Раздел 19. Производство соединений хрома

Раздел 19. Производство соединений хрома

19.1 Общая информация

Производство соединений хрома существует около 200 лет. Оно возникло вскоре после открытия элемента хрома и основного хромового сырья - хромита.

Ассортимент соединений хрома, выпускаемых в настоящее время российской промышленностью, представлен в основном, не считая хромовых пиментов, следующей продукцией: Na ₂Cr ₂О ₇ (бихромат натрия), K ₂Cr ₂О ₇ (бихромат калия), СrО ₃ (хромовый ангидрид), Сr ₂О ₃ (окись хрома), Na ₂CrО ₄ (хромат натрия) и малотоннажные хромовые продукты, включающие в себя препараты реактивной квалификации, соли Cr(III), хромовые дубители и др.

В данном разделе будут описаны производства основных крупнотоннажных соединений хрома:

- хромата натрия.

- бихроматов натрия/калия.

- хромового ангидрида.

- окиси хрома (металлургической и пигментной).

Остальные соединения хрома, такие как хромовый дубитель для кожевенной промышленности и др., будут рассмотрены в других справочниках НДТ.

Соединения хрома широко применяются во многих отраслях промышленности. Старейшим потребителем соединений хрома является текстильная промышленность. Разнообразные соединения хрома (III и VI) применяются при крашении тканей. Большие количества бихромата натрия расходуют в кожевенной и меховой промышленности для дубления кож.

Хромат-ионы являются хорошими ингибиторами коррозии в средах с рН = 7,5-9,5. Хроматные ингибиторы коррозии широко используют для циркулирующих водных систем и рассолов в нефтяной и газовой промышленности (при бурении скважин, добыче и транспорте нефти, в теплообменных системах нефтеперерабатывающих заводов), в холодильных установках пищевой промышленности и т.д. Широкое применение, особенно в машино- и приборостроении, получили хромовые покрытия, создаваемые электролитическим хромированием деталей в растворах СrО ₃ (реже применяется: диффузионное хромирование). Эти покрытия обладают высокой химической стойкостью, большим сопротивлением механическому износу и также высокими декоративными качествами. Поэтому их используют и для покрытий предметов бытового потребления.

Основным потребителем окиси хрома является металлургия для производства металлического хрома термическими методами. Металлический хром затем применяют для плавки жаро- и коррозионно-стойких легированных сплавов. Из окиси хрома получают карбиды хрома, которые используют для изготовления металлокерамических, режущих и наплавочных твердых сплавов.

Другим крупным потребителем окиси хрома является лакокрасочная промышленность. В ней окись хрома используется для изготовления пигментов, обладающих хорошей устойчивостью к действию разнообразных агентов, и красок на их основе.

Бихроматы и хромовую кислоту применяют для окисления органических соединений в химической, парфюмерной и фармацевтической промышленности.

19.2 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время при производстве соединений хрома

Исходным сырьем для производства соединений хрома является хромовая руда. Месторождения хромовых руд России подразделяются на промышленные типы, приведенные в таблице 19.1.

Таблица 19.1 - Промышленные типы эндогенных месторождений хромовых руд России

Промышленный тип месторождений	Рудноформационный тип месторождений	Природный (минеральный) тип руд	Содержание Cr 2O 3 в рудах, %	Промышленный (технологический) тип руд	Примеры месторождений
Стратиформный	Пластово-залежный в расслоенных базитультрабазитовых массивах	Хромитовый (высокохромистый)	23-24	Металлургический хромовый (сортировочный, гравитационный)	Сопчеозерское
		Хромитовый (повышенной железистости)	22-24	Химический, огнеупорный хромовый (гравитационно-магнитный, гравитационный)	Аганозерское, Большая Варака, Сарановское
		Хромитовый (повышенной железистости, глиноземистости)	37	Огнеупорный хромовый (гравитационный)	Сарановское
Альпинотипный	Линзо- и жилообразный в массивах ультрабазитов	Хромитовый (высокохромистый)	28-37	Металлургический хромовый (сортировочный, гравитационно-магнитный)	Рай-Из (Центральное, Западное, Юго-западное)
		Хромитовый (глиноземистый)	24-31	Огнеупорный хромовый (сортировочный, гравитационный)	Хойлинское

