分为酸性还原与碱性还原两种。由于工艺流程简单、设备选型容易、不受铬渣类型、处理规模和场地的限制、解毒比较彻底，因此湿法解毒也受到很多企业的重视，但湿法解毒处理工艺较长，解毒后的铬渣稳定性较差，故其难以迅速发展。

根据铬渣解毒所使用固化剂的不同，可将固化法分为塑性材料固化法、水泥固化法、石灰固化法和玻璃熔融固化法等。调查显示河南义马市振兴化工有限公司和杭州红星化工厂主要采用固化法对铬渣进行处理。固相还原法的优势是有解毒彻底、稳定，原料价格便宜，经济效益好，投资费用低，处理工艺简单，对含铬量高的废渣有处理效果明显的优势，其固化产品的强度、耐热性、耐久性良好，可于填海、铺路或用作建筑材料等，是铬渣资源化处理的首选方法[13-14]。但该法一般需要高温条件，在工业化生产中能耗大，成本高，因此其发展受到一定的限制。

3　铬渣的综合利用

目前国外主要是采用堆贮法来处理铬渣，这种方法是通过在堆渣地运用防渗材料和加盖处理来防止铬渣流失进入环境产生污染，这种方法对于铬渣的处理有一定的优势，大多数发达国家多趋向于选择这种安全填埋的方法处理铬渣[15]，而在国内由于技术和资金问题，这种方法难以进行推广。然而对铬渣的最佳处理方法就是对铬渣进行综合利用，因为铬渣中含有多种重金属和化学物质且具有熔点高、硬度大的性质，所以可将铬渣中的某些化学物质提取出来当做资源进行重新利用，目前我国铬渣的综合利用途径主要有以下几个方面：将铬渣用于炼铁工业，利用铬渣代替蛇纹石生产钙镁磷肥，生产水泥，利用铬渣烧制彩釉玻化砖，制造微晶玻璃建筑装饰板，利用铬渣生产耐火材料，做玻璃着色剂、生产铸石、矿渣棉等。

4　铬渣污染处理技术的研究现状及其研究前景

如上所述铬渣污染已经越来越严重，而铬渣的治理也越来越受到更广泛的研究好关注，除了上述三种处理方法外，微生物法和微波辐射法也被愈来愈多地应用于铬渣的治理。微生物法是采用特定的菌株对六价铬进行还原，从而降低铬渣毒性的一种新技术，它的原理利用细菌进行冶金的原理[16]，微生物法的优点是处理效果好、费用低，操作简单，不需要过多的能量输入，对环境的影响较小，无二次污染。微波辐射法的原理是利用微波辐射加热将毒性较大的六价铬还原为低毒的三价铬，从而实现铬渣的无害化处理[17]。微波辐射法解毒较彻底，解毒后铬渣物化特性稳定，便于存放，且存放场地也无需作特殊处理[18]。

堆贮法、无害化处理和综合利用这三种技术是目前我国铬渣处理的主要方式。铬渣对环境的污染还在加重，其主要原因是铬渣治理存在资金、技术等方面的困难，而随着人类对铬盐产品的需求增加，新的污染又在不断加剧，所以铬渣污染在短时间内难以彻底治理。因此铬渣处理有着极大的研究前景和研究意义，有关部门也需要加大铬渣治理的力度，同时鼓励学校、社会、企业共同合作积极参与铬渣治理的研究，从而选择出治理效果好、处理成本低、方法简便快捷的铬渣处理方法。我国正处于快速发展的阶段，环境问题和能源危机是我国目前面临的两大难题，而实现铬渣的综合利用不仅解决了环境问题还实现了资源的高效利用，因此对铬渣的无害化处理和综合利用研究会日益迫切，在今后的发展中我们必须结合实际对铬盐生产工艺进行改革，同时要实现企业间的紧密合作，将本企业的废弃物变成另一企业的资源，实现铬盐的清洁生产和铬渣的减量化、无害化处理，这才是防治环境破坏、减轻环境污染的根本途径。

[1]兰嗣国，殷惠民，狄一安,等.浅谈铬渣解毒技术[J].环境科学研究，1998，11(3)：53-56.

[2]梁爱琴，匡少平，白卯娟.铬渣治理与综合利用[J].中国资源综合利用，2003(1)：15-18.

[3]纪柱.铬渣的危害及无害化处理综述[J].无机盐工业，2003，35(3)：1-4.

[4]国家发改委会同国家环保总局编制.铬渣污染综合整治方案[R].2005：1-4

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[10]江澜，王小兰.铬的生物作用及污染治理[J].重庆工商大学学报(自然科学版)，2004(04)：326-329.

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[14]兰嗣国，张剑霞，还博文.熔融还原解毒后铬渣的稳定性研究[J].环境工程，1997，15(1)：44-51.

[15]Washington D.C.Environmental Protection Agency.characterization of Municipal Solid Waste in the United States,1992 update,EPA 530-R-92-019.

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[18]梁波.微波辐照解毒铬渣的稳定性研究[J].有色金属,2003,55(z1):95-98.

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

涪陵区科委资助项目(FLKJ,2015ABA1041)。

韩露(1993-)，女，大学本科。

谭建红，女，副教授。

X781

A

1001-9677(2016)06-0010-03