硅铬
2017-06-06 17:50:12
硅铬，硅铬合金90％以上用作电硅热法冶炼中、低、微碳铬铁的还原剂。此外，硅铬合金还作炼钢的脱氧剂与合金剂。随着氧气炼钢的发展，用硅铬合金还原钢渣中的铬和补加部分的铬量得到了日益广泛的应用。据统计，平均每吨钢消耗硅铬合金0.5kg左右。硅铬合金的性质硅铬合金系铬、铁的硅化物，是含有足够硅量的铬铁。铬的硅化物较碳化物稳定，因此当Fe－Cr－Si合金中的硅含量增高时，碳含量下降冶炼工艺硅铬合金的冶炼方法有一步法和二步法两种。一步法又叫有渣法；二步法又名无渣法。一步法是将铬矿、硅石和焦炭一起加入炉内，冶炼硅铬合金。二步法的第一步是将铬矿和焦炭加入第一台电炉内，冶炼出高碳铬铁；第二步是将高碳铬铁破碎，把它与硅石、焦炭一起加入另一台电炉内，冶炼硅铬合金。目前，我国在工业生产中采用二步法冶炼硅铬合金，少部分使用一步法。 冶炼原理一步法冶炼硅铬合金是用碳同时还原铬矿中的三氧化二铬和硅石中的二氧化硅。电炉内的主要反应有还原和精炼脱碳反应两部分。还原反应与冶炼高碳铬铁和硅铁的还原反应差不多。所不同的是一步法冶炼硅铬合金使用了难还原铬矿，铬矿的块度也较大，从而确保了Cr2O3的还原和SiO2的还原在温度相差不多的条件下同时进行。二步法冶炼硅铬合金使用的原料有高碳铬铁（再制铬铁）、硅石、焦炭和钢屑。高碳铬铁的成分应符合国家标准；粒度不能太大，采用12500kV.A电炉时要求高碳铬铁粒度小于20mm，采用3000kV.A电炉时要求高碳铬铁粒度小于13mm。对硅石、焦炭和钢屑的要求与冶炼硅铁的技术条件基本相同。二步法冶炼硅铬合金是在高碳铬铁的存在下，由碳还原硅石中的SiO2，被还原出来的硅破坏铬的碳化物，排除合金中的碳而制硅铬合金。冶炼过程与冶炼45％硅铁的过程基本相同。想要了解更多关于硅铬的资讯，请继续浏览上海
有色
网（
www.smm.cn
）
有色金属
频道。
固体废弃物铬渣的无害化资源化新工艺技术
2019-02-20 14:07:07
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%NaCaMgFeAlSiCr6+*1.5420. 1310.019.195.339.611.48∑Cr*Na20CaOMgOFe203Al203Si024.352.0828.1816.6813.1310.0720.59
*：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。
铬渣的无害化治理和综合利用
2019-02-20 14:07:07
一、前语
在金属铬和铬盐产品的出产进程中，会发生许多铬渣。鉴于质料档次纷歧、破坏程度殊异、出产设备和工艺的不尽相同，铬渣的发生量也有动摇。一般，每出产l t金属铬会排放约10t铬渣，每出产l t铬盐排放3～5t铬渣。我国年排放铬渣约20万t，迄今堆存的铬渣已超越300万t。铬渣的化学成分见表l。
表1 铬渣的典型化学成分Cr2O3Al2O3SiO2CaOMgOK2ONa2OSPH2OFe2O3烧成老渣/%4.665.7410.1730.0222.330.0422.180.0080.08149.4419.28新渣/%3.444.589.5731.1121.790.260.740.0210.051228.1319.65
由表1可知，铬渣既是有害废渣，又是可使用的二次资源。一方面，铬渣中可溶性的Cr6+毒性剧烈，不只损害生态环境，影响动植物成长，并且可通过消化道和皮肤进入人体，散布在肝和中，或经呼吸道积存于肺部，长时刻触摸Cr6+在100μg/m3以上的环境，可引起皮炎、铬疮、支气管炎、肺炎、肺气肿等疾病。国内外因铬渣中Cr6+的强氧化性、致突变性和致癌性所引发的公害事端时有发生；另一方面，因为我国铬资源缺少，综合使用铬渣中各种形状的铬十分必要；而其间含量丰厚的CaO、MgO、Fe2O3等成分，在工业出产中能替代石灰石、白云石等质料运用，可到达节省资源、下降能耗的意图。
国外对铬渣管理的总趋势是将Cr6+解毒处理后堆存或填埋。我国自20世纪60年代开端，先后就铬渣制砖、出产钙镁磷肥、干（湿）法复原解毒、作玻璃上色剂、复原铬渣制五颜六色水泥以及使用铬渣制矿渣棉制品及铸石制品等办法进行了实验研讨，取得了不同程度的发展。鉴于不断添加的铬渣及其严峻损害，其无害化处理和综合使用技能的开发已火烧眉毛。
二、铬渣的无害化处理
铬渣的物相组成杂乱，无害化管理难度大。现在管理铬渣的办法根本分三类：高温复原法（干法）、湿法复原法（湿法）和固化法，三者的比较见表2。
