煉鐵高爐燒結(jié)冶煉還原法應(yīng)急處理鉻渣的生產(chǎn)工藝技術(shù)和環(huán)境污染防治

摘 要：在環(huán)境污染事件應(yīng)急處置中利用煉鐵高爐無害化處理歷史遺存重金屬危險(xiǎn)廢物的成功案例，論述了采用高溫?zé)Y(jié)冶煉還原法對鉻渣進(jìn)行解毒的生產(chǎn)工藝流程和防治二次污染的環(huán)保措施及效果。

關(guān)鍵詞：曲靖；鉻渣；解毒；高爐冶煉法效果

1 鉻渣的危害和處理

鉻渣是化工企業(yè)用鉻鐵礦生產(chǎn)紅礬鈉（鉀）、鉻酐等鉻鹽過程中排出的含鉻廢渣，主要成份是CaO、MgO、Al2O3、Sio2、FeO和重金屬鉻的氧化物等，其中的有害成份主要是水溶性和酸溶性的六價(jià)鉻離子（Cr6+）。六價(jià)鉻的游離性極強(qiáng)，容易隨渣和水進(jìn)入土壤，河流水體和動植物體內(nèi)，造成環(huán)境污染和人畜中毒，是一種烈性毒物，含鉻廢渣被國家列為危險(xiǎn)廢物。

消除鉻渣中金屬鉻離子對環(huán)境的污染即是鉻渣處理。鉻渣的處理技術(shù)分為干法或濕法解毒處理和綜合利用兩大類。所謂解毒處理就是采用還原方法將活性強(qiáng)毒性大的六價(jià)鉻離子還原為穩(wěn)定的無毒的三價(jià)鉻離子或單質(zhì)鉻。

鉻渣難于直接綜合利用，一般是解毒后再綜合利用。

鉻渣的解毒和綜合利用工藝技術(shù)過程復(fù)雜、難度大、投資大、成本高、還容易造成二次污染。所以，歷史上鉻渣的堆存量大，環(huán)境污染危害風(fēng)險(xiǎn)逐漸緊張，引起了國家的高度重視，鉻渣的處理技術(shù)一度成為了全國的一個技術(shù)難點(diǎn)和研究熱點(diǎn)。

2 曲靖市鉻渣污染事件

曲靖市轄區(qū)內(nèi)僅在陸良縣有一家鉻鹽生產(chǎn)企業(yè)，而2011年6月12日卻因轉(zhuǎn)運(yùn)駕駛員非法傾倒鉻渣導(dǎo)致了重大鉻渣污染事件，引發(fā)媒體高度關(guān)注，該企業(yè)歷史上堆存的鉻渣對環(huán)境的潛在污染風(fēng)險(xiǎn)也暴露出來，事件伊始，各級環(huán)保部門緊急采取了各種環(huán)境應(yīng)急處置措施。

3 鉻渣清理解毒措施

曲靖市“6·12”鉻渣事件的處置，受到了環(huán)保部和云南省政府及地方各級政府的高度重視，在云南省環(huán)保廳的技術(shù)指導(dǎo)下，曲靖市政府及時(shí)組織有關(guān)部門采取了多種環(huán)境應(yīng)急處理措施，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)平息了事件，消除了污染影響和社會影響。最重要的措施之一是協(xié)調(diào)、組織云南曲靖越鋼集團(tuán)有限公司，利用公司現(xiàn)有的煉鐵高爐、水泥旋窯、煤氣發(fā)電、新型墻體材料等生產(chǎn)設(shè)備及配套設(shè)施，將歷史堆存的鉻渣和傾倒現(xiàn)場清理出來的鉻渣、泥土進(jìn)行了解毒和綜合利用處理，徹底消除了鉻渣的污染影響。

4 鉻渣處理生產(chǎn)工藝技術(shù)流程

云南曲靖越鋼集團(tuán)有限公司利用現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，采用高溫?zé)Y(jié)冶煉還原法處理鉻渣，即：將鉻渣加入鐵礦中用煉鐵高爐煤氣作熱源在圓盤燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，使鉻渣中的六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，再將燒結(jié)料和鐵礦石焦炭等配合加入燒鐵高爐中高溫冶煉，二價(jià)鐵被還原為生鐵，三價(jià)鉻被還原為單質(zhì)金屬鉻，進(jìn)入生鐵形成鉻鐵合金。主要的氧化還原化學(xué)方程式為：