Товарной продукцией хромоворудного сырья являются богатые сплошные и густовкрапленные руды, используемые в сыром виде, и хромитовые концентраты, получаемые при обогащении. Для производства хромовых соединений могут быть использованы следующие промышленные типы руд:

- металлургический - высокохромистые руды, используемые также и в других отраслях;

- химический - среднехромистые руды повышенной глиноземистости и железистости, которые также могут быть использованы в огнеупорной промышленности.

Качество руды, используемой при производстве соединений хрома, а также ее гранулометрический состав зависят от месторождения и регламентируются техническими условиями производителя.

Упрощенная схема связи основных производств соединений хрома между собой представлена на рисунке 19.1.

Рисунок 19.1 - Упрощенная схема связи производств основных соединений хрома между собой

19.2.1 Технологии получения монохромата натрия

Данные установки используются на всех предприятиях, производящих соединения хрома, независимо от производительности и способа организации процесса.

Принципиальная схема производства раствора монохромата натрия представлена на рисунке 19.2.

Рисунок 19.2 - Принципиальная схема производства раствора монохромата натрия (бездоломитовый метод)

На данный момент существуют два варианта технологии получения раствора монохромата натрия:

- классическая схема с использованием доломита и известняка, смешиваемого с хромовой рудой и кальцинированной содой перед печами прокаливания;

- бездоломитная технология с использованием хромовой руды, кальцинированной соды и оборотного шлама.

Независимо от технологии, первой стадией процесса является подготовка хромовой руды. Она состоит из нескольких последовательных стадий, а именно дробления руды до величины кусков менее 25 мм, сушки руды в барабанных или иных типах сушилок, измельчения и классификации до тонкости помола материала 96 % менее 71 мкм.

Размолотая хромовая руда смешивается с кальцинированной содой, доломитом и известняком (классическая схема) или с кальцинированной содой (бездоломитный метод) и сухим шламом (рудным остатком от производства монохромата натрия) и направляется на стадию окислительной прокалки (бездоломитный метод).

Шихта, приготовленная из вышеуказанных компонентов, поступает во вращающуюся печь, в которой осуществляется ее нагрев продуктами сгорания природного газа, движущимися навстречу материалу. Максимальная температура материала во вращающейся печи достигает 1250 °С. В процессе обжига трехвалентный хром окисляется до шестивалентного, который, в результате взаимодействия с кальцинированной содой, образует монохромат натрия.

Полученный хроматный спек подвергают выщелачиванию. Выщелачивание осуществляют растворами, полученными после отмывки шлама монохромата натрия от соединений шестивалентного хрома. Процесс основан на гидратации хроматного спека, при этом в раствор переходит монохромат натрия, а также другие натриевые соли - силикаты и алюминаты натрия.

Раствор монохромата натрия получают отделением его от твердой части (шлама), а также отмывкой шлама от соединений шестивалентного хрома на фильтрах различной конструкции.

Полученный раствор монохромата натрия очищают от перешедших в раствор на стадии выщелачивания силикатов и алюминатов натрия.

Часть образующегося шлама монохромата натрия направляется на сушку шлама (рудного остатка) в сушильном барабане и затем на приготовление шихты.

Не используемый шлам монохромата натрия направляется в шламохранилище предприятия.

Произведенный в процессе раствор монохромата натрия направляется в производство бихромата натрия.

19.2.2 Технологии получения бихромата натрия валового

Принципиальная схема производства бихромата натрия валового представлена на рисунке 19.3.

Рисунок 19.3 - Принципиальная схема производства бихромата натрия валового

Исходными материалами в производстве валового бихромата натрия являются монохромат натрия и серная кислота концентрированная. Также при работе отделений по производству ангидрида хромового и бихромата натрия вместо серной кислоты либо совместно с ней используется раствор бисульфата натрия - побочный продукт данных производств.

