1、鉻渣在青鋼燒結(jié)生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)踐王東（山東省，青島市，266043）摘要：鉻渣是社會公認(rèn)的有害工業(yè)廢渣;青鋼燒結(jié)通過技術(shù)改造，以鉻渣代替部分熔劑，完成了青島市存貯數(shù)十年，總量達(dá)20余萬噸鉻渣消化任務(wù)；鉻渣消化過程中代替部分白云石和生石灰，其固有的粘性改善了混合料的制粒效果，促進(jìn)了燒結(jié)生產(chǎn)的順利進(jìn)行；同時(shí)周邊居民生活環(huán)境得帶顯著改善，逐步降低地下水污染的危害，帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。關(guān)鍵字：鉻渣 熔劑 污染 燒結(jié)礦 環(huán)保Ore sintering with the Chromium slag additionat Qingdao Iron and Steel co. LtdWangDong(Q

2、ingdao Iron and Steel, Ltd , Qingdao266043, Shandong)Abstract: The Chromium Slag is a harmful waste slag approved by ereryone; Qinggang sinter plant have completed the task of adding more than 200000 tons Chromium Slag storaged many years at Qingdao，through replaced part of flux by the Chromium Slag

3、. In the digestion process, the Chromium Slag had improved the effect of granulating with the mixture and promoted the sintering process because of its unique adhesion. At the same time, peoples living environment have been improved, underground water become more and more secure, the item bring a lo

4、t of effectiveness of Economic and Social.Key words: The Chromium Slag flux poisonousness sinter environmental protection1、前言鉻鹽廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，而且大多數(shù)是必不可少的消耗性化工原料。每生產(chǎn)1 噸鉻鹽產(chǎn)品，會產(chǎn)生2.53 噸鉻渣。鉻渣中因含有12%的具有致癌特性的鉻酸鈣和0.51%水溶性劇毒Cr6+而成為有毒的危險(xiǎn)廢物。鉻渣中含有鎂、鈣、硅、鐵、鋁和沒有反應(yīng)的三氧化二鉻，還含有水溶性鉻酸鈉（Na2Cr2O7）、酸溶性鉻酸鈣(Ca2CrO4)等。鉻渣中的有害成

5、分主要是水溶性鉻酸鈉、酸溶性鉻酸鈣等六價(jià)鉻離子。首先六價(jià)鉻以及它的流失擴(kuò)散而構(gòu)成對生態(tài)環(huán)境的污染危害，其次是鉻渣的強(qiáng)堿性危害。鉻渣在露天堆存時(shí)，經(jīng)長期雨水沖淋后大量的Cr6+隨雨水溶滲、流失、滲入地表，從而污染地下水，也污染了江河、湖泊，進(jìn)而危害農(nóng)田、水產(chǎn)和人體健康。Cr6+對人體健康的毒害很大，它的化合物具有很強(qiáng)的氧化作用，對人體的消化道、呼吸道、皮膚和粘膜都有危害,嚴(yán)重可能導(dǎo)致肺癌。青島市大約有20萬噸鉻渣，本著對社會高度負(fù)責(zé)的精神，為盡快消除鉻渣對青島市環(huán)境及人體的危害，我公司技術(shù)人員和青島市環(huán)保局專家經(jīng)過兩年多的合作研究，決定通過在燒結(jié)工藝技術(shù)改進(jìn)消化解決這一重大環(huán)境污染源。2、理論依

6、據(jù)2.1鉻渣的毒性特征、重鉻酸鈉對擦傷或患病的皮膚在接觸中，會引起組織發(fā)炎和形成很難愈合的鉻性皮膚潰瘍（鉻瘡），但不損傷完整的皮膚，對皮膚過敏的人易發(fā)生鉻性皮炎與濕疹。有良好的個(gè)人衛(wèi)生和保持清潔的習(xí)慣能降低發(fā)病率。、對鼻中隔能造成潰瘍及穿孔，這是接觸鉻鹽常見的職業(yè)病。眼皮及角膜接觸鉻化合物可引起刺激及潰瘍等。、對咽粘膜、消化系統(tǒng)也能造成危害，腎炎、神經(jīng)炎等癥狀，甚至對某些人能產(chǎn)生喘息性支氣管炎。2.2鉻渣的處理依據(jù)對鉻渣進(jìn)行無害化處理的基本原理主要是：根據(jù)鉻渣中的Cr6+在高溫下可以逐步還原為Cr3+，而使毒性下降以至消失。燒結(jié)過程中燃燒帶的正常溫度一般在11501350，且存在局部的還原性氣

