國(guó)內(nèi)在含鉻污泥的處理和利用上做了較多的工作提出并應(yīng)用了一些方法。在其他分質(zhì)污泥的利用上也已著手研究。
1、制作磁性材料
制作磁性材料的含鉻污泥,最適宜的是鐵氧體法產(chǎn)生的污泥。亞硫酸氫鈉法、電解法產(chǎn)生的污泥也可用于制作磁性材料。
為了使制作的磁性材料具有較強(qiáng)的磁性,在使用鐵氧體法時(shí),必須控制好硫酸亞鐵的投加量、加空氣氧化的程度、加溫轉(zhuǎn)化的溫度,并將沉渣中的硫酸鈉洗脫干凈。
國(guó)內(nèi)在利用含鉻污泥制作磁性材料鐵淦氧方面,制成了MX-400中波天線(xiàn)磁棒-一種錳鋅鐵氧體。在這種磁性材料中,Cr2O3以含量不大于4%的雜質(zhì)摻入,其主要成分是Fe203、MnCO3和ZnO。因此,必須對(duì)干燥的含鉻沉渣鐵氧體進(jìn)行含量分析,然后按下述比例加料配合:Fe2O3 67.3%、ZnO 9.5%、MnC03 23.3%、Cr203 4%。合成后經(jīng)球磨、預(yù)燒、再球磨、壓形,再在1290~1300℃下進(jìn)行燒結(jié)。這樣制成的磁棒主要參數(shù)導(dǎo)磁率及Q值均好。據(jù)資料介紹,也已采用鐵氧體沉淀物做成了MX-2000磁棒。
若鐵氧體廢渣達(dá)不到制鐵淦氧的要求,也可制作恒磁性材料。鐵氧體沉渣還可用于制遠(yuǎn)紅外涂料、耐酸瓷器,以及作為制鑄石的原料等。
若含鉻污泥是以鐵和鉻的氫氧化物形式存在,則必須先將其灼燒成為Fe203及Cr203再配料。
由于污泥成分很不固定且雜質(zhì)成分多,每次制作前都要對(duì)沉渣進(jìn)行分析,再調(diào)整材料成分,否則產(chǎn)品質(zhì)量難以保證,這給制作磁性材料帶來(lái)不少麻煩。
2、制催化劑
我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展對(duì)氮肥的需要量很大。在氮肥生產(chǎn)的合成氨工藝上要使用大量的催化劑(又叫觸媒)。國(guó)內(nèi)一些院校、科研單位和工廠,利用含鉻污泥成功地制成了合成氨中變催化劑,如C4-2、C6和B104。這是一類(lèi)中溫變換鐵鉻系催化劑。工藝流程見(jiàn)圖10-1。
這種催化劑的化學(xué)成分與含鉻廢水處理產(chǎn)生的含鉻、含鐵污泥成分對(duì)比見(jiàn)表10-2。
表10-2中所列污泥成分表明,電鍍含鉻廢水經(jīng)處理(電解法、鐵氧體法、硫酸亞鐵還原法)后所產(chǎn)生的污泥,其Cr203和Fe203所占百分比符合B104型中變催化劑原料的化學(xué)成分,只需補(bǔ)充K20、MgO,即可滿(mǎn)足B104中變催化劑生產(chǎn)的需要。污泥經(jīng)洗滌、過(guò)濾,再與助催化劑KOH、MgO混碾均勻,經(jīng)120℃烘干,加石墨10%壓片,再經(jīng)350℃焙燒即可制成中變催化劑。這種利用含鉻含鐵污燒即可制成中變催化劑。這種利用含鉻含鐵污泥制成的催化劑,無(wú)論是CO的轉(zhuǎn)化率和機(jī)械強(qiáng)度等技術(shù)指標(biāo),均滿(mǎn)足國(guó)家規(guī)定的產(chǎn)品要求。但這種催化劑不適于用天然氣作為原料的合成氨工藝。
3、制作鉻鞣劑Cr(OH)SO4