Поступающий в цех раствор монохромата натрия подвергается травке серной кислотой (и/или раствором бисульфата натрия). В результате данного процесса образуется бихроматно-сульфатный раствор с присутствием хромихроматов, который подвергается нагреву до 95 °С и выдержке.

Следующей стадией процесса являются фильтрация раствора от хромихроматов и отмывка осадка от водорастворимых соединений. Образующийся при этом осадок используется в дальнейшем для производства хромового дубителя.

Следующим технологическим этапом является концентрирование (упаривание) бихроматно-сульфатного раствора, в результате которого основная часть сульфата натрия выделяется из раствора путем высаливания. Образовавшиеся при этом кристаллический сульфат натрия отделяют от раствора бихромата натрия с применением центрифуг. Отделенный сульфат натрия отмывают от водорастворимых соединений и направляют на дальнейшую переработку для производства натрия сернокислого технического. Раствор бихромата натрия при этом направляется на вторую стадию концентрирования (упаривания) раствора.

После второй стадии концентрирования раствор передается на переработку в дальнейшие переделы, для производства технического хромового ангидрида, окиси хрома металлургической, окиси хрома пигментной, кристаллического бихромата натрия, бихромата калия, хромового дубителя и др.

19.2.3 Технологии получения бихромата натрия технического

Принципиальная схема представлена на рисунке 19.4.

Рисунок 19.4 - Принципиальная схема производства бихромата натрия технического

Валовый бихромат натрия (концентрированный раствор бихромата натрия) поступает на упаривание в однокорпусные выпарные аппараты с принудительной циркуляцией, где упаривается до "плава", т.е. до концентрации по CrO ₃ не ниже 70 %. Плав представляет собой суспензию, содержащую от 50 до 55 % кристаллического безводного бихромата натрия и от 45 до 50 % расплава двуводного бихромата натрия.

Отделение кристаллов бихромата натрия из "плава" происходит методом центрифугирования. Отфугованный кристалл поступает на сушку, классификацию и далее в бункеры готового продукта. Крупная фракция поступает на растворение. Пыль бихромата натрия, уносимая потоком воздуха вместе с парами воды, улавливается в скруббере. Растворы из скруббера и растворы после растворения крупной фракции собирают вместе с маточными растворами после центрифугирования и откачивают на упаривание или смешивают с отфильтрованными бихроматными растворами. Готовую продукцию из бункеров расфасовывают в различную тару.

19.2.4 Технологии получения хромового ангидрида

Принципиальная схема производства хромового ангидрида представлена на рисунке 19.5.

Рисунок 19.5 - Принципиальная схема производства хромового ангидрида

Исходным сырьем в данном процессе является раствор бихромата натрия. Технологический процесс производства хромового ангидрида заключается в следующем. Раствор бихромата натрия поступает в упарочные баки, где предварительно упаривается до необходимой концентрации, далее подготовленный раствор поступает в смеситель, куда одновременно подается концентрированная серная кислота. Химизм разложения бихромата натрия серной кислотой можно представить следующим уравнением:

Na ₂Cr ₂O ₇ + 2H ₂SO ₄ = 2NaHSO ₄ + 2CrO ₃ + H ₂О.

Скорость реакции велика. Длительность процесса выплавки хромового ангидрида определяет время на испарение воды, содержащейся в реагентах и образующейся в процессе реакции, и на нагрев реакционной смеси.

Процесс выплавки хромового ангидрида производится в реакторе, представляющем собой вращающийся барабан, внутри которого смонтированы насадочные устройства (цепи и т.д.) для увеличения интенсивности передачи тепла. Подогрев реакционной массы и расплав продуктов осуществляются за счет подачи внутрь реактора топочных газов, полученных при сжигании природного газа в топке.