7、氛，完全具備鉻渣解毒的動力學(xué)和熱力學(xué)條件。通過燒結(jié)工藝把鉻渣中的Cr6+還原成Cr3+，基本清除了鉻渣對環(huán)境和人體的危害,具有顯著的環(huán)境效益和社會效益。表1 鉻渣化學(xué)成分表化學(xué)成分TfeSiO2CaOMgOAl2O3水分燒損含量6.8910.8927.5319.244.827.523.53、技術(shù)方案 3.1工藝原理鉻渣在燒結(jié)工藝中的還原解毒機(jī)理：鉻渣中的Cr6+在燒結(jié)高溫、還原氣氛下被還原成Cr3+,其主要反應(yīng)有:2Na2CrO4+3COCr2O3+2Na2O+3CO2 (1)2CaCrO4+3COCr2O3+2CaO+3CO2 (2)2CrO3+3COCr2O3+3CaO (3)鉻渣經(jīng)高溫熔

8、融,形成新的液相,經(jīng)降溫、結(jié)晶、冷卻、固結(jié),把未還原的Cr6+和已還原的Cr3+固封在燒結(jié)礦中。鉻渣在煉鐵工藝中的還原解毒機(jī)理：高爐爐膛中高溫下的C和CO具有強(qiáng)烈的還原性,使Cr6+和Cr3+進(jìn)一步得到還原,主要反應(yīng)除上述(1)、(2)、(3)外,還有如下(4)、(5)反應(yīng):Cr2O3+3C2Cr+3CO (4)Cr2O3+3CO2Cr+3CO2 (5)Cr6+可被還原為低毒的Cr3+,并進(jìn)一步還原為無毒的單質(zhì)Cr,進(jìn)入鐵水中。3.2配比方案鉻渣系化工廠以鉻鹽制成紅礬鈉后的廢棄渣,其中含有較高的CaO和MgO,可以作為燒結(jié)熔劑配料,取代部分消石灰和白云石。鉻渣在實(shí)際生產(chǎn)組織過程中，以一種熔劑參

9、與配料作業(yè)，其化學(xué)成分見表1。各物料化學(xué)成分見表2，配比結(jié)構(gòu)見表3表2 各物料化學(xué)成分表（%）物料名稱TFeSiO2CaOMgOAl2O3水分燒損混合料59.654.823.451.621.585.893.79焦粉9.001.505.009.578生石灰6.0980.001.420.71015.1白云石5.1331.0019.00143表3 燒結(jié)配比結(jié)構(gòu)表（kg/m）物料名稱混合料焦粉白云石生石灰鉻渣配加量491.91.03.01.5 相比白云石、石灰石，鉻渣應(yīng)用在燒結(jié)生產(chǎn)中，屬于熟熔劑，對生產(chǎn)有一定促進(jìn)作用；同時(shí)鉻渣具有一定粘性，對混合料的混勻制粒過程起到明顯的促進(jìn)作用。3.3流程改造鉻渣是

10、毒性易溶于水的，根據(jù)這一特性，在燒結(jié)上料組織過程中，做到鉻渣進(jìn)廠不落地，不會因?yàn)樘鞖庠驇砀嗟亩挝廴?。改造情況如示意圖一。鉻渣 熔劑 燃劑 鐵料配料室3#倉多條皮帶機(jī) 槽汽車臨時(shí)受料槽 煉鐵一混二混燒結(jié)機(jī) 單輥破碎機(jī)熱篩冷篩成品倉堆取料機(jī)輸送皮帶預(yù)配料倉各種原料煉鐵公司配料室圖一 燒結(jié)公司流程改造圖4、實(shí)施過程中存在的問題及解決措施4.1上料條件經(jīng)我公司實(shí)地研究，決定在H501皮帶機(jī)頭北側(cè)建設(shè)一個(gè)受料漏斗，然后安裝一條和H501皮帶同方向的皮帶，把料落到H502皮帶機(jī)尾，運(yùn)到105m2燒結(jié)配料室鐵料倉；在配-5皮帶上新建設(shè)受料漏斗，通過兩條皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)后直接進(jìn)50 m2燒結(jié)配料室鐵料倉，倉實(shí)

