炼铁高炉烧结冶炼还原法应急处理铬渣的生产工艺技术和环境污染防治

摘 要：在环境污染事件应急处置中利用炼铁高炉无害化处理历史遗存重金属危险废物的成功案例，论述了采用高温烧结冶炼还原法对铬渣进行解毒的生产工艺流程和防治二次污染的环保措施及效果。

关键词：曲靖；铬渣；解毒；高炉冶炼法效果

1 铬渣的危害和处理

铬渣是化工企业用铬铁矿生产红矾钠（钾）、铬酐等铬盐过程中排出的含铬废渣，主要成份是CaO、MgO、Al2O3、Sio2、FeO和重金属铬的氧化物等，其中的有害成份主要是水溶性和酸溶性的六价铬离子（Cr6+）。六价铬的游离性极强，容易随渣和水进入土壤，河流水体和动植物体内，造成环境污染和人畜中毒，是一种烈性毒物，含铬废渣被国家列为危险废物。

消除铬渣中金属铬离子对环境的污染即是铬渣处理。铬渣的处理技术分为干法或湿法解毒处理和综合利用两大类。所谓解毒处理就是采用还原方法将活性强毒性大的六价铬离子还原为稳定的无毒的三价铬离子或单质铬。

铬渣难于直接综合利用，一般是解毒后再综合利用。

铬渣的解毒和综合利用工艺技术过程复杂、难度大、投资大、成本高、还容易造成二次污染。所以，历史上铬渣的堆存量大，环境污染危害风险逐渐紧张，引起了国家的高度重视，铬渣的处理技术一度成为了全国的一个技术难点和研究热点。

2 曲靖市铬渣污染事件

曲靖市辖区内仅在陆良县有一家铬盐生产企业，而2011年6月12日却因转运驾驶员非法倾倒铬渣导致了重大铬渣污染事件，引发媒体高度关注，该企业历史上堆存的铬渣对环境的潜在污染风险也暴露出来，事件伊始，各级环保部门紧急采取了各种环境应急处置措施。

3 铬渣清理解毒措施

曲靖市“6·12”铬渣事件的处置，受到了环保部和云南省政府及地方各级政府的高度重视，在云南省环保厅的技术指导下，曲靖市政府及时组织有关部门采取了多种环境应急处理措施，在预定时间内平息了事件，消除了污染影响和社会影响。最重要的措施之一是协调、组织云南曲靖越钢集团有限公司，利用公司现有的炼铁高炉、水泥旋窑、煤气发电、新型墙体材料等生产设备及配套设施，将历史堆存的铬渣和倾倒现场清理出来的铬渣、泥土进行了解毒和综合利用处理，彻底消除了铬渣的污染影响。

4 铬渣处理生产工艺技术流程

云南曲靖越钢集团有限公司利用现有的生产设备，采用高温烧结冶炼还原法处理铬渣，即：将铬渣加入铁矿中用炼铁高炉煤气作热源在圆盘烧结机上进行高温烧结，使铬渣中的六价铬还原为三价铬，再将烧结料和铁矿石焦炭等配合加入烧铁高炉中高温冶炼，二价铁被还原为生铁，三价铬被还原为单质金属铬，进入生铁形成铬铁合金。主要的氧化还原化学方程式为：

在烧结、冶炼过程中，铬渣中的主要成份SiO2、CaO、MgO替代了正常炼铁中的部分白云石作为助熔剂，最终成为炉渣，铬渣中的Fe2+和铁矿石中的Fe2+一并被还原为生铁产品，有毒有害的Cr6+和Cr3+绝大部分被还原成了无毒无害的单质金属铬，进入了生铁产品中，极少量的Cr3+以稳定安全的Cr2O3矿物质状态存在于炉渣中，炉渣经水淬成颗粒状作为生产水泥的原料，从而实现铬渣解毒后完全综合利用的目的，彻底消除了铬渣的环境污染隐患。

生产工艺流程如图1所示。

5 污染防治措施

从渣场到炼铁厂的铬渣运输由有危废运输资质的单位承运，密闭运输，专人押运并实行转运联单制；烧结炉前新建防雨、防风、防渗铬渣贮存场，新建密封铬渣给料仓和给料机，配套新建密闭皮带运输廊至烧结机；烧结机烟气采用静电收尘器，烧结料破碎筛分采用布袋收尘器，收尘灰返回烧结；高炉煤气净化后作为烧结机和热风炉的燃料，剩余部分送发电站发电，煤气净化收下来的尘灰返回烧结；高炉渣水淬水封闭循环使用不外排；高炉渣水淬后送水泥厂作原料，全部综合利用。通过以上措施，避免了二次污染，完全实现了铬渣的无害化处理和综合利用。

6 环境监测和产品检验

在铬渣处理前，由曲靖市环境监测站对越钢炼铁厂所在区域的环境空气、土壤、河流水体等布点采样进行了Cr6+和总铬的背景值监测；在铬渣处理过程中，对相关烟气、粉尘排放点和生产废水及河流水质进行了监测，各项指标都达到了国家标准，而且没有Cr6+检出；铬渣处理结束后，又对环境空气、土壤、河流水质等进行了对比监测，没有检出Cr6+和总铬污染。期间，云南省环境监测中心站进行抽检和验收监测。

经厂方检验，高炉顺行、炉况正常，生铁和水泥质量合格，没有受到铬渣解毒的明显影响。

7 铬渣处理效果总结评价

在云南省环保厅的指导下，曲靖市政府精心组织指挥，曲靖市环保局积极行动，通过云南曲靖越钢集团有限公司艰苦努力，从2011年11月6日至2012年11月29日止，采用炼铁高炉高温烧结冶炼还原法无害化处理了曲靖辖区内一家铬盐生产企业历史遗存的铬渣110122吨。依据铬渣中的铁、铬含量以物料平衡推算，共从铬渣中回收了金属铁11118吨（80%回收率），金属铬3902吨（90%回收率）。不仅消除了铬渣的污染隐患，同时实现了资源的充分利用。2012年11月30日顺利通过了云南省环保厅组织的“历史遗留铬渣治理工作阶段性验收”，得到了环保部的充分肯定。

生产实践证明，利用现有炼铁高炉及配套生产设施，采用高温烧结冶炼还原法无害化处理铬渣，工艺技术可行，投资省、起步快，周期短、效果好，迅速解决了堆存铬渣历史遗留问题，彻底消除了铬渣污染隐患，确保了珠江源头的环境安全，促进了经济社会的和谐发展。

参考文献

[1]HJ/T301-2007.铬渣污染治理环境保护技术规范.

作者简介：夏宁宁（1974，10-），女，1996年7月毕业于云南大学，从事环境管理和环境监测工作19年，中共党员，现任曲靖市环境监测站副站长，工程师。