煉鐵高爐燒結冶煉還原法應急處理鉻渣的生產工藝技術和環境污染防治

摘 要：在環境污染事件應急處置中利用煉鐵高爐無害化處理歷史遺存重金屬危險廢物的成功案例，論述了采用高溫燒結冶煉還原法對鉻渣進行解毒的生產工藝流程和防治二次污染的環保措施及效果。

關鍵詞：曲靖；鉻渣；解毒；高爐冶煉法效果

1 鉻渣的危害和處理

鉻渣是化工企業用鉻鐵礦生產紅礬鈉（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鉻離子（Cr6+）。六價鉻的游離性極強，容易隨渣和水進入土壤，河流水體和動植物體內，造成環境污染和人畜中毒，是一種烈性毒物，含鉻廢渣被國家列為危險廢物。

消除鉻渣中金屬鉻離子對環境的污染即是鉻渣處理。鉻渣的處理技術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毒性大的六價鉻離子還原為穩定的無毒的三價鉻離子或單質鉻。

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過程復雜、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，環境污染危害風險逐漸緊張，引起了國家的高度重視，鉻渣的處理技術一度成為了全國的一個技術難點和研究熱點。

2 曲靖市鉻渣污染事件

曲靖市轄區內僅在陸良縣有一家鉻鹽生產企業，而2011年6月12日卻因轉運駕駛員非法傾倒鉻渣導致了重大鉻渣污染事件，引發媒體高度關注，該企業歷史上堆存的鉻渣對環境的潛在污染風險也暴露出來，事件伊始，各級環保部門緊急采取了各種環境應急處置措施。

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，在云南省環保廳的技術指導下，曲靖市政府及時組織有關部門采取了多種環境應急處理措施，在預定時間內平息了事件，消除了污染影響和社會影響。最重要的措施之一是協調、組織云南曲靖越鋼集團有限公司，利用公司現有的煉鐵高爐、水泥旋窯、煤氣發電、新型墻體材料等生產設備及配套設施，將歷史堆存的鉻渣和傾倒現場清理出來的鉻渣、泥土進行了解毒和綜合利用處理，徹底消除了鉻渣的污染影響。

4 鉻渣處理生產工藝技術流程

云南曲靖越鋼集團有限公司利用現有的生產設備，采用高溫燒結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機上進行高溫燒結，使鉻渣中的六價鉻還原為三價鉻，再將燒結料和鐵礦石焦炭等配合加入燒鐵高爐中高溫冶煉，二價鐵被還原為生鐵，三價鉻被還原為單質金屬鉻，進入生鐵形成鉻鐵合金。主要的氧化還原化學方程式為：

在燒結、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金屬鉻，進入了生鐵產品中，極少量的Cr3+以穩定安全的Cr2O3礦物質狀態存在于爐渣中，爐渣經水淬成顆粒狀作為生產水泥的原料，從而實現鉻渣解毒后完全綜合利用的目的，徹底消除了鉻渣的環境污染隱患。

生產工藝流程如圖1所示。

5 污染防治措施

從渣場到煉鐵廠的鉻渣運輸由有危廢運輸資質的單位承運，密閉運輸，專人押運并實行轉運聯單制；燒結爐前新建防雨、防風、防滲鉻渣貯存場，新建密封鉻渣給料倉和給料機，配套新建密閉皮帶運輸廊至燒結機；燒結機煙氣采用靜電收塵器，燒結料破碎篩分采用布袋收塵器，收塵灰返回燒結；高爐煤氣凈化后作為燒結機和熱風爐的燃料，剩余部分送發電站發電，煤氣凈化收下來的塵灰返回燒結；高爐渣水淬水封閉循環使用不外排；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，完全實現了鉻渣的無害化處理和綜合利用。

6 環境監測和產品檢驗

在鉻渣處理前，由曲靖市環境監測站對越鋼煉鐵廠所在區域的環境空氣、土壤、河流水體等布點采樣進行了Cr6+和總鉻的背景值監測；在鉻渣處理過程中，對相關煙氣、粉塵排放點和生產廢水及河流水質進行了監測，各項指標都達到了國家標準，而且沒有Cr6+檢出；鉻渣處理結束后，又對環境空氣、土壤、河流水質等進行了對比監測，沒有檢出Cr6+和總鉻污染。期間，云南省環境監測中心站進行抽檢和驗收監測。

經廠方檢驗，高爐順行、爐況正常，生鐵和水泥質量合格，沒有受到鉻渣解毒的明顯影響。

7 鉻渣處理效果總結評價

在云南省環保廳的指導下，曲靖市政府精心組織指揮，曲靖市環保局積極行動，通過云南曲靖越鋼集團有限公司艱苦努力，從2011年11月6日至2012年11月29日止，采用煉鐵高爐高溫燒結冶煉還原法無害化處理了曲靖轄區內一家鉻鹽生產企業歷史遺存的鉻渣110122噸。依據鉻渣中的鐵、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，同時實現了資源的充分利用。2012年11月30日順利通過了云南省環保廳組織的“歷史遺留鉻渣治理工作階段性驗收”，得到了環保部的充分肯定。

生產實踐證明，利用現有煉鐵高爐及配套生產設施，采用高溫燒結冶煉還原法無害化處理鉻渣，工藝技術可行，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境安全，促進了經濟社會的和諧發展。

參考文獻

[1]HJ/T301-2007.鉻渣污染治理環境保護技術規范.

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