11、現(xiàn)四臺燒結(jié)機(jī)都配加鉻渣的目的。開機(jī)上料前，整批次鉻渣要全部到臨時(shí)受料槽旁，上料流程所有皮帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)，刮料器齊全好用，下料口無撒漏，翻板處于正確位置，卸礦小車位于鉻渣專用倉，不許空倉。沿流程崗位職工專用勞保用品穿戴齊全，經(jīng)專人確認(rèn)無誤并通知相關(guān)崗位后指揮車輛卸車上料。整批鉻渣要一次上完，及時(shí)清理下料口和皮帶下方積料，隨運(yùn)轉(zhuǎn)皮帶運(yùn)至鉻渣專用倉。上料結(jié)束后，原料車間負(fù)責(zé)將鉻渣倉蓋嚴(yán)。4.2鉻渣粉塵鉻渣在皮帶運(yùn)輸、轉(zhuǎn)運(yùn)過程中產(chǎn)生大量粉塵，嚴(yán)重污染生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境，同時(shí)對職工的身體健康也造成一定的危害，公司采取以下措施。在開機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)粉塵濃度達(dá)到8001800mg/ m3，當(dāng)輸送物料平穩(wěn)時(shí)，崗位的粉

12、塵濃度達(dá)到了200300mg/ m3，經(jīng)分析比較，結(jié)合各轉(zhuǎn)運(yùn)站現(xiàn)狀，在Y103機(jī)頭、機(jī)尾、S302機(jī)尾等30個(gè)主要產(chǎn)塵點(diǎn)選用了LJD全自動零排放消塵器，合計(jì)費(fèi)用380.07萬元。該項(xiàng)目建成后，轉(zhuǎn)運(yùn)站粉塵濃度<10mg/m3，達(dá)到GB16248-1996作業(yè)場所中呼吸性粉塵衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，年可減少粉塵無組織排放量28497噸。通過轉(zhuǎn)運(yùn)站除塵系統(tǒng)的改進(jìn)，基本消除了鉻渣粉塵對環(huán)境和人體的危害，改善了職工操作環(huán)境，改善了周圍環(huán)境空氣質(zhì)量，保障了職工的身體健康。4.3鉻渣中大塊鉻渣中有大量粒度大于10毫米以上的結(jié)塊，在燒結(jié)過程中不能被礦化，造成成品燒結(jié)礦中有生的鉻渣塊，對下道工序產(chǎn)生不良的影響。為此，化

13、工廠重新設(shè)計(jì)安裝了一套破碎篩分系統(tǒng)，在鉻渣堆放處對鉻渣進(jìn)行雜物篩分和大塊破碎，以滿足燒結(jié)工藝對物料粒度的需要。最大限度地降低鉻渣對后續(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的影響，避免發(fā)生二次污染。4.4安全防護(hù)1、上崗前，崗位人員穿戴整齊專用勞動保護(hù)用品。具體是指：披肩、乳膠手套、長皮手套、專用防護(hù)面具、雨鞋、防塵口罩。2、上料前，各相關(guān)崗位將各操作室門窗關(guān)嚴(yán)，防止鉻渣粉塵進(jìn)入崗位操作室。3、上料過程中，嚴(yán)禁非工作人員進(jìn)入該工作現(xiàn)場，崗位工人盡量遠(yuǎn)離落料點(diǎn)及揚(yáng)塵較大區(qū)域。隨時(shí)注意防止堵料、漏料事故的發(fā)生。4、處理下料口堵料及料倉懸料時(shí)要合理站位，防止鉻渣與人皮膚直接接觸。5、跑盤時(shí)，需佩帶玻璃面罩，防止鉻渣及粉塵與皮膚接

14、觸。6、嚴(yán)禁鉻渣和水接觸，帶有鉻渣粉塵的落料嚴(yán)禁用水沖洗。7、嚴(yán)禁在鉻渣所及的范圍內(nèi)吃零食、吃飯、喝水。8、檢修、搶修設(shè)備過程中，嚴(yán)禁直接接觸含有鉻渣的物料。9、皮膚破傷處要用藥及膠布封閉好，以防止沾上鉻毒，造成皮膚潰瘍。11、操作時(shí)應(yīng)注意衛(wèi)生，避免料濺在身上，特別應(yīng)保護(hù)好口腔、鼻、眼等外露器官。12、上班時(shí)，盡量不用手挖鼻孔與耳朵，可用棉球棒混10%Na2S2O3液擦洗鼻孔。13、下班后，要淋浴洗滌全身，工作服要全部換下，并洗滌晾干備用。14、為預(yù)防鉻化合物對人體的傷害，應(yīng)定期對口腔、鼻、耳、眼、皮膚、血、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等進(jìn)行檢查，并采取一些必要的藥物防護(hù)措施。15、當(dāng)鉻化合物