制革工業(yè)上要用到大量鞣劑。鞣劑是一種羥基硫酸鉻,它與皮質(zhì)膠原分子反應(yīng),發(fā)生質(zhì)變,使皮變?yōu)楦。傳統(tǒng)的方法是用六價(jià)鉻的化合物紅礬鈉(即重鉻酸鈉Na2Cr207·2H20大量靠進(jìn)口供應(yīng))經(jīng)葡萄糖還原后再生成羥基硫酸鉻來(lái)鞣革。采用含鉻污泥制作鞣劑,能節(jié)省大量紅礬鈉和葡萄糖,并為污泥找到了一條利用的途徑。
由于鐵銅等是鞣劑中的有害成分,因而用作鞣劑的污泥來(lái)源最好是亞硫酸氫鈉法;钚蕴糠ㄋ嵩偕蟮臐庠偕航(jīng)沉淀的污泥也可用。
制作鞣劑的主要過(guò)程為:將較純的Cr(OH)3污泥定性檢驗(yàn)、分析成分(鉻含量及水分)后按Cr3+:H2S04=1:(1~1.5)加酸酸化,攪拌均勻后加熱到90~100℃,保持0.5h。這樣即生成羥基硫酸鉻:
Cr(OH)3+H2S04=Cr(OH)S04+2H2O
控制Cr203含量為90~100g/dm3,鹽基度30%~40%;pH=3~3.5,鉻鞣劑制成后,陳化10~15h。
采用這種工藝對(duì)污泥的純度要求較高,污泥中除Cr(OH)3外,應(yīng)避免含有其他金屬離子,否則,只能用于低檔皮種。
從經(jīng)濟(jì)效益上看,廢水中含鉻量越高(至少大于50mg/dm3),回收價(jià)值越大。采用蘭西法(Lancy法)經(jīng)濟(jì)效益比槽外集中處理法要高。減少污泥中鐵、銅等雜質(zhì)含量并對(duì)污泥妥善保管是提高鞣革質(zhì)量的必要保證。
4、制作拋光膏
亞硫酸氫鈉法等還原法得到的含鉻污泥中含鐵很少,可用于制作綠色拋光膏;硫酸亞鐵法、電解法等得到的含鉻污泥中含有較多的鐵,可用于制紅色拋光膏。
綠色拋光膏的制作方法為:將含Cr(OH)3污泥烘干經(jīng)650~1200℃高溫灼燒12h,則氫氧化鉻脫水轉(zhuǎn)化為綠色的三氧化二鉻。
2Cr(OH)3=Cr2O3+2H2O
將其球磨成粉末,然后按表(10-3)配方制作綠色拋光膏(即綠油)。
將石蠟、蜂蠟、硬脂精放在容器內(nèi)微焙,加入Cr203和煤油攪拌均勻,倒入成型模內(nèi),冷卻后從模中取出即為綠色拋光膏,可用于拋光不銹鋼等硬度較高的金屬。
含鐵鉻污泥制紅色拋光膏(即紅油)的方法如下。
將污泥干燥后粉碎,用180~200目篩子過(guò)篩,在200℃左右加熱半小時(shí),每噸拋光膏按下述配方配料:
混合油脂 200kg 拋光劑 15kg
長(zhǎng)石粉 600kg(200~300目) 紅丹 9kg
污泥 196kg(180~200目) 石灰 10kg(22目)
其中混合油脂配方為:
硬脂酸 13% 蓖麻油 11.5%
脂肪酸 0.35% 松脂 36.5%
混合蠟 17.5% 漆脂 12.65%
礦物油 8.5%
拋光劑紅丹石灰蓖 麻油松脂漆脂
將硬脂酸、脂肪酸等油料混合于鐵鍋內(nèi),加熱攪拌均勻,按配方逐步加入污泥及其他成分,最后加熱至140~165℃,在攪拌下加入長(zhǎng)石粉,繼續(xù)攪拌3h,倒入成型模內(nèi),冷卻后取出即得鐵紅拋光膏,可用于拋光鐵等中硬度金屬。制作拋光膏盡管是含鉻污泥的一種出路,但拋光膏的用量畢竟有限,不能全部解決問(wèn)題。有條件和有銷(xiāo)路的地方才可以采用此法。
拋光膏的用量畢竟有限,不能全部解決問(wèn)題。有條件和有銷(xiāo)路的地方才可以采用此法。