作者：丁建础 赵联朝 上海环境科学
摘要 用钡渣对铬渣进行了解毒无害化处理的实验研究。实验表明：钡渣的粒度越细对铬渣的解毒效果越好；硫化钡的含量越高，对铬渣的解毒效果越好；同一粒度的钡渣、铬渣解毒时，钡渣：铬渣的质量比为3：5；同一钡盐厂的陈钡渣比新钡渣解毒、稳定化速度快。
关键词：铬渣 钡渣 六价铬 解毒 稳定化
1 前言
铬渣、钡渣是2种有毒有害的化学工业固体废物，铬渣中水溶性六价铬、钡渣中水溶性钡对环境的危害较大[1，2]。我国每年铬渣的产量达到30万t以上，钡渣的产量也有40万t以上，我国广大科技工作者为处理铬渣和钡渣作了大量的工作，目前，铬渣解毒无害化处理的方法有还原焙烧[3]、钡盐处理法[4，5]，但这些方法处理铬渣投资大、处理费用高，铬盐企业实施起来困难较大。对于钡渣的处理，广大科技工作者用其生产氯化钡[6]、硫酸钡[7]、制砖[8]，但大部分钡渣还没进行无害化处理，而自然堆放。目前，利用铬渣和钡渣互相解毒，实现无害化处理缺乏系统的研究和详细的报道[9]。本文对钡渣在铬渣的解毒稳定化的应用进行了实验研究，以为工业化应用，提供工艺参数。
2 钡渣、铬渣解毒稳定化原理
钡渣中含有一定量的水溶性钡离子与铬渣中的铬酸根反应生成铬酸钡沉淀，实现共同解毒无害化处理，化学反应方程式为：Ba2+ + CrO42- = BaCrO4↓。
3 实验部分
3.1仪器、实验材料
仪器：722型分光光度计 、TG-328分析天平、PHS-2C型精密酸度计、85-2磁力搅拌器。
铬渣的主要成分见表1。
表1 铬渣的主要成分1）（%）
成分 总铬 SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO
含量 4.84 11.16 13.69 7.88 30.30 18.41
1）铬渣取自河南省某铬盐厂，成分由河南省振兴化工集团提供。
钡渣的主要成分见表2。
表2 钡渣的主要成分1）（%）
成分 BaS 酸（盐酸）溶性钡
1号钡渣 4.32 35.92
2号钡渣 1.0 39.50
新钡渣 0.93 23.32
旧钡渣 0.35 26.74
1） 取自河南省、河北省某钡盐厂。新、旧钡渣为同一企业的固体废物，旧钡渣的放置时间在1年以上。
3.2分析方法
六价铬测定按照国标GB/T15555.4二苯碳铣二肼分光光度法进行。
3.3实验方法
铬渣稳定化的实验按照GB5086.1—1997进行，将铬渣、钡渣粉碎、105℃烘干，恒重至±0.01g，同时在具塞锥形瓶中加入铬渣、钡渣和蒸馏水，置于震荡器上振荡一定时间，静置一定时间后取其上清液进行分析六价铬的含量。
4 结果与讨论
4.1钡渣用量的影响
取粒度为200～180目的铬渣5g，加入200 ~180目、不同量的2号钡渣，用铬渣、钡渣质量10倍的蒸馏水进行浸泡。
钡渣用量越多，溶出的钡离子越多，形成的铬酸钡沉淀越多，六价铬去除量越大，铬渣解毒越彻底。经过多次实验，当铬渣与钡渣同一粒度时，铬渣：钡渣的质量比为5：3时，可实现钡渣、铬渣解毒无害化处理。
4.2时间的影响
取200~180目的铬渣5g，加200~180目的2号钡渣3g，用80mL的蒸馏水进行浸泡实验。
反应时间越长，钡渣中的钡离子析出的越多，形成的铬酸钡沉淀越多，对六价铬的去除效果越好，铬渣解毒越彻底。通过实验钡渣、铬渣解毒稳定的时间为72h。
4.3钡渣粒度
取0.076mm的铬渣5g，分别加入0.100、0.140、0.240mm的2号钡渣3.0g ，进行浸泡实验，实验结果如表3所示。
表3 钡渣粒度对铬渣稳定化的影响
钡渣粒度（mm） 溶液中Cr6+含量 （mg/L）
0.10０ 0.60
0.14０ 3.58
0.24０ 32.05
由表3可知，钡渣的粒度对铬渣的解毒影响较大。钡渣粒度越细，钡渣中的钡离子越容易析出，形成的铬酸钡沉淀越多，对六价铬的去除效果越好。当钡渣的粒度增大1.4倍时，水溶液中的六价铬的浓度增加了6倍；当钡渣的粒度增大2.4倍时，水溶液中的六价铬的浓度增加了50倍。
4.4 钡渣成分的影响
取-200目的铬渣5g ，分别加入-200目的2种钡渣2g，1种钡渣的水溶性钡离子含量为4.3%，另一种钡渣的水溶性钡离子含量为1.0%，实验结果如表4所示。
表4 钡渣中的硫化钡含量对铬渣解毒影响
钡渣编号 酸溶性钡含量（%） BaS含量（%） 溶液中Cr6+含量 （mg/L）
1 35.9 4.3 0.45
2 39.5 1.0 4.2
实验表明，钡渣中的硫化钡含量越高，在溶液中析出的钡离子越多，对铬渣的解毒效果越好。
3.5 pH值对铬渣解毒稳定化效果的影响
取200～180目铬渣6g，加200～180目的2号钡渣1g，加水70mL，调整反应后pH值，测试水溶液中的六价铬含量。
钡渣中含有大量的酸溶性钡，pH<3时，这些钡离子容易溶出，故对铬渣的解毒和稳定化效果较好。
4.6 新、旧钡渣的影响
取200～180目的铬渣6g，加200～180目同一钡盐厂的新、旧钡渣各2g，用80mL的水进行浸泡，72h后对铬渣的稳定化经过反复实验，旧渣与新渣相比解毒稳定化速度快、效果好，这主要是旧渣经过风化后钡离子容易溶出的原因。
5 放大实验
取180～140目的铬渣20kg，180～140目的2号钡渣12kg，加水搅拌，经测试水溶液中的六价铬的浓度为0.05mg/Ｌ，解毒后的残渣进一步用水浸泡，溶液中的六价铬的浓度为0.01mg/Ｌ。解毒后的铬渣、钡渣无毒，可进一步复用。
6 结论
6.1 钡渣的粒度、硫化钡含量对铬渣的解毒稳定化的效果影响较大。
6.2 同一粒度的钡渣、铬渣的解毒时，钡渣：铬渣的质量比为3：5。
6.3 同一钡盐厂的旧钡渣与新钡渣相比解毒稳定化速度快、效果好。
6.4 由于各地的钡渣和铬渣的成分差异较大，应根据具体的成分变化，确定合适的钡渣、铬渣的比例。
第一作者丁建础，男，1955年生，1982年毕业于焦作工学院，高级工程师。