Масса в реакторе начинает расплавляться при температуре 185-187 °С. Бисульфат натрия плавится при температуре 186 °С, а хромовый ангидрид - при 196-197 °С. Для снижения вязкости бисульфата натрия и хромового ангидрида процесс заканчивают при температуре 200-210 °С и избытке серной кислоты.

После полного расплавления хромового ангидрида расплав спускается в отстойник. Разделение хромового ангидрида и бисульфата натрия происходит при температуре 197-210 °С. Благодаря разности удельных весов плавленого хромового ангидрида и бисульфата натрия первый опускается вниз, вытесняя в верхние слои расплав бисульфата натрия.

Плотность жидкого бисульфата натрия при 200 °С равна 2,05 - 2,08 г/см ³, плотность жидкого хромового ангидрида при температуре 200 °С равна 2,25 - 2,30 г/см ³.

Вследствие очень малой растворимости хромового ангидрида в бисульфате натрия получается два несмешивающихся слоя расплава, обеспечивая достаточную чистоту продукта - 99,4 % и выше.

Полученный в процессе варки хромового ангидрида бисульфат натрия, содержащий до 40 % титруемой серной кислоты, используется для перевода монохромата натрия в бихромат на установках получения бихромата натрия.

Отделенный от бисульфата хромовый ангидрид подвергается чешуированию на грануляторе, дроблению и через бункер готового продукта поступает на упаковку.

19.2.5 Технологии получения окиси хрома металлургической/пигментной

Принципиальные схемы производства металлургической окиси хрома представлены на рисунках 19.6 а и б.

Рисунок 19.6а - Принципиальные схемы производства металлургической окиси хрома из различного хромсодержащегося сырья: принципиальная схема производства окиси хрома металлургической из хромового ангидрида

Рисунок 19.6б - Принципиальные схемы производства металлургической окиси хрома из различного хромсодержащегося сырья: принципиальная схема производства окиси хрома металлургической из бихромата аммония

Принципиальная схема производства пигментной окиси хрома представлена на рисунке 19.7.

Рисунок 19.7 - Принципиальная схема производства пигментной окиси хрома

Сырьем для производства окиси хрома может служить хромовый ангидрид или бихромат натрия с сульфатом аммония. Далее и в том и в другом случае сырье проходит стадию термической прокалки во вращающихся печах.

Образовавшаяся в процессе термического разложения хромового ангидрида окись хрома сразу фасуется и направляется на склад. При производстве окиси хрома из бихромата аммония образующийся в печи обжига спек сначала гасится, а затем получившаяся пульпа разделяется на вакуум-фильтрах. Влажная окись хрома сушится в барабанных сушилках и направляется на склад готовой продукции.

Вследствие специальных требований, предъявляемых к марке пигментной окиси по массовой доле водорастворимых и летучих веществ и дисперсности, в процесс производства добавляется несколько дополнительных технологических стадий. Окись хрома подвергается загаске конденсатом, размолу в мельницах мокрого помола, гидроклассификации в гидроциклонах, отмывке от водорастворимых примесей на вакуум-фильтре и сушке. Сушка окиси хрома производится при температуре отходящих газов не более 350 °С. После прохождения всех вышеперечисленных стадий пигментная окись хрома фасуется и направляется на склад готовой продукции.

19.2.6 Производство бихромата калия

Принципиальная схема получения бихромата калия технического представлена на рисунке 19.8.

Рисунок 19.8 - Принципиальная схема производства бихромата калия технического

Основным сырьем в производстве бихромата калия являются хлористый калий, кристаллический бихромат натрия и оборотные маточные растворы.

На первой стадии все компоненты в расчетных количествах загружаются в титановый бак, где при температуре не менее 100 °С ведется процесс обменного разложения. После завершения обменного разложения в бак задается гипохлорит кальция в виде кристалла для окисления хромихроматов.

В результате обменного разложения получается суспензия, содержащая в растворе бихромат калия, и в виде кристаллов хлорид натрия.

Для отделения твердой фазы от жидкой суспензия подается на центрифугу. Твердая фаза, представляющая собой хлорид натрия, остается на ситах, затем ссыпается в бункер и выводится из производства.

