到2003年，我国已堆存铬渣450多万吨，且每年仍以超越40万吨的速度在添加，已成为我国化学工业的严峻污染之首。半个世纪以来，对铬渣的无害化、资源化已提出了许多办法，这些办法大体可分2大类：解毒处理（即无害化）和归纳使用（即资源化）。其间解毒处理又分为干法解毒和湿法解毒，但都因解毒不完全、本钱高、处理量小、功率低一级许多问题而没有得到广泛应用。而归纳使用一般要与其他相关厂商（如水泥、炼铁、钙镁磷肥、玻璃及釉面砖、耐火材料等）联接，不然就会由于运送及防护等问题而使其不具有经济性。
中国科学院进程工程研讨地点绿色清洁出产领域已研讨、探究多年，并提出了以铬盐“亚熔盐”清洁出产新工艺为代表的多项基础性新技能。其“酸碱联产”课题组通过10多年的研讨，提出了“酸碱联产与酸碱盐再生循环”新系统，并一向致力于将该基础性技能应用于资源归纳使用、废弃物资源化及生态化进程中山；通过研讨，对铬渣的资源化也提出了新的工艺，为铬渣处理及资源的二次使用供给了可供挑选的新办法。
一、实验部分
（一）反响原理
铬渣呈强碱性，其间的首要元素可用氧化物表明，铬渣与氯化铵反响可使铵游离出来，而氯根则与金属离子结组成氯化物。化学反响式如下：
用氯化铵浸出铬渣，系统pH约为4，此刻Fe、Al氯化物大部分以氢氧化物方式留在渣中，此渣经进一步处理可用作水泥质料。向浸出液中参加和二氧化碳可得到Ca、Mg、Cr氢氧化物沉积，回来出产进程中循环使用；氯化铵溶液增浓后循环使用。
（二）实验办法
所用铬渣由河南义马铬盐厂供给，首要成分见表1。氯化铵浸出铬渣实验装置如图1所示。
表1 铬渣的组成%
Na
Ca
Mg
Fe
Al
Si
Cr6+*
1.54
20. 13
10.01
9.19
5.33
9.61
1.48
∑Cr*
Na20
CaO
MgO
Fe203
Al203
Si02
4.35
2.08
28.18
16.68
13.13
10.07
20.59
*：以Cr203计。
铬渣研磨后过筛，取必定质量按必定配比与氯化铵溶液混合，并参加到反响器中，密闭，拌和，程序升温。抵达设定温度后，开端排放惰气、CO2、气等。的蒸出夹藏必定水量，故要守时定量补水，以保持系统的液固体积质量比稳定。反响完成后，趁热过滤，洗刷滤饼。滤液与洗水兼并，丈量体积和pH并取样送分析；滤饼于干燥箱中恒温烘干2h以上，称量并取样送分析。
样品元素分析选用电感耦合等离子体发作光谱（ICP-AES），首要调查Ca、Mg、Na、Cr的浸出率，以渣相分析成果为核算依据。核算公式如下：
式中：Me为金属元素（Ca、Mg、Na、Cr等）；mi为铬渣中的金属元素质量，g；mo为铬渣浸出尾渣中的金属元素质量，g。
二、成果与评论
（一）温度对金属浸出率的影响
铬渣质量100g（粒度100目一下），氯化铵质量192g（配成300g/L水溶液），FeCl2·4H20质量18g，拌和转速300r/m，反响时刻4h（到达设定温度时开端计时）。反响温度对金属元素浸出率的影响实验成果如图2所示。
由图2可知：Na、Cr6+的浸出率随反响温度升高改变不大；Ca浸出率随温度升高而升高；Mg浸出率则随温度升高先升高后下降；Fe、Al浸出率均较低。归纳考虑，浸出温度以120～140℃较为适合。
（二）浸出时刻对金属浸出率的影响
铬渣质量100g（粒度100目以下），氯化铵质量192g（配成300g/L水溶液），FeC12·4H2O质量18g，拌和转速300r/m，浸出温度120℃。反响时刻对铬渣中金属元素浸出率的影响实验成果如图3所示。
由图3可知：浸出进程中Na、Fe浸出率比较稳定Ca、Mg、Cr6+浸出率均随温度升高而先升高后下降；Al浸出率则动摇较大。这首要是与苛化蒸速度有关，反响前期，系统碱性较强，反响速度较快；反响后期则反响动力显着削弱，直至到达动态平衡。归纳考虑，反响时刻以3～4h较为适合。
（三）物料配比对金属浸出率的影响