表2 铬渣无害化处理的三种办法比较办法原理使用实践特色干法将粒度小于4 mm的铬渣与煤粒按100∶15的份额进行混合，在高温下进行复原培烧，使Cr6+复原成不溶性的Cr2O3。烧制玻璃上色剂、钙镁磷肥助熔剂、炼铁辅料、铸石和水泥等。可得到有价值的产品；但处理本钱高，吃渣量小，铬渣解毒不完全。湿法将粒度小于120意图铬渣酸解或碱解后，向混合溶液中参加Na2S、FeSO4等复原剂，将Cr6+复原成Cr3+或Cr(OH)3。与呈复原性的造纸废液、味精废水等联合使用，可到达以废治废的意图。处理后Cr6+≤2×10-6，但处理费用高，不宜处理大宗铬渣。固化法将铬渣破坏后参加必定量的FeS04、无机酸和水泥，加水拌和、凝聚，使铬渣被关闭在水泥里，不易再次溶出。以水泥固化为主，也有少数沥青、石灰、粉煤灰和化学药剂的固化使用。该法须参加相当量的固化剂，经济效益差。（一）铬渣的复原解毒处理
在铬渣的复原解毒处理中，干法和湿法最为常用，它们的根本原理都是把毒性大的Cr6+复原为毒性甚小的Cr3+，详细工艺见表3。
表3 铬渣的复原解毒工艺解毒工艺分类复原剂办法简介湿法酸性溶液复原钠、硫酸亚铁等该工艺耗酸量大，适用于有废酸排放的厂商。办法为：将碱性铬渣调至酸性，然后参加Na2SO3、FeSO4等复原剂，在液固两相状况将Cr6+复原为Cr3+(机理如下：CrO2-4＋3Fe2+＋8H+→Cr3+＋3Fe3+＋4H2O)。碱性溶液复原、等直接在碱性铬渣中参加、等进行Cr6+的复原反响，构成Cr( OH)3沉积后，过滤收回铬污泥。解毒机理如下：8Na2CrO4＋6Na2S＋23H2O→8Cr(OH)3＋3Na2S2O3+22NaOH纯碱溶液复原碳酸钠、用碳酸钠溶液处理湿磨后的铬渣，使其间酸溶性铬酸钙与铬铝酸钙转化为水溶性而被浸出，收回产品。余渣再用溶液处理，使剩下的Cr6+复原为Cr3+，参加硫酸中和，并用硫酸亚铁固定过量的S。络合复原木质素磺酸盐及硫酸亚铁用造纸废液中的木质素磺酸盐及硫酸亚铁作复原剂，使铬渣中的Cr6+起复原及络合反响，生成铁络木质磺酸盐，解毒后Cr6+含量低于1.8mg/kg。该法不光削减了铬渣对环境的损害，还消除了造纸废液对环境的污染。水蒸汽转化废水中具有复原性的有机物用制糖或味精废水作复原剂，与铬渣混合调成浆状，放入受压密封的电加热容器内，通过电加热，使容器内浆料发生300℃以上过热蒸汽，促进渣中的Cr6+的复原反响顺利进行。该法还消除了制糖和味精废水的污染。干法碳复原碳粉、无烟煤粉等将铬渣和碳粉、无烟煤粉等按必定份额（约100∶15）混合在复原气氛中加热至800℃左右，继续一段时刻直至将Cr6+转化为无毒的Cr3+。烧结矿硅质助熔剂、补助性复原剂将铁精矿和铬渣混协作质料生成烧结矿，在烧结进程中对铬渣进行解毒。这种办法出产10t烧结矿要参加80%的铁精矿，并且处理废渣量少，所以本钱较高，不能从根本上处理铬渣的处理问题。密封焙烧煤炭、稻壳或其它有机物将铬渣与适量煤炭或锯末、稻壳混合，在540～600℃下焙烧，以进程发生的CO和H2为复原剂，并在密封条件下水淬，投加过量的硫酸亚铁与硫酸混合，以稳固复原效果，解毒渣中的Cr6+降至极低，可堆存或使用。
（二）铬渣的固化／安稳化处理
铬渣的固化／安稳化处理是将铬渣破坏后参加必定量的无机酸或硫酸亚铁，使其间的Cr6+复原成Cr3+，再参加相当量的水泥，加水拌和，凝聚，跟着水泥的水化与凝聚硬化进程，铬化合物会构成安稳的晶体结构或化学键，且被关闭在固体基材中，不易再溶出，然后到达安稳化和无害化的意图。
在铬渣的固化处理中，选用高炉矿渣和粉煤灰参加到水泥基材中对铬渣进行固化／安稳化处理，实验标明：参加超细高炉渣后，因为矿渣的复原性，固化体的强度和铬渣的浸出毒性已大大进步，铬渣的参加量最高可达40%，固化体的抗压强度可达30MPa以上，可用于建材。
研讨标明：硫酸亚铁经预复原后所得到的铬渣固化体的浸出毒性比没有预复原处理的固化体浸出毒性要下降60%以上；一起硫酸亚铁的加料办法对处理效果影响很大，适合的加料办法是硫酸亚铁先配成水溶液后与铬渣进行拌和，这能够增大复原反响进行的程度；硫酸亚铁的参加量应以理论核算值的1.25倍为宜。
三、铬渣的综合使用
铬渣具有硬度大、熔点高的性质，所以，人们常使用铬渣制成铸石、砖等建筑材料，或用作某些产品的替代质料，并使Cr6+转变成Cr3+或金属铬，到达解毒和资源化综合使用的两层意图。现在，比较老练的综合使用铬渣的办法有：
（一）作建筑材料
1、出产辉绿岩铸石
辉绿岩铸石是优秀的耐酸碱、耐磨材料。广泛用于矿山、冶金、电力、化工等工业部门，出产铸石时需用铬铁矿作为晶核剂。因为铬渣中含有残存的铬，是出产铸石的杰出的晶核剂，铬渣中还有必定数量的硅、钙、铝、镁、铁等，这些都是铸石所需求的元素。