Жидкая часть проходит через сита и вместе с промывными водами поступает в кристаллизатор. Кристаллизация бихромата калия ведется за счет подачи воды в рубашку кристаллизатора и охлаждения раствора до 33-35 °С.

Охлажденная суспензия бихромата калия подается на разделение: кристалл бихромата калия и маточные растворы разделяются в баке-сборнике с ложным днищем в виде сетки. Маточные растворы после упаривания возвращаются в начало процесса.

Выделенный кристалл бихромата калия растворяется. Полученный раствор упаривается до плотности (1,24 + 0,01) г/см ³ и направляется на фильтрацию на патронный фильтр. Раствор подается в вертикальные цилиндры снизу и с помощью вакуума протягивается через патроны с натянутыми полотнами. Осадок остается на фильтровальных полотнах, отфильтрованный раствор поступает в вакуум-сборник. Осадок с фильтровальных полотен выводится из производства.

Отфильтрованный раствор бихромата калия подается на вторую стадию кристаллизации.

Из кристаллизатора суспензия подается на центрифугу, где происходит отделение и промывка кристалла бихромата калия. Маточные растворы возвращаются в производство на стадию растворения кристалла бихромата калия.

Промытый и отжатый кристалл бихромата калия подается в шнековую сушилку, снабженную паровой рубашкой, паровым и электрическим калориферами.

Высушенный кристалл бихромата калия представляет собой готовый продукт и расфасовывается в различные типы тары.

19.2.7 Производство натрия сернокислого технического (сульфата натрия)

Технологический процесс производства сульфата натрия основан на восстановлении шестивалентного хрома в растворе сульфата натрия-сырца раствором сульфита натрия или раствором бисульфита натрия до нерастворимой трехвалентной формы. Полученная суспензия подвергается фильтрации для отделения примеси от раствора сульфата натрия, который затем упаривается в выпарных установках.

Кристаллы сульфата натрия отделяются на центрифуге от маточного раствора и, для удаления влаги, поступают в барабанную сушилку.

Химизм восстановления шестивалентного хрома раствором сульфита натрия может быть представлен следующим уравнением:

Na ₂Cr ₂O ₇ + 3Na ₂SО ₃ + H ₂SO ₄ + 2H ₂O = 2Cr(OH) ₃ + 4Na ₂SO ₄.

Восстановление хрома происходит после добавления серной кислоты до определенного рН раствора, поскольку сульфит натрия проявляет активность в кислой среде. Химизм восстановления шестивалентного хрома раствором бисульфита натрия может быть представлен уравнениями:

Na ₂Cr ₂O ₇ + 3NaHSО ₃ + 2H ₂O = 2Cr(OH) ₃ + 2Na ₂SO ₄ + NaHSO ₄;

2NaHSO ₄ + Na ₂CO ₃ = 2Na ₂SO ₄ + CO ₂ + H ₂O.

Использование раствора бисульфита натрия (в котором также находится Na ₂SО ₃) в качестве восстановителя шестивалентного водорастворимого хрома дает возможность восстановления без использования серной кислоты.

Процесс в обоих случаях ведется до отсутствия шестивалентного хрома, что определяется по реакции с дифенилкарбазидом. Восстановленная суспензия нейтрализуется содой до рН = 5,9-6,5 и фильтруется через фильтры-сгустители. Отфильтрованный раствор сульфата натрия после отстаивания для содержания нерастворимого остатка и дополнительной нейтрализации до нейтральной среды упаривается в выпарном аппарате.

Кристаллы сульфата натрия из упаренных растворов отделяются на центрифуге и в сушильном барабане высушиваются при температуре отходящих газов не более 120 °С до содержания влаги не более 0,1 %.

Основными стадиями технологического процесса получения сульфата натрия являются:

1. Складирование и транспортирование сырья.

2. Растворение сульфата натрия-сырца.

3. Очистка сульфата натрия от примесей.

4. Упаривание раствора сульфата натрия.

