去年曝光的云南曲靖铬渣污染事件提高了全社会对铬盐清洁生产工艺的关注度。在日前通过验收的“十一五”国家科技支撑计划清洁生产与循环经济关键技术开发及应用重大项目中，资源利用率接近100%的亚熔盐液相氧化法铬盐清洁工艺提振了铬盐企业对于未来清洁生产的信心。该项目负责人之一、中国科学院过程工程研究所研究员徐红彬为记者详细解读了该工艺。

　　源头入手解铬渣残留

　　我国的铬盐工业主要是将铬铁矿中的铬从三价氧化物转化为六价的水溶性铬酸盐，再转化为重铬酸盐，进一步生产下游铬化合物产品。据商业部门统计，铬盐与我国国民经济中约10%的工业产品有关。

　　徐红彬告诉记者，我国传统的铬盐生产工艺是高耗能、重污染的有钙焙烧法，这种目前仍被大多数国内企业使用的工艺存在三大问题：一是惰性辅料的加入造成排渣量大。过去生产1吨重铬酸钠产品会产生2.5~3.0吨含铬废渣，改进后生产1吨重铬酸钠产品的排渣量仍有1.5~2.5吨。二是由于总物料量增加，气固传质效率低，主反应转化率仅在75%左右。三是钙和铬结合成的铬酸钙是一种微溶于水的致癌物，不易处理，长期堆放造成污染。

　　虽然铬盐行业对我国经济、社会的发展作出了突出的贡献，但几十年来残留的铬渣一直是让企业头痛的问题。相对于处理大量易造成环境污染的有毒铬渣来说，减少铬盐生产中的废渣排放量，提高资源利用率，从源头入手防止污染的产生显得更为重要。

　　气液固反应提效减排

　　目前国外铬盐生产已全部实现了无钙焙烧工艺。据徐红彬介绍，这种工艺是对传统有钙焙烧工艺进行“小手术”，同样是气固反应，资源利用率可增至90%。该工艺废渣中虽然不含钙，但含铬铝泥等固废的综合利用则面临新的难题。这种工艺只需在传统有钙焙烧生产线中，对少量设备进行改造，但主体反应设备产能会下降，生产成本提高。因此有些铬盐企业打着有钙焙烧转无钙焙烧的旗号，在环保监管不严时仍采用有钙焙烧工艺生产。

　　中科院过程所开发的低温亚熔盐液相氧化技术，采取气液固拟均相反应机理，彻底从源头解决了铬渣污染的问题。铬铁矿在氢氧化钾或氢氧化钠溶液体系中发生氧化反应，反应转化率高达98%，铬工业收率在96%左右，由于反应过程不需添加任何辅料，排渣量大幅减少。

　　徐红彬表示，除了提高铬收率和减少废渣排放量外，这套液相法工艺还有许多优点：传统焙烧工艺反应温度在1100℃以上，而液相法在320℃左右，大幅降低了主反应能耗;通过液相体系生成的废渣，疏松多孔，氧化铁含量可达40%以上，只需经过简单加工处理即可生产脱硫剂副产品，实现了资源深度利用。

　　经过20年的持续创新和10余年的工业化推进，这项工艺已成功应用于中蓝义马铬化学有限公司万吨级铬盐生产装置上，目前生产的氧化铬已经进入市场。新工艺单位产品能耗降低约20%，铬工业回收率提高20%，废渣中六价铬含量降至传统工艺的1/100。这种液相法工艺在全球范围内都是一项突破，在工业化装置上的成功应用更是为铬盐行业清洁生产技术的推行起到了示范作用。

　　清洁生产任重道远

　　根据环境保护部环境工程评估中心的报告，2011年我国铬盐总产能36.3万吨，其中采用清洁生产工艺的产能比例不足14%，仍有20条产能在万吨以下的有钙焙烧生产线未按要求淘汰。因此，推广清洁生产技术任重而道远。

　　徐红彬告诉记者，目前虽然中蓝义马2007年工艺流程全打通，2011年年产3000吨示范装置实现盈利，但与业内平均水平相比，装置产能偏小，且产品氧化铬的市场份额仅为15%，目前市场上主流产品还是重铬酸钠和铬酸酐。

　　此外，由于我国钾资源匮乏，价格较贵，以氢氧化钾作为反应介质增加了成本。同时，铬酸钾或重铬酸钾相对较贵，市场需求不多。不过，液相法工艺通过氢还原法实现了钾资源的回收，从而降低了生产成本。与之相比，以氢氧化钠为反应介质可以降低原料成本，并可生产市场份额较高的重铬酸钠，经济上更可行。徐红彬透露，目前他们正在和另一家企业合作建设以氢氧化钠为反应介质的中试生产线。

　　根据今年初颁布的《铬盐行业清洁生产实施计划》，2013年年底前，将全面淘汰有钙焙烧落后生产工艺，在全行业推广无钙焙烧、钾系亚熔盐液相氧化法等成熟清洁生产技术。如果将有钙焙烧工艺转为液相法工艺，通常需要以釜式或塔式反应器取代回转窑，而主体反应器投资成本通常占总投资成本的30%左右。据了解，国内铬盐生产企业更倾向于采用投资成本较低的无钙焙烧工艺。

　　不过，随着国家环保监管力度的加大，未来环保成本在产品总成本中所占比重将不容忽视。此外，随着全球范围内铬铁矿的开发和总体资源量的日益减少，铬铁矿原料的成本在产品总成本中所占比重将越来越大。因此，徐红彬对液相法工艺的推广前景信心十足。