铬渣质量100g（粒度100目以下FeCl2·4H20质量18g，拌和转速 300r/m，反响温度120℃，反响时刻4h（到达设定温度时开端计时），氯化铵用量对铬渣中金属元素浸出率的影响实验成果如图4所示。
由图4可知：氯化铵与铬渣的配比对Mg及Cr6+浸出率的影响较为显着，二者均随配比的升高而升高；对Na、Ca浸出率的影响则不显着。这是由于Na与Ca的氧化物因其碱性较强而更容，易与NH4Cl发作反响，Mg氧化物碱性弱，Cr6+还有复原进程。依据实验成果，断定适合的氯化铵用量为理论量的1.1～1.3倍。
（四）铬渣粒度对金属浸出率的影响
铬渣质量100g，氯化铵质量192g（配成300g/L水溶液），FeC12·4H20质量18g，拌和转速300r/m，反响温度120℃，反响时刻4h（以到达设定温度时开端计时），铬渣粒度对金属浸出率的影响实验成果如图5所示。能够看出：随铬渣粒度减小，一切元素的浸出率升高Ca、Mg浸出率升高的特别显着。这是由于粒度减小，比表面积添加，传质得到较大程度进步，有利于反响的进行。但粒度过小意味着操作负荷添加，因而粒度也不能过小。依据实验成果，铬渣粒度以100～150μm较为适合。
（五）拌和速度对金属浸出率的影响
铬渣质量100g（粒度100目以下），氯化铵质量192g（配成300g/L水溶液），FeC12·4H20质量18g，反响温度120℃，反响时刻4h（以到达设定温度时开端计时），拌和转速对金属元素浸出率的影响实验成果如图6所示。
由图6可知：各金属元素浸出率基本上随拌和速度进步而进步，但进步起伏不大，可见反响不受扩散控制。拌和速度对反响的影响与拌和桨方式，反响器方式有关，因而只要对特定的反响器及拌和方式才可断定适合的拌和速度。实验成果表明，实验条件下，拌和速度以200～300r/min较为适合。
三、结语
依据实验成果，用氯化铵浸出铬渣可完成铬渣中钙、镁、钠、铬等金属元素的高效浸出。实验条件下，氯化铵浸出的较适合工艺参数为：反响温度120～140℃，反响时刻3～4h，氯化按用量为理论用量的1.1～1.3倍，铬渣粒度为100～150μm，拌和速度200～300r/m。处理后，铬渣质量大大削减，含铬钙镁沉积及氯化铵均可循环使用，浸出残渣进一步处理后可用作水泥质料，完成了无渣排放。
中国科学院进程工程研讨地点绿色清洁出产领域已研讨、探究多年，并提出了以铬盐“亚熔盐”清洁出产新工艺为代表的多项基础性新技能。其“酸碱联产”课题组通过10多年的研讨，提出了“酸碱联产与酸碱盐再生循环”新系统，并一向致力于将该基础性技能应用于资源归纳使用、废弃物资源化及生态化进程中山；通过研讨，对铬渣的资源化也提出了新的工艺，为铬渣处理及资源的二次使用供给了可供挑选的新办法。
一、实验部分
（一）反响原理
铬渣呈强碱性，其间的首要元素可用氧化物表明，铬渣与氯化铵反响可使铵游离出来，而氯根则与金属离子结组成氯化物。化学反响式如下：
用氯化铵浸出铬渣，系统pH约为4，此刻Fe、Al氯化物大部分以氢氧化物方式留在渣中，此渣经进一步处理可用作水泥质料。向浸出液中参加和二氧化碳可得到Ca、Mg、Cr氢氧化物沉积，回来出产进程中循环使用；氯化铵溶液增浓后循环使用。
（二）实验办法
所用铬渣由河南义马铬盐厂供给，首要成分见表1。氯化铵浸出铬渣实验装置如图1所示。
表1 铬渣的组成%
Na
Ca
Mg
Fe
Al
Si
Cr6+*
1.54
20. 13
10.01
9.19
5.33
9.61
1.48
∑Cr*
Na20
CaO
MgO
Fe203
Al203
Si02
4.35
2.08
28.18
16.68
13.13
10.07
20.59
*：以Cr203计。
铬渣研磨后过筛，取必定质量按必定配比与氯化铵溶液混合，并参加到反响器中，密闭，拌和，程序升温。抵达设定温度后，开端排放惰气、CO2、气等。的蒸出夹藏必定水量，故要守时定量补水，以保持系统的液固体积质量比稳定。反响完成后，趁热过滤，洗刷滤饼。滤液与洗水兼并，丈量体积和pH并取样送分析；滤饼于干燥箱中恒温烘干2h以上，称量并取样送分析。