5. Отделение кристаллов сульфата натрия от раствора.

6. Сушка и упаковка готового продукта.

Принципиальная схема производства сульфата натрия представлена на рисунке 19.9.

Рисунок 19.9 - Принципиальная схема производства сульфата натрия

19.2.8 Очистка промышленных стоков от производства хромовых соединений

Сточные воды при производстве соединений хрома формируются из:

- ливневых вод с территории предприятия и шламового хозяйства;

- дренажных и противофильтрационных систем шламохранилищ;

- дебалансовых вод от оборотного цикла.

Система сбора сточных вод не позволяет производить отбор и исследования раздельно по каждому технологическому циклу.

В зависимости от условий и организации производства может быть реализована бессточная схема с отстаиванием сточных вод в шламовых прудах и повторного их использования в оборотном цикле предприятия.

При невозможности организации бессточной схемы сточные воды собираются от подразделений и направляются на очистку хромсодержащих стоков методом восстановления шестивалентного хрома и нейтрализации известковым молоком, и после осаждения примесей очищенный сброс направляется в водный объект.

Технологический процесс состоит из следующих стадий производства:

- приема загрязненных сточных вод и сырья;

- приготовления раствора известкового молока;

- приготовления раствора железного купороса;

- восстановления шестивалентного хрома железным купоросом;

- осаждения гидроокиси хрома и железа известковым молоком;

- обезвоживания осадка гидроокиси хрома и железа на декантерных центрифугах;

- осветления сточных вод в шламоотстойнике и сброс очищенных стоков в водоем.

Метод обезвреживания сточных вод основан на восстановлении растворенного в воде шестивалентного хрома до трехвалентного раствором железного купороса в щелочной среде.

Сущность технологического процесса очистки хромсодержащих сточных вод состоит в восстановлении растворенного в воде шестивалентного хрома до трехвалентного (в виде гидроокиси хрома) раствором железного купороса в щелочной среде (рН от 7,0 до 8,5) с последующим осветлением воды методом отстаивания в шламоотстойнике и передаче ее для сброса в водоем.

Процесс восстановления протекает при естественной температуре реагентов по реакции:

CrO ₃ + 3 FeSO ₄ + 3 Ca(OH) ₂ + 3H ₂O = Cr(OH) ₃ + 3Fe(OH) ₃ + 3 CaSO ₄.

С производственных и цеховых площадок предприятия производственные и ливневые сточные воды с массовой концентрацией хрома в пределах от 200 до 1000 мг/дм ³ в пересчете на СrO ₃ по самотечному коллектору, выполненному из железобетонных и частично из стальных труб диаметром 1000 мм, поступают в малый ливнеприемник (железобетонный резервуар вместимостью 1500 м ³), затем в большой ливнеприемник (земляной резервуар вместимостью 55000 м ³). Кроме ливневых и производственных сточных вод, в коллектор заведены хромсодержащие стоки от системы дренажей по перехвату фильтрационных вод шламового хозяйства.

Из большого ливнеприемника сточные воды насосами подаются в смесители.

Известковое молоко готовится путем гашения извести в известегасилке. Массовая доля CaO в растворе известкового молока не более 5 % на выходе из известегасилки.

Процесс гашения извести протекает по реакции:

CaO + H ₂O = Ca(OH) ₂.

Образовавшийся в процессе гашения извести недопал вывозится автотранспортом в шламонакопитель. Известковое молоко через дозаторы поступает в смесители.

Раствор железного купороса получают путем растворения кристаллического железного купороса в воде или разбавлением раствора железного купороса и далее также дозируется в смесители.

На стадии восстановления шестивалентного хрома происходит непосредственно перевод Cr ⁶⁺ в Cr ³⁺ по реакции. Количество раствора железного купороса регулируется в зависимости от рН и концентрации Cr ⁶⁺ в перерабатываемых сточных водах.

Восстановление шестивалентного хрома начинается в смесителях и продолжается в реакторах.

