2.4.8 利用铬渣制砖
利用铬渣生产自养煤矸石砖。煤矸石是成煤时与煤层伴乍的一种含碳量低、比较坚硬的黑色岩石,在煤矿开采和洗煤过程中成为废淤排放,煤矸石堆积不但占用了大最宝贵土地,矸石的扬尘、自燃还造成了严重的环境污染。由于煤矸石具有一定的热值(2. 06~6.28J/kg),可以利用煤矸石自身热量为内燃料,将铬渣中Cr6+在高温下还原成Cr3+。
利用自养煤矸石砖技术对铬渣进行无害化处理的原理是:
(1)煤矸石中的炭和自身热量为铬渣中Cr6+在高温下还原成Cr3+提供了保证,而且只要混合比率合适,铬渣中Cr6+可全部转化Cr3+。
(2)煤矸石SiO2(50%~60%)、A12O3(15%~30%)含量较高,在自燃过程中易于活化,并与还原形成的Cr3+结合形成稳定的硅铝酸盐荩质矿物(在硅铝酸盐矿物中,Cr3+可以以类质同象的方式在矿物晶格中取代铝,形成一种性质非常稳定的含铬铝硅酸盐),从而防止Cr3+在自然环境下再次氧化成Cr6+,从根本上消除Cr6+的危害。
试验研究了在自养煤矸石砖焙烧过程中加入6%铬渣和不同比例辅料炭后(0%,1%,3%,5%,7%,9%,11%)铬的解薄效果,并对加入铬渣和辅料后煤矸石砖的性能进行了测定,以揭示铬渣和辅料对煤矸石砖性能的影响。实验结果表明,当铬渣加入量为6%时,其铬的解毒效率在96%以上,且铬的稳定性良好,同时铬渣的加入能明显提高煤矸石砖的强度。另外,在运用自养煤矸行砖技术治理铬渣时,加入一定比例的辅料C,可以提高铬的解毒效率和铬在煤矸石砖中的稳定性,但辅料C的加入也能降低煤矸石砖的强度;在不影响煤矸石砖强度的前提下,辅料C的最佳加入比例为5%,此时铬渣的解毒效率在99%以上。
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