2、出产铬渣棉
矿渣棉是优秀的保温、轻体建筑材料。用铬渣制成的渣棉的质量相功能与矿渣棉根本相同，因为是在1400℃的高温下复原解毒，因而解毒完全。浸液毒性实验结果标明，矿渣棉水溶性Cr6+含量为0.15mg/kg，大大低于有关固体废物污染操控标准。
3、制砖
将铬渣同粘土、煤混合烧制红砖或青砖技能简略、出资及出产费用低、用渣量大。研讨标明，因为质料中许多粘土在高温下呈酸性，加之砖坯中煤及其气化后CO的效果，有利于Cr6+分解为Cr3+，使制品砖所含Cr6+显着下降，特别是制青砖的饮窑工序构成的CO，不只将红褐色氧化铁复原为青灰色的Fe3O4，并且进一步将剩余Cr6+解毒，效果更好；铬渣掺量较少时，对制品砖的抗压、抗折强度无显着影响。如广州铬盐厂以铬渣40%（破坏至100目）、粘土60%制成的青砖，经化验分析，Cr3+约0.5%～3%，砖的抗压强度140kg/cm3以上，抗折强度60kg/cm3以上。
若将铬渣与陶瓷质料制得的基料按份额充沛混合，喷入雾化水，混匀、造粒，用压机成型，枯燥后素烧，然后上釉再枯燥，最终入窑将烧制得彩釉玻化砖。此种砖外形漂亮，装修办法多，商场销路好；并且因为选用干料混磨法，使得粒径均匀，反响完全，玻化量大，解毒效果好，无二次泻染。
4、制水泥
铬渣的首要矿藏组成为硅酸二钙、铁铝酸钙和方镁石（三者含量达70%），与水泥熟料矿藏组成类似。铬渣用于水泥有三种办法：
① 铬渣干法解毒后作为混合材，同水泥熟料、石膏磨混制得水泥，铬渣用量约为制品水泥的10%。
② 铬渣作为水泥质料之一烧制水泥熟料，铬渣用量约占水泥熟料的5%～10%。
③ 铬渣替代氟化钙作为矿化剂烧制水泥熟料，铬渣用量占水泥熟料的2%。三种办法的铬渣用量首要取决于质料石灰石的含镁量。
以粉煤灰（或煤矸石）、石灰石、铬渣、矿渣等为质料，在950～1100℃下煅烧，可出产一种化学组成、矿藏组成差异于普通硅酸盐水泥，但水泥28天强度可超越325#水泥标号的新式低温水泥。
（二）用作玻璃制品的上色剂
玻璃是一种由熔融体经冷却而呈无规则摆放的非晶态固体。在玻璃熔制进程中引进含铬化合物时，该玻璃可吸收某些波长的光，出现与透过部分波长的光相应的色彩。玻璃料在高温熔融时，Cr6+不安稳，转化为Cr3+，而使玻璃出现绿色。曾经，做绿色玻璃上色剂的首要为铬铁矿、、三氧化二铬等。20世纪60年代中期起，沈阳、天津及青岛等地开端用铬渣替代铬矿及其它铬系产品作绿色玻璃上色剂。
该法要求铬渣粒度为0.2mm左右，含水量应低于10%。因为各厂所用质料的化学组成不尽相同，铬渣的参加量也有差异。依据部分供应商的经历，铬渣做玻璃上色剂的参加量为3%～5%。铬渣替代其它铬系质料做绿色上色剂的长处可归纳为：
① Cr6+解毒完全，无二次污染，安稳性好，资源化程度高。但在破坏、运送、装卸进程中应留意劳动保护。
② 用铬渣替代铬矿粉所得的玻璃色彩鲜艳，质量有所进步。
③ 铬渣是经高温氧化焚烧的活性物质，内含必定量的熔剂，能下降玻璃料的熔融温度，缩短熔化时刻，节省能源。
④ 铬渣价廉易得，除其间铬离子可使玻璃上色外，其间的MgO、CaO、Al2O3、SiO2等也是玻璃的有用成分。因而用铬渣可相应削减某些质料参加量，然后有效地下降了玻璃制品的出产本钱。
（三）替代石灰用于炼铁
炼铁需用石灰石、白云石作熔剂。铬渣中含约50%～60%的MgO和CaO，此外尚含10%～20%的Fe2O3，这些都是炼铁所需的成分。少数铬渣替代消石灰同铁矿粉、煤粉混合在烧结炉中烧结后，送高炉冶炼，炉内高温文CO强复原气氛将渣中Cr6+复原为Cr3+乃至金属铬，金属铬熔入铁水，其它成分熔入熔渣，后者水淬后可作水泥混合材。少数铬渣对烧结矿质量、高炉出产无影响，炼铁本钱略有下降。
（四）替代蛇纹石出产钙镁磷肥
用铬渣替代蛇纹石作助熔剂出产钙镁磷肥，肥料质量契合钙镁磷肥三级标准，经田间实验，肥效与用蛇纹石制作的钙镁磷肥相同。因为使用铬渣中的钙、镁节省了蛇纹石，使钙镁磷肥本钱下降10%以上，每吨钙镁磷肥可处理铬渣约400kg。在生严中因以煤或焦炭为燃料和复原剂，所以可把铬渣中的Cr6+复原成Cr3+，到达无害化的意图。
（五）制防锈颜料
铬渣经物理办法加工制成钙铁粉，具有杰出的防锈功能，其质量安稳，已使用于酚醛、醇醛和环氧等防锈涂料的防锈颜料，该产品通过查验系无毒产品，已在两家厂商出产。工艺关键是选用恰当办法加快颗粒沉降速度，缩短出产周期，留意选用防潮功能杰出的包装材料。该法铬渣用量大，每出产1t钙铁粉可耗费铬渣1.2～1.3t。
（六）制备其它铬系产品