样品元素分析选用电感耦合等离子体发作光谱（ICP-AES），首要调查Ca、Mg、Na、Cr的浸出率，以渣相分析成果为核算依据。核算公式如下：
式中：Me为金属元素（Ca、Mg、Na、Cr等）；mi为铬渣中的金属元素质量，g；mo为铬渣浸出尾渣中的金属元素质量，g。
二、成果与评论
（一）温度对金属浸出率的影响
铬渣质量100g（粒度100目一下），氯化铵质量192g（配成300g/L水溶液），FeCl2·4H20质量18g，拌和转速300r/m，反响时刻4h（到达设定温度时开端计时）。反响温度对金属元素浸出率的影响实验成果如图2所示。
由图2可知：Na、Cr6+的浸出率随反响温度升高改变不大；Ca浸出率随温度升高而升高；Mg浸出率则随温度升高先升高后下降；Fe、Al浸出率均较低。归纳考虑，浸出温度以120～140℃较为适合。
（二）浸出时刻对金属浸出率的影响
铬渣质量100g（粒度100目以下），氯化铵质量192g（配成300g/L水溶液），FeC12·4H2O质量18g，拌和转速300r/m，浸出温度120℃。反响时刻对铬渣中金属元素浸出率的影响实验成果如图3所示。
由图3可知：浸出进程中Na、Fe浸出率比较稳定Ca、Mg、Cr6+浸出率均随温度升高而先升高后下降；Al浸出率则动摇较大。这首要是与苛化蒸速度有关，反响前期，系统碱性较强，反响速度较快；反响后期则反响动力显着削弱，直至到达动态平衡。归纳考虑，反响时刻以3～4h较为适合。
（三）物料配比对金属浸出率的影响
铬渣质量100g（粒度100目以下FeCl2·4H20质量18g，拌和转速 300r/m，反响温度120℃，反响时刻4h（到达设定温度时开端计时），氯化铵用量对铬渣中金属元素浸出率的影响实验成果如图4所示。
由图4可知：氯化铵与铬渣的配比对Mg及Cr6+浸出率的影响较为显着，二者均随配比的升高而升高；对Na、Ca浸出率的影响则不显着。这是由于Na与Ca的氧化物因其碱性较强而更容，易与NH4Cl发作反响，Mg氧化物碱性弱，Cr6+还有复原进程。依据实验成果，断定适合的氯化铵用量为理论量的1.1～1.3倍。
（四）铬渣粒度对金属浸出率的影响
铬渣质量100g，氯化铵质量192g（配成300g/L水溶液），FeC12·4H20质量18g，拌和转速300r/m，反响温度120℃，反响时刻4h（以到达设定温度时开端计时），铬渣粒度对金属浸出率的影响实验成果如图5所示。能够看出：随铬渣粒度减小，一切元素的浸出率升高Ca、Mg浸出率升高的特别显着。这是由于粒度减小，比表面积添加，传质得到较大程度进步，有利于反响的进行。但粒度过小意味着操作负荷添加，因而粒度也不能过小。依据实验成果，铬渣粒度以100～150μm较为适合。
（五）拌和速度对金属浸出率的影响
铬渣质量100g（粒度100目以下），氯化铵质量192g（配成300g/L水溶液），FeC12·4H20质量18g，反响温度120℃，反响时刻4h（以到达设定温度时开端计时），拌和转速对金属元素浸出率的影响实验成果如图6所示。
由图6可知：各金属元素浸出率基本上随拌和速度进步而进步，但进步起伏不大，可见反响不受扩散控制。拌和速度对反响的影响与拌和桨方式，反响器方式有关，因而只要对特定的反响器及拌和方式才可断定适合的拌和速度。实验成果表明，实验条件下，拌和速度以200～300r/min较为适合。
三、结语
依据实验成果，用氯化铵浸出铬渣可完成铬渣中钙、镁、钠、铬等金属元素的高效浸出。实验条件下，氯化铵浸出的较适合工艺参数为：反响温度120～140℃，反响时刻3～4h，氯化按用量为理论用量的1.1～1.3倍，铬渣粒度为100～150μm，拌和速度200～300r/m。处理后，铬渣质量大大削减，含铬钙镁沉积及氯化铵均可循环使用，浸出残渣进一步处理后可用作水泥质料，完成了无渣排放。