在燒結(jié)、冶煉過程中，鉻渣中的主要成份SiO2、CaO、MgO替代了正常煉鐵中的部分白云石作為助熔劑，最終成為爐渣，鉻渣中的Fe2+和鐵礦石中的Fe2+一并被還原為生鐵產(chǎn)品，有毒有害的Cr6+和Cr3+絕大部分被還原成了無毒無害的單質(zhì)金屬鉻，進(jìn)入了生鐵產(chǎn)品中，極少量的Cr3+以穩(wěn)定安全的Cr2O3礦物質(zhì)狀態(tài)存在于爐渣中，爐渣經(jīng)水淬成顆粒狀作為生產(chǎn)水泥的原料，從而實(shí)現(xiàn)鉻渣解毒后完全綜合利用的目的，徹底消除了鉻渣的環(huán)境污染隱患。

生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

5 污染防治措施

從渣場到煉鐵廠的鉻渣運(yùn)輸由有危廢運(yùn)輸資質(zhì)的單位承運(yùn)，密閉運(yùn)輸，專人押運(yùn)并實(shí)行轉(zhuǎn)運(yùn)聯(lián)單制；燒結(jié)爐前新建防雨、防風(fēng)、防滲鉻渣貯存場，新建密封鉻渣給料倉和給料機(jī)，配套新建密閉皮帶運(yùn)輸廊至燒結(jié)機(jī)；燒結(jié)機(jī)煙氣采用靜電收塵器，燒結(jié)料破碎篩分采用布袋收塵器，收塵灰返回?zé)Y(jié)；高爐煤氣凈化后作為燒結(jié)機(jī)和熱風(fēng)爐的燃料，剩余部分送發(fā)電站發(fā)電，煤氣凈化收下來的塵灰返回?zé)Y(jié)；高爐渣水淬水封閉循環(huán)使用不外排；高爐渣水淬后送水泥廠作原料，全部綜合利用。通過以上措施，避免了二次污染，完全實(shí)現(xiàn)了鉻渣的無害化處理和綜合利用。

6 環(huán)境監(jiān)測和產(chǎn)品檢驗(yàn)

在鉻渣處理前，由曲靖市環(huán)境監(jiān)測站對越鋼煉鐵廠所在區(qū)域的環(huán)境空氣、土壤、河流水體等布點(diǎn)采樣進(jìn)行了Cr6+和總鉻的背景值監(jiān)測；在鉻渣處理過程中，對相關(guān)煙氣、粉塵排放點(diǎn)和生產(chǎn)廢水及河流水質(zhì)進(jìn)行了監(jiān)測，各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)，而且沒有Cr6+檢出；鉻渣處理結(jié)束后，又對環(huán)境空氣、土壤、河流水質(zhì)等進(jìn)行了對比監(jiān)測，沒有檢出Cr6+和總鉻污染。期間，云南省環(huán)境監(jiān)測中心站進(jìn)行抽檢和驗(yàn)收監(jiān)測。

經(jīng)廠方檢驗(yàn)，高爐順行、爐況正常，生鐵和水泥質(zhì)量合格，沒有受到鉻渣解毒的明顯影響。

7 鉻渣處理效果總結(jié)評價(jià)

在云南省環(huán)保廳的指導(dǎo)下，曲靖市政府精心組織指揮，曲靖市環(huán)保局積極行動，通過云南曲靖越鋼集團(tuán)有限公司艱苦努力，從2011年11月6日至2012年11月29日止，采用煉鐵高爐高溫?zé)Y(jié)冶煉還原法無害化處理了曲靖轄區(qū)內(nèi)一家鉻鹽生產(chǎn)企業(yè)歷史遺存的鉻渣110122噸。依據(jù)鉻渣中的鐵、鉻含量以物料平衡推算，共從鉻渣中回收了金屬鐵11118噸（80%回收率），金屬鉻3902噸（90%回收率）。不僅消除了鉻渣的污染隱患，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了資源的充分利用。2012年11月30日順利通過了云南省環(huán)保廳組織的“歷史遺留鉻渣治理工作階段性驗(yàn)收”，得到了環(huán)保部的充分肯定。

生產(chǎn)實(shí)踐證明，利用現(xiàn)有煉鐵高爐及配套生產(chǎn)設(shè)施，采用高溫?zé)Y(jié)冶煉還原法無害化處理鉻渣，工藝技術(shù)可行，投資省、起步快，周期短、效果好，迅速解決了堆存鉻渣歷史遺留問題，徹底消除了鉻渣污染隱患，確保了珠江源頭的環(huán)境安全，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)社會的和諧發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]HJ/T301-2007.鉻渣污染治理環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范.

作者簡介：夏寧寧（1974，10-），女，1996年7月畢業(yè)于云南大學(xué)，從事環(huán)境管理和環(huán)境監(jiān)測工作19年，中共黨員，現(xiàn)任曲靖市環(huán)境監(jiān)測站副站長，工程師。