铬渣通过复原、别离、浸取、蒸腾、酸化等工艺，可制成Na2Cr2O7、Na2S等产品；铬渣与废混合，参加解毒剂、添加剂，可制成铬黄、石膏和氧化镁等。
对铬渣在95℃下用水浸取溶解得到可溶性铬盐，然后用15%NaOH溶液调PH值至13，再用H2O2将Cr3+氧化为Cr6+，参加PbAc2溶液，沉积生成PbCrO4，通过滤枯燥后即得到产品。实验中质料的最佳配比为铬渣：H2O2(30%)∶PbAc2＝7∶3∶3.2，lkg铬渣能够制得0.457kg。
四、定论和主张
（一）铬盐工业是重要的根底质料工业，涉及到国民经济10%以上的产品，在国民经济中占有亘要的位置。铬渣的毒性大，排放量大，堆积占地面积大，严峻污染了周围环境，影响人体健康；但铬渣除铬外，还含有CaO、MgO、Fe2O3等有用成分，对其综合使用很有必要。
（二）铬渣的管理应根据“减量化、无害化、资源化”的考虑。在铬盐出产中，首先应活跃选用清洁出产工艺，变结尾消沉管理为最大极限地消减产渣量；铬渣发生后，需采纳适合的技能进行无害化处理，将其间的Cr6+尽可能地复原为毒性甚小的Cr3+，或是固化在水泥、粉煤灰、炉渣等基材中，使之不再溶出；最终，对经无害化处理的铬渣应量体裁衣，综合使用，使之成为新的资源。
（三）国内外的实践标明：铬渣使用潜力很大，能开发的技能和产品许多，现有的无害化和综合使用水平仍需进步，效果规模还要扩展，特别是适用于中小型铬盐厂商的铬渣综合使用技能仍待开发，以完全处理这一环境损害。
铬渣的处理及利用一体化
2019-02-20 11:59:20
铬渣是指在铬出产进程中由铬铁矿、纯碱和钙质填料按必定份额混合，经高温煅烧、用水制取后所得的灰绿色残渣，是一种强碱性物质。因为所用质料及配方的不同。每出产一吨所排铬渣量也不尽相同，大约在2.0－3.0吨左右。根据所用质料与配方的不同，在出产进程中所排铬渣的元素组成也不尽相同。
渣中的Cr6+，具强氧化性；水溶Cr6+对环境的污染和损害更大，铬渣的无害化处理被认为是我国铬盐职业健康发展的瓶颈问题，也是世界性的难题。因为铬渣中含有钙、镁、铁、铝、硅、铬等元素，这就为铬渣的管理与资源化供给了或许。石家庄市亚富化工有限公司和济南裕兴化工厂是合作单位，公司技能组从实际出发找到了三条卓有成效的铬渣处理及使用的途径。
一、 水泥固化法
(一)FeSO4复原铬渣中的Cr6+
铬渣中含有很多碱性物质，如方镁石、铬铝酸钙、碱性铬酸铁等，它们都溶于酸。铬渣如处于酸性条件下，这些物质必被溶解．其成果，铬渣所剩无几达不到使用意图。所以咱们有必要在碱性条件或中性条件下复原渣中Cr6+，而FeSO4能作为复原剂来到达这一意图，其首要反响式如下：
FeSO4 →Fe2+ +SO42－
碱性条件：
Fe2+＋2OH－=Fe(OH)2
CrO42－+3Fe(OH)2+4H20=Cr(0H)3+3Fe(OH)3+2OH－
中性条件：
CrO42－+3Fe2＋+8H2O=Cr(OH)3＋3Fe(OH)3＋4H+
这样，只需 FeSO4与铬渣相混合在水溶液中，不管其所在条件，都能进行反响，使处理工艺大为简略。Cr3＋的毒性很小，且是人体和生物所必需的一种微量元素，因而对铬渣的处理是把六价铬离子转换成三价铬离子，这就是铬渣的无害化处理。并且FeSO4是价廉易得的复原剂，咱们用的FeSO4是济南裕兴钛厂的副产品，富含水和硫酸、FeSO4·7H2O含量达98.5%以上，含有少数废酸和钛。
（二）水泥的固化处理
铬渣元素组成的60%是CaO 、SiO2、Al2O3和Fe2O3，这四种元素也是水泥的基本成分；它们在铬渣中以硅酸二钙和铁铝酸钙方式存在，是水泥四种有胶凝活性化合物中的两种。假如没有六价铬和方镁石（游离氧化镁，其量占铬渣的20%左右），铬渣可以直接作低标号水泥使用。所以，去除Cr6+和氧化镁是使用水泥固化铬渣的要害，而FeSO4除了首要的复原作用外，仍是硫酸盐的激起剂，可激起水泥活性；别的，它还能促进氧化镁的改变，避免其胀裂作用，提高了水泥的安定性。
铬渣和FeSO4遇水即与铬渣中Cr6+发作反响，去除铬害，其间水溶Cr6+可从本来的 1000－2000ppm降低到5ppm以下.再与水泥混合，复原铬渣中极少数的可溶性六价铬能跟着水泥的水化和凝聚硬化进程的进行，被封存在水泥石凝胶硬体内，即便初期有微量的水溶性六价铬溶出，但跟着水泥石的硬化和强度的增加，六价铬的溶出量将随之削减。直至这部分六价铬完全被封固在混凝土内而不再溶出。功能安稳，解毒完全，经过屡次测定，水泥制品的Cr6+浓度都远在5ppm以下。
（三）使用举例