Из реакторов нейтрализованные стоки в виде суспензии поступают в бак для обработки флокулянтом с целью укрупнения частиц осадка. Полученная пульпа поступает на декантерные центрифуги, в которых происходит разделение сточных вод и взвешенных веществ, а также обезвоживание осадка.

Сточные воды после отделения осадка поступают в шламоотстойник для дальнейшей очистки методом отстаивания до установленных нормативов сброса. Очищенная вода из шламоотстойника сбрасывается в водный объект. Сброс осуществляется непрерывно в течение всего календарного времени. Обезвоженный осадок (сырец железохромистый) направляется на переработку в производство монохромата натрия. Часть незагасившейся извести в процессе приготовления известкового молока (недопал) является отходом - "Осадком гашения извести при производстве известкового молока", другая часть недопала используется повторно в виде материала переработки "Сырец карбонаткальциевый" в производстве монохромата натрия.

Принципиальная схема очистки хромсодержащих сточных вод представлена на рис. 19.10.

Рис. 19.10 - Принципиальная схема очистки сточных вод и производства сырца железохромистого в отделении очистки хромсодержащих стоков

19.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве соединений хрома

Нормы расхода сырья при производстве соединений хрома приведены в таблице 19.2, нормы расхода энергоресурсов в производстве соединений хрома - в таблице 19.3.

Таблица 19.2 - Нормы расхода сырья в производстве соединений хрома

Наименование материальных/ энергетических ресурсов	Единицы измерения	Расход на 1 тонну		Примечание
		Минимальный	Максимальный
Производство монохромата натрия (бездоломитный способ)
Руды хромовая	т	1,36	1,40	Расход приведен на производство 1 т продукции (в пересчете на 75,5 % СrО 3)
Сода кальцинированная техническая (в пересчете на 100 % Na 2CO 3)	т	1,08	1,14	Расход приведен на производство 1 т продукции (в пересчете на 75,5 % СrО 3)
Производство монохромата натрия (классический способ)
Руды хромовая	т	1,4	1,6	Расход приведен на производство 1 т продукции (в пересчете на 75,5 % СrО 3)
Сода кальцинированная техническая (в пересчете на 100 % Na 2CO 3)	т	0,85	0,90	Расход приведен на производство 1 т продукции (в пересчете на 75,5 % СrО 3)
Известь	т	0,72	0,96	Расход приведен на производство 1 т продукции (в пересчете на 75,5 % СrО 3)
Производство бихромата натрия (валового)
Монохромат натрия (в пересчете на 75,5 % CrO 3)	т	1,017	1,03
Кислота серная техническая (в пересчете на 100 %)	т	0,38	0,478
Производство бихромата натрия (технического)
Бихромат натрия валовый (в пересчете на 75,5 % CrO 3)	т	1,002	1,14
Производство хромового ангидрида
Бихромат натрия валовый (в пересчете на 75,5 % CrO 3)	т	1,57	1,70
Кислота серная техническая (в пересчете на 100 %)	т	0,49	0,59
Производство металлургической окиси хрома (через хромовый ангидрид)
Бихромат натрия валовый	т	2,014	2,06	Расход приведен на производство 1 т продукции (в пересчете на 75,5 % СrО 3)
Кислота серная техническая (в пересчете на 100 %)	т	0,67	0,67	Расход приведен на производство 1 т продукции (в пересчете на 75,5 % СrО 3)
Сода кальцинированная	т	0,025	0,025	Расход приведен на производство 1 т продукции (в пересчете на 75,5 % СrО 3)
Производство металлургической окиси хрома (из бихромата аммония)
Бихромат аммония	т	1,91	1,96	Расход приведен на производство 1 т продукции (в пересчете на 75,5 % СrО 3)
Сода кальцинированная	т	0,035	0,042	Расход приведен на производство 1 т продукции (в пересчете на 75,5 % СrО 3)
Производство пигментной окиси хрома
Бихромат натрия валовый	т	2,014	2,015	Расход приведен на производство 1 т продукции (в пересчете на 75,5 % СrО 3)
Кислота серная техническая (в пересчете на 100 %)	т	0,67	0,67	Расход приведен на производство 1 т продукции (в пересчете на 75,5 % СrО 3)
Сода кальцинированная	т	0,026	0,026	Расход приведен на производство 1 т продукции (в пересчете на 75,5 % СrО 3)
Производство бихромата калия (технического)
Бихромат натрия валовый	т	1,06	1,064
Калий хлористый	т	0,53	0,54
Производство сульфата натрия
Сульфат натрия-сырец	т	1,00	1,05
Бисульфит натрия, 100 %	т	0,0015	0,0015
Сульфит натрия, 100 %	т	0,01	0,03
Кислота серная техническая, 100 %	т	0,01	0,03
Сода кальцинированная, 100 %	т	0,0002	0,03
Очистка промышленных стоков от производства хромовых соединений (производство сырца железохромистого)
Железный купорос	т	0,673	0,730	В расчете на 1 т сырца железохромистого
Известь	т	0,073	0,084
Флокулянт	кг	1,7	5,5

