韓　露，譚建紅，劉思琪

(重慶市長江師范學(xué)院，重慶　408100)

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鉻渣的環(huán)境危害及其治理技術(shù)研究*

韓露，譚建紅，劉思琪

(重慶市長江師范學(xué)院，重慶408100)

鉻鹽產(chǎn)品是我國工業(yè)發(fā)展中十分重要的化工原料，但因其生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的固體廢渣，這種含鉻的固體廢渣對人類和環(huán)境都有著不可逆轉(zhuǎn)的危害，因此鉻渣的無害化處理是目前經(jīng)濟(jì)和環(huán)境兩大領(lǐng)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(yè)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(chǎn)品的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的。我國主要采用高耗能、高污染的焙燒法生產(chǎn)鉻鹽產(chǎn)品，其中大約70%采用鈣焙燒工藝，而有鈣焙燒每噸鉻鹽產(chǎn)品約排放的鉻渣量在2.5噸以上。目前我國已經(jīng)有超過4000噸的鉻渣未得到有效地處理[1-3]。據(jù)統(tǒng)計全國鉻鹽生產(chǎn)企業(yè)每年生產(chǎn)鉻鹽產(chǎn)品約32.9萬噸，而生產(chǎn)鉻鹽產(chǎn)品產(chǎn)生的鉻渣約逾600萬噸[4]。

1.1我國鉻渣分布現(xiàn)狀

2005年國家對重慶、內(nèi)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(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查，我國鉻渣分布情況匯總?cè)鐖D1所示。

圖1　我國鉻渣分布圖

1.2鉻渣的性質(zhì)

鉻渣長時間放置會與空氣和周圍環(huán)境中的其它物質(zhì)反應(yīng)從而呈現(xiàn)黃色、黃褐色、黑色或灰白色等幾種顏色[5]。鉻渣大多是不規(guī)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(jīng)風(fēng)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(chǎn)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(nèi)難以生長任何植物和菌類[10]。

1.3鉻渣對環(huán)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(zhì)都含有對環(huán)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(kuò)散會造成對生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞和對人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。六價鉻進(jìn)入人體后會進(jìn)行富集，達(dá)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(wèi)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(huán)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(yán)重時可導(dǎo)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(guī)定居住區(qū)大氣中六價鉻最大濃度為0.0015 mg/m3[12]。

2　鉻渣的處理技術(shù)

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(jìn)行處理。干法解毒是目前應(yīng)用最廣泛的解毒技術(shù)，據(jù)調(diào)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(nèi)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(yè)均采用此方法對鉻渣進(jìn)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(shù)企業(yè)的青睞，但因在回轉(zhuǎn)窯中運(yùn)行時易于在窯體內(nèi)壁形成瘤體而使得該工藝的發(fā)展受到一定限制。

經(jīng)調(diào)查表明山西昔陽縣大通化工有限公司、內(nèi)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(jù)反應(yīng)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(shè)備選型容易、不受鉻渣類型、處理規(guī)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(yè)的重視，但濕法解毒處理工藝較長，解毒后的鉻渣穩(wěn)定性較差，故其難以迅速發(fā)展。

根據(jù)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(diào)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(jìn)行處理。固相還原法的優(yōu)勢是有解毒徹底、穩(wěn)定，原料價格便宜，經(jīng)濟(jì)效益好，投資費(fèi)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(yōu)勢，其固化產(chǎn)品的強(qiáng)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(yè)化生產(chǎn)中能耗大，成本高，因此其發(fā)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(yùn)用防滲材料和加蓋處理來防止鉻渣流失進(jìn)入環(huán)境產(chǎn)生污染，這種方法對于鉻渣的處理有一定的優(yōu)勢，大多數(shù)發(fā)達(dá)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(nèi)由于技術(shù)和資金問題，這種方法難以進(jìn)行推廣。然而對鉻渣的最佳處理方法就是對鉻渣進(jìn)行綜合利用，因為鉻渣中含有多種重金屬和化學(xué)物質(zhì)且具有熔點高、硬度大的性質(zhì)，所以可將鉻渣中的某些化學(xué)物質(zhì)提取出來當(dāng)做資源進(jìn)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(yè)，利用鉻渣代替蛇紋石生產(chǎn)鈣鎂磷肥，生產(chǎn)水泥，利用鉻渣燒制彩釉?；u，制造微晶玻璃建筑裝飾板，利用鉻渣生產(chǎn)耐火材料，做玻璃著色劑、生產(chǎn)鑄石、礦渣棉等。

4　鉻渣污染處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其研究前景

如上所述鉻渣污染已經(jīng)越來越嚴(yán)重，而鉻渣的治理也越來越受到更廣泛的研究好關(guān)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(yīng)用于鉻渣的治理。微生物法是采用特定的菌株對六價鉻進(jìn)行還原，從而降低鉻渣毒性的一種新技術(shù)，它的原理利用細(xì)菌進(jìn)行冶金的原理[16]，微生物法的優(yōu)點是處理效果好、費(fèi)用低，操作簡單，不需要過多的能量輸入，對環(huán)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(xiàn)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(wěn)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(shù)是目前我國鉻渣處理的主要方式。鉻渣對環(huán)境的污染還在加重，其主要原因是鉻渣治理存在資金、技術(shù)等方面的困難，而隨著人類對鉻鹽產(chǎn)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(nèi)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(guān)部門也需要加大鉻渣治理的力度，同時鼓勵學(xué)校、社會、企業(yè)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(fā)展的階段，環(huán)境問題和能源危機(jī)是我國目前面臨的兩大難題，而實現(xiàn)鉻渣的綜合利用不僅解決了環(huán)境問題還實現(xiàn)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(fā)展中我們必須結(jié)合實際對鉻鹽生產(chǎn)工藝進(jìn)行改革，同時要實現(xiàn)企業(yè)間的緊密合作，將本企業(yè)的廢棄物變成另一企業(yè)的資源，實現(xiàn)鉻鹽的清潔生產(chǎn)和鉻渣的減量化、無害化處理，這才是防治環(huán)境破壞、減輕環(huán)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(qū)科委資助項目(FLKJ,2015ABA1041)。

韓露(1993-)，女，大學(xué)本科。

譚建紅，女，副教授。

X781

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1001-9677(2016)06-0010-03