铬渣（济南裕兴化工厂）100Kg、FeSO4·7H2O（济南裕兴钛厂）15Kg、水适量参加拌和机拌和6 min，再参加425#硅酸盐水泥25Kg拌和 3 min，用于我公司的土建施工中，铺设混凝土路途约1公里，地上600余平方米，复原铬渣混凝土首要用于路途、地上的混凝土垫层中，再在混凝土垫层上面做一层15-20mm厚的水泥砂浆面层，这样就可以到达将复原铬渣中剩余部分水溶性六价铬完全固化的意图。
二、 铬渣作燃煤固硫剂
我公司坐落华北平原中部无极县，无极县是传统的农业大县，乡村居民大部分都用蜂窝煤来煮饭取暖。而煤焚烧后将发生很多的SO2、NOx气体，构成严峻的空气污染。
原煤因产地不同，含不同份量的有机硫，无机硫，碳和有机物等具复原性，铬渣含Na、Ca、Mg、Cr、Fe和Al等元素不只具有氧化性还具催化焚烧作用，使用两者的氧化复原特性在必定的焚烧条件下可将铬渣作为原煤的固硫剂、而原煤则作为铬渣的解毒复原剂。这样就处理了铬渣的污染管理难题和燃煤的固硫本钱问题，做到了处理及使用一体化。
因为渣中六价铬首要以四水和铬酸钙方式存在，所以首要反响式如下：
2Cr6+ + 3S2- + 3OH- = 3S+Cr(OH)3
2C＋O2＝2CO (1)
2Na2CrO4·4H2O＋3CO＝Cr2O3＋2Na2O＋3CO2↑＋4H2O↑ (2)
2CaCrO4＋3CO＝Cr2O3＋2CaO＋3CO2↑ (3)
解毒后的煤铬渣，其六价铬含量可达8PPm以下，契合铬盐工业污染物标准GB4280－84中规则的第二级标准、且安稳性较好，长时间露天堆存六价铬无显着“上升”现象。
使用举例
原煤：铬渣=90：10 将上述物料破坏至＜3mm，加适量水陈化二天，使煤中部分硫与铬渣中的Cr6+进行反响被固化，然后参加10%的粘土和适量水，拌和均匀，经蜂窝煤机揉捏成型。固硫率达68%，炉渣经破坏可作混凝土垫层材料等。
三、 铬渣作脱硫剂
动力在我县乡村散布广泛，就地使用粪便、桔杆、杂草、废渣、废料等出产。含有必定量的 ,有时也含极少数的有机硫 ,是剧毒的有害物质。空气中含0.1 %的数秒内可使人丧命。它对输气管、仪器仪表、焚烧设备有很强腐蚀作用 ,其焚烧产品二氧化硫也是一种腐蚀性很强的气体 ,一起进入大气能发生“酸雨”。为确保人体健康和维护大气环境 ,延伸燃气设备等的使用寿命 ,有必要进行脱硫。
气体的脱除办法较多 ,其间氧化铁法是一种经典而有用的脱硫办法 ,其长处是工艺简略、操作简单、能耗低 ,至今仍被广泛使用。铬渣见表1 Fe2O3含量10.6%，我公司用FeSO4·7H2O把铬渣中的Cr6+复原，这样即便用了铬渣中的Fe2O3又对铬渣进行了解毒，即便有残留Cr6+也会被中H2S的再次复原，所以解毒完全，脱硫进程是在碱性液膜中进行的。
氧化铁系脱硫剂的脱硫原理
在含有H2S的气体经过脱硫剂时 ,首先是H2S分子分散到颗粒表面 ,然后在水膜中离解:
H2S →H+ +HS-
HS- →H+ + S2-
离解的 HS- 、S2- 替代了 O = Fe - OH 中的 - OH 和=O ,生成 S= Fe - SH,即 Fe2S3的水合物和 FeS。
FeSO4 → Fe2+ +S042-
Cr207 2- + 3Fe2++14H+ = Cr3++ 3Fe3+ +7H2O
Fe2O3·H2O +3H2S = Fe2S3 ·H2O +3H2O
Fe2O3·HO +3H2S = 2FeS+S+4H2O
2Cr6+ + 3S2- + 3OH- = 3S+Cr(OH)3
出产举例：
FeSO4·7H2O 100Kg，铬渣25Kg，木屑10kg加水适量参加拌和机拌和6 min，参加熟石灰25kg拌和均匀，混碾10 min，经成型机揉捏成条形固体，烘干活化成黄色条形制品。
小结：
1、水泥固化是根据水泥的水合和水硬胶凝作用而对复原铬渣进行固化处理的一种办法，它将复原铬渣和普通水泥混合，构成具有必定强度的固化体，然后到达复原铬渣中残留Cr6+的风险成分浸出的意图。此法处理铬渣量大，是使用最好的技能之一，且用于土建施工中，每立方米可节省本钱20元左右。
2、用铬渣作固硫剂处理了铬渣的污染管理难题和燃煤的固硫本钱问题，具有必定的环境效益和经济效益。
3、使用铬渣制备脱硫剂是一杰出的以废治害，化害为利的综合使用办法，对具有较好的脱硫作用，经其脱硫后，使H2S含量从3000-5000 mg／m3降到20 mg／m3以下，契合国家规则的排放标准，并且对铬渣解毒最为完全。该作业具有较好的环境效益和经济效益。
浅谈非金属矿物纳米化的方法和原理
2019-01-04 15:16:49
对于大部分非金属矿物材料来讲，在传统工艺技术下，其粒径均是在微米量级以上，在这一量级以上的材料保持着传统的物理、化学、磁、电等特性，但一进入纳米级，材料的物理和化学性质则产生巨大的变化，一些有关纳米的特性也会随之而来。