15、或粉塵進(jìn)入眼內(nèi)，應(yīng)立刻用大量的水沖洗，并用0.5%的醋酸可的松溶液滴眼，每日三次，嚴(yán)重時(shí)每小時(shí)二次。4.5、鉻渣配加過程要求我們按國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978 - 88)、鉻鹽工業(yè)污染排放標(biāo)準(zhǔn)(GB4280-84)、居住區(qū)大氣中有毒物質(zhì)最高允許排放濃度(TJ36-97)、工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(TJ36-79等文件要求，在配加鉻渣的過程中，對轉(zhuǎn)運(yùn)過程嚴(yán)加控制，不允許直接落地。在試驗(yàn)過程中，由青鋼集團(tuán)公司和青島市環(huán)保局等單位負(fù)責(zé)監(jiān)測和監(jiān)督。完全達(dá)到了文件所規(guī)定的排放要求，沒有造成對水、空氣的污染。5、使用效果5.1鉻渣在燒結(jié)的應(yīng)用效果根據(jù)鉻渣的供應(yīng)、生產(chǎn)現(xiàn)場情況和其他鋼廠的經(jīng)驗(yàn)，鉻渣配比確定

16、為3%，以確保生產(chǎn)穩(wěn)定、鉻渣供應(yīng)既不間斷又不出現(xiàn)車輛積壓，進(jìn)廠鉻渣不落地直接進(jìn)倉。3月31日開始在一燒車間50m2燒結(jié)系統(tǒng)配加鉻渣，實(shí)踐證明，通過各項(xiàng)措施的實(shí)施，鉻渣在50m2燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)使用情況良好，截止到5月17日，共消化鉻渣3660.23噸，平均日消化76.25噸。表4列出使用鉻渣后的燒結(jié)礦的產(chǎn)、質(zhì)量情況。表5、表6分別列出了鉻渣投入使用后對工藝過程控制參數(shù)和燒結(jié)礦化學(xué)成分的影響情況。表7列出了先在50m2燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行初步生產(chǎn)實(shí)踐，取得成功后在50m2和105m2燒結(jié)機(jī)同時(shí)配加鉻渣的消化量及消化時(shí)間計(jì)劃。表4 50m2燒結(jié)機(jī)鉻渣使用初步效果對比平均日產(chǎn)量質(zhì)量（燒結(jié)礦合格率）4月5476.

17、2394.99%5月上旬5512.895.01%變化+36.570.02%表5 鉻渣使用前后工藝過程控制參數(shù)對比時(shí)期料批kg/m料層mm機(jī)速Hz點(diǎn)火溫度煙道溫度煙道負(fù)壓Kpa焦粉配比使用前4845033.21046113-9.72.85使用后48.545033.31042115-9.652.81比較+0.50+0.1-4+2-0.05-0.04表6 鉻渣使用前后燒結(jié)礦化學(xué)成分對比表項(xiàng)目TfeFeOSiO2CaOMgOAl2O3R使用前55.238.795.5811.142. 701.722.00使用后55.198.935.5411.092.651.822.00比較-0.04+0.14-0.04

18、-0.05-0.05+0.10表7列出了先在50m2燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行初步生產(chǎn)實(shí)踐，取得成功后在50m2和105m2燒結(jié)機(jī)同時(shí)配加鉻渣的消化量及消化時(shí)間計(jì)劃。表7一燒單獨(dú)配加和三個(gè)車間同時(shí)配加的消耗計(jì)算表日消化量（t）月消化量（t）年消化量（t）消化時(shí)間（年）一燒消化76.252287.5274507.28一燒、二燒1534576549023.655.2高爐對鉻渣的反應(yīng) 我們分別對加入鉻渣后的三種固體渣:高爐渣、高爐污泥和高爐瓦斯灰，進(jìn)行了取樣檢驗(yàn)，在高爐渣、高爐污泥和高爐瓦斯灰中沒有檢測到鉻，證明該工藝對Cr6+解毒徹底，沒有帶來新的污染。Cr6+全部被還原為無毒的單質(zhì)Cr進(jìn)入鐵水中。6、效益核算6.1、經(jīng)濟(jì)效益鉻渣所含MgO和CaO基本在4550%，MgO含量和白云石基本相同，CaO含量相當(dāng)于石灰石的1/2和白云石的3/4多，同時(shí)鉻渣相當(dāng)于熟熔劑參加配料，降低了固體燃料消耗。即：20萬噸鉻渣的投入相當(dāng)于節(jié)約了白云石20萬噸，同期節(jié)約費(fèi)用：20萬噸×62元/噸=1240萬元6.2、配加鉻渣的社會效益鉻渣的合理利用，解決了露天堆存的場地占用，消滅了地下水的污染源，減輕了對河流、農(nóng)田、水產(chǎn)和人體健康的影響。困擾數(shù)十年的污染源問題得到解決，給了周邊居民一個(gè)環(huán)保安全的生活環(huán)境，產(chǎn)生