目前，非金属矿物纳米化是非金属纳米矿物材料研究的基础和重点，已渐成为国内外学者研究的焦点，本文就非金属矿物的纳米化方法及原理作简要的概述，望对业内人士有一定的启发和帮助。
一、非金属矿物纳米化的方法
非金属矿物纳米化过程中仍存在许多尚未解决的难题，制备方法种类不多，一般分为物理法和化学法，具体制备方法和分类如下：
非金属矿物纳米化的方法及其分类
二、非金属矿物纳米化的原理
1、机械化学的定义及应用
日本学者神保元二指出：在粉碎过程中，同时存在固体表面结晶构造的变化，并且进行着化学的变化和物理化学的变化。在粉碎机械操作过程中产生的物质化学变化，称为机械化学。
机械化学法在材料学中的应用集中体现在以下几个方面：控制烧结性、电磁材料的研制、催化剂特性的变化、超细粉体的制备、粉体的表面改性、功能粉体合成、机械合金化、生物陶瓷材料的合成制备、晶型转变、环保材料的处理和制备等。
2、机械化学在超细粉碎过程中的原理及应用
由下表所示，随着微粒粒径的减小，所需机械破碎的碰撞速度显著提高。因此，采用加速碰撞的机械破碎法制备超细微粒是有限度的。目前，效果较好的气流粉碎机，平均粒径也只能超细到1µm左右。
而机械化学法通过在超细粉碎中产生的化学反应，不仅可以提高粉碎的效率，更能够突破极限，进一步减小微粒的粒径。因此对于非金属矿物来讲，是目前较为可行的纳米化方法之一，更是其纳米化发展的方向。
3、业内人士对机械化学作用的几点看法
机械化学作用对物质性质的影响在合成化学、表面化学、固体化学和材料科学的研究中都有反映，但表现形式有所不同。尽管目前对机械能的作用和耗散机理还不清楚，对众多的机械化学现象还不能定量和合理地解释，也无法明确界定其发生的临界条件，但对超细粉碎过程中机械化学作用的较一致的看法是：
1)形成表面和体相缺陷;
2)表面结构及化学组成发生变化;
3)表面电子受力被激发产生等离子体;
4)表面键断裂引起表面能量变化;
5)晶型转变;
6)形成纳米相复合层及非晶态表面;
7)机械化学作用有可能诱发在通常热化学条件下难以或不能进行的反应。
三、几种非金属矿物的纳米化改性
1、 电气石纳米化改性
目前，电气石的纳米化的研究不是很多，衫原俊雄等把直径为300nm的电气石微粒加入纤维丝中，可促进血液循环有效增强人体的生理功能;日本东京大学教授将100nm的电器石微粒混入纤维原料并制成织物。国内吴瑞华用0.3~10µm的电气石微粒与多孔材料载体制成一种电磁屏蔽材料;戴彦彤发明了利用电气石微粒和远红外粉发明了一种负氧离子远红外保健之物。
2、 磷酸铁锂的纳米化改性
磷酸铁锂纳米化后可以改善电子传导率，改善锂离子扩散速率，还可以提高比表面积，除此之外，纳米磷酸铁锂还有许多优势：
提高材料活性，促使一些难以进行的电极反应
可以改变锂离子和电子的化学势，造成电极电位的变动
扩大固熔体构成的范围，增强材料承受体积应力的能力
研究表明，以无机三氧化二铁为铁源得到的是磷酸铁锂颗粒，而以有机柠檬酸铁为铁源得到的是纳米级小颗粒，通过两种铁源的合理配比，可以使纳米小颗粒填充到大颗粒中，达到提高材料振实密度的目的。
结语
纳米非金属矿物的应用研究表明，由于纳米颗粒表面独特的性质，非金属矿物纳米化具有极好的应用前景，但是，困难还是存在于纳米颗粒间的有效分散方面。如果不能有效地将纳米颗粒分散于基体材料中，非金属矿物的纳米化优势往往就体现不出来，其有效利用还有待于业内专家的共同探讨与努力。
纳米硬质合金材料的工业化应用前景
2019-01-03 09:37:04
纳米技术是近年来发展迅速的一门新兴技术。当材料的晶粒尺寸达到纳米级，就会产生许多特异性能。由于纳米材料具有较大界面，界面上的原子排列相当混乱，在外力变形条件下极易迁移，因此使材料表现出良好的韧性与延展性。纳米刀具材料的显微结构物相具有纳米级尺度，由于尺寸效应的作用，晶界面积增大，抗裂纹扩张阻力提高，从而可获得优异的力学性能(如断裂韧性、抗弯强度、硬度等)，表现出良好的切削性能。
由于生产工艺不成熟、价格昂贵以及烧结过程中纳米晶粒容易发生疯长等原因，迄今世界上还没有一家公司实现100nm粒度硬质合金材料的工业化规模生产。因此，纳米硬质合金材料的工业化应用还有待时日。但是人们发现，在细晶粒硬质合金基体中加入纳米颗粒，也可使硬质合金基体材料的硬度、韧性等综合性能有较大提高。因此，采用纳米复合强化是改善细晶粒硬质合金材料性能的有效途径。
纳米复合强化机理主要是因为弥散在硬质合金基体材料中的纳米颗粒具有弥散增韧作用。当在基质材料中加入高弹性模量的第二相粒子(纳米颗粒)后，这些粒子在基质材料受到拉伸作用时将阻止横向截面收缩，而要达到与基体相同的横向收缩，就则增大纵向拉应力，这样就可使材料消耗更多能量，起到增韧效果。同时，高弹性模量颗粒对裂纹可起到“钉扎”作用，使裂纹发生偏转、绕道，从而耗散裂纹前进的动力，起到增韧作用。此外，弥散在硬质合金基体材料中的纳米颗粒可抑制硬质合金晶粒在烧结过程中的长大，综合提高硬质合金材料的机械性能。
一文了解纳米级硅负极材料
2019-01-04 13:39:38
随着新能源汽车在实际应用中对续航里程要求的不断提高，动力电池相关材料也向着提供更高能量密度的方向发展。负极材料是锂离子电池的重要组成部分，它直接影响着电池的能量密度、循环寿命和安全性能等关键指标。
目前市场上锂电池使用的多为石墨负极材料，从石墨的比容量和压实密度看，负极材料的能量密度很难再得到提高。此外，石墨片还存在易发生剥离、循环性能不理想等问题。
传统锂离子电池的石墨负极已经无法满足现有需求，高能量密度负极材料成为企业追逐的新热点。硅基负极材料由于丰富的储量和超高的理论比容量正逐渐成为电池企业和锂电材料商改善负极的最优先选择，是最具潜力的下一代锂离子电池负极材料之一。
石墨类负极材料VS硅负极材料
石墨类碳材料的锂离子电池其理论比容量只有372mAh/g，因而限制了锂离子电池比能量的进一步提高，不能满足日益发展的高能量便携式移动电源的需求。并且碳材料存在充放电容量低，高倍率充放电性能差，在电解质中稳定性较差等问题。
与石墨负极材料相比，硅负极材料的能量密度优势明显。石墨的理论能量密度是372mAh/g，而硅负极的理论能量密度超其10倍，高达4200mAh/g。但是，硅基材料也存在较为明显的缺点，主要有以下两方面：一是充放电过程中会引起硅体积膨胀;二是硅是半导体材料，导电性较石墨差很多。
纳米级硅负极材料
为改善硅基负极材料的循环性能，提高材料在循环过程中的结构稳定性，通常将硅材料纳米化。用于锂离子电池的纳米级硅负极材料主要分为四类：纳米硅颗粒、纳米硅薄膜、硅纳米线和硅纳米管、3D多孔结构硅和中空多孔硅。
纳米硅颗粒当合金材料的颗粒达到纳米级时，充放电过程中的体积膨胀会大大减轻，性能也会有所提高。但是纳米颗粒材料具有较大的表面能，容易发生团聚，反而会使充放电效率降低并加快容量的衰减。
纳米硅薄膜纳米硅薄膜制备方法有化学气相沉积法、物理气相沉积法和磁控溅射法等。它具有无定型结构而不是晶体结构，在充放电循环中允许均质化的膨胀-收缩，能够更加有效的适应锂的嵌入和脱嵌过程。但其薄膜厚度不能提供足够的活性材料，抑制了其商业化应用。
硅纳米线&硅纳米管将硅制备成纳米线，电子传导在1D方向进行，所有硅得到利用，纳米线之间缝隙，预留了膨胀空间，有效的改善了材料的循环性能。但其所采用的集流体质量远大于活性物质硅的质量。
3D多孔结构硅&中空多孔硅3D多孔结构硅核中空多孔硅在一定程度上可以抑制材料的体积效应，同时还能减小锂离子的扩散距离，提高电化学反应速率。但它们的比表面积都很大，增大了与电解液的直接接触，导致副反应及不可逆容量增加，降低库仑效率。此外，硅活性颗粒在充放电过程中很容易团聚，发生“电化学烧结”，加快容量衰减。
展望
尽管硅基材料具有脱/嵌锂体积变化大、循环性能不理想的缺点，但是仍然具有较大的应用潜能。纳米级别的硅负极材料是目前广泛研究并且效果比较理想的方法。通过研究各种纳米硅的制备方法，进一步优化材料的制备工艺，实现具有更高容量和优良循环性能的纳米硅基材料的低成本制备。相信随着锂电产业的快速发展，有望将纳米硅基负极材料应用于商业化锂离子电池中。
铝合金制品表面无铬化钝化处理技术问世
2019-01-11 10:51:55
为有效解决铝合金制品生产中的水污染问题，从2012年开始，佛山华昌铝型材厂与华南理工大学合作，研发出铝合金制品表面无铬化钝化处理技术。经过半年多的试验，目前多项指标已达到预期效果。
据华昌相关负责人介绍，他们研发的无铬化钝化处理技术，是代替现在普遍使用的铬酸盐处理技术，可以有效解决铝合金制品生产中的水污染问题。这个项目得到广东省和佛山市环保部门的重视，在“2008年粤港关键领域重点突破项目(佛山专项)”招标中，获得“节能减排关键技术”项目标的，计划三年内完成整套技术的研发。经过半年多的试验，多项指标已经达到预期的效果。“除了废水试验，它的性能离国家的标准还有一定距离，其它的抗冲击性、抗弯曲性等指标，已经达到了国家标准的要求，预计这个项目应该可以提前完成。”
据了解，目前铝型材行业中的表面处理通常采用化学转化工艺进行处理，这种工艺配方中含有的铬化合物是一种有毒的化学品，处理不当就排放出去，不仅会对环境造成污染，而且会危害人类健康。而稀土转化膜具有无毒、无污染和防腐蚀效果好的特点，这项新技术近年来受到业界的高度重视，可望成为主要铬酸盐转化替代技术之一。
铬青铜
2017-06-06 17:50:12
铬青铜是指含有铬的青铜产品。青铜原指铜锡合金﹐后除黄铜﹑白铜以外的铜合金均称青铜﹐并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。锡青铜的铸造性能﹑减摩性能好和机械性能好﹐适合於制造轴承﹑蜗轮﹑齿轮等。铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。铝青铜强度高﹐耐磨性和耐蚀性好﹐用於铸造高载荷的齿轮﹑轴套﹑船用螺旋桨等。铍青铜和磷青铜的弹性极限高﹐导电性好﹐适於制造精密弹簧和电接触元件﹐铍青铜还用来制造煤矿﹑油库等使用的无火花工具。铬青铜产品中，最为主要的是QCr0.5铬青铜 QCr0.5铬青铜 牌号：QCr0.5 标准：GB/T 13808-1992 铬青铜特性及适用范围：铬青铜在常温及高温下（400℃）具有较高的强度及硬度，导电性和导热性好，耐磨性和减摩性也很好，经时效硬化处理后，强度、硬度、导电性和导热性均显著提高；易于焊接和钎焊，在大气和淡水中具有良好的抗蚀性，高温抗氧化性好，能很好地在冷态和热态中承受压力加工；但其缺点是对缺口的敏感性较强，在缺口和尖角处造成应力集中，容易引起机械损伤，故不宜作整流子片。 铬青铜应用举例：制作工作温度350℃以下的电焊机电极、电机整流子片以及其他各种在高温下工作的、要求有高的强、硬度、导电性和导性的零件，还可以双
金属
的形式应用于刹车盘和圆盘。 铬青铜化学成份：铜 Cu ：余量 镍 Ni：≤0.05 铁 Fe：≤0.1 铬 Cr：0.4～1.1 注：≤0.5(杂质) 铬青铜力学性能： 棒材的纵向室温拉伸力学性能 铬青铜热处理规范：热加工温度900～950℃;淬火温度950～1000℃水冷;l回火温度400～450℃。想要了解更多关于铬青铜的资讯，请继续浏览上海
有色
网（
www.smm.cn
）
有色金属
频道。
锌铬涂层
2017-06-06 17:50:12
锌铬涂层的应用范围很广，它不但可以处理钢、铁、合金，还可以处理烧结
金属
，及特殊的表面处理。锌铬涂层所涉及到的
产业
、
行业
也相当多，并正在进一步开发过程中。* 汽车摩托车。由于是高速运行车辆，其零部件要求稳定性好、防热、防潮及防蚀性能高。因此，锌铬涂层技术在汽车摩托车方面有着极广泛的应用前景。许多外国车商对配套零部件都提出了锌铬涂层技术的要求 。* 电器电子。家用电器、电子产品、通讯器材等高档产品的零部件、元器件、配套件等，由于其
价格
高，所以对产品的质量要求也高，过去使用电镀锌的办法，质量低且达不到要求。而改用锌铬涂层工艺技术后，质量、寿命提高了，
市场
也扩大了。* 地铁隧道。地铁和隧道都处于地下，环境阴暗潮湿，通风较差，道轨、螺丝、螺栓及
金属
件极易生锈，锌基铬盐技术则可以有效解决这一问题。北京地铁目前有许多零件，就是采用的锌铬涂层技术。* 高速公路、桥梁、高架路。高速公路档板、高架路、桥梁的
金属
结构件，特别是
金属
紧固件，由于长期处于室外日晒雨淋，很快就会发生锈蚀现象，不但每隔二三年就要敲铲油漆，而且会降低安全系数。关键的结构件和紧固件如果采用锌铬涂层技术涂覆处理，不但安全可靠，而且美观持久，起码二三十年不用维修油漆。* 输配供电。高压输配电、城市供电，除供电电缆外，都处于室外高空，不但日晒雨淋，而且还受环境污染，维护保养任务十分繁重。高压输电线路的铁塔、电杆的横担、撑铁夹箍、弯头、螺栓、钢帽、变压器上的油箱、紧固件等如果都采用锌铬涂层涂覆处理，虽然一次性投入较大，成本较高，但是美观耐用，其优异的耐蚀性，节约了大量的长年维修费用。* 五金工具。小五金、手工具、螺丝、螺帽、垫圈等
市场
消耗量相当大，但过去大都采用电镀的工艺处理，一两年就生锈了，影响外观和质量。如果采用锌铬涂层的工艺处理，不仅美观耐用，而且不生锈，成本增加也不多，肯定会受到用户的欢迎。 除以上举例的几个
行业
外，市政工程、机械电机、铁路码头、造船修船、建筑装潢、航天航空、海洋工程、地质钻探、石油化工、农业科技、生物工程，医疗器械等，都在开发利用锌铬涂层技术。锌铬涂层还包括水性锌铬涂层，水性锌铬涂层的加工有一整套完整的工艺流程，在加工过程中必须严格按照工艺操作才能保证涂层的加工质量。为了提高生产效率和涂层质量，加工流水线的设备也必须适应加工工艺的要求。想要了解更多关于锌铬涂层的资讯，请继续浏览上海
有色
网（
www.smm.cn
）
有色金属
频道。
纳米氧化镧