Таблица 19.3 - Нормы расхода энергоресурсов в производстве соединений хрома

Наименование энергетических ресурсов	Единицы измерения	Расход на 1 тонну продукта
		Минимальный	Максимальный
Производство монохромата натрия (бездоломитный способ)
Электроэнергия		401	422,5
Теплоэнергия	Гкал/т	0,9	0,9
Топливо (газ природный)	м. куб./т	654	709
Техническая вода	м. куб./т	0,4	0,4
Производство монохромата натрия (классический способ)
Топливо (газ природный)	м. куб./т	599	885
Электроэнергия		402	573
Теплоэнергия	Гкал/т	0,529	1,236
Техническая вода	м.мкуб./т	1,012	1,29
Производство бихромата натрия (валового)
Электроэнергия		125	242
Теплоэнергия	Гкал/т	2,13	2,71
Техническая вода	м.мкуб/т	0,35	2,30
Производство бихромата натрия (технического)
Электроэнергия		29,4	29,4
Теплоэнергия	Гкал/т	0,72	0,73
Производство хромового ангидрида
Электроэнергия		222	750
Теплоэнергия	Гкал/т	0,7	17
Топливо (газ природный)	м. куб/т	172	490
Техническая вода	м. куб/т	1	18
Производство металлургической окиси хрома (через хромовый ангидрид)
Электроэнергия		380	410
Теплоэнергия	Гкал/т	2,2	2,4
Топливо (газ природный)	м. куб./т	667	703
Техническая вода	м. куб./т	8	8
Производство металлургической окиси хрома (из бихромата аммония)
Топливо (газ природный)	м. куб./т	785	800
Электроэнергия		803	901
Теплоэнергия	Гкал/т	5,8	7,1
Техническая вода	м. куб./т	12,1	14,2
Сжатый воздух	м. куб./т	1765	2028
Производство пигментной окиси хрома
Электроэнергия		950	1050
Теплоэнергия	Гкал/т	2,05	2,15
Топливо (природный газ)	м. куб/т	231	249
Техническая вода	м. куб/т	5	5
Производство бихромата калия (технического)
Электроэнергия		720	773,7
Теплоэнергия	Гкал/т	8,6	11,3
Техническая вода	м. куб/т	33,6	47,9
Производство сульфата натрия
Электроэнергия		60	116
Теплоэнергия	Гкал/т	1,06	2,04
Топливо (газ природный)	м. куб./т	5	12
Техническая вода	м. куб./т	0,4	1,24
Очистка промышленных стоков от производства хромовых соединений (производство сырца железохромистого)
Электроэнергия		109	135
Пар	Гкал/т	0,23	0,35

Выбросы загрязняющих веществ в производствах растворов монохромата натрия по бездоломитному и классическому способу представлены в таблице 19.4.

Выбросы загрязняющих веществ в производствах бихромата натрия, бихромата калия хромового ангидрида, окиси хрома металлургической, окиси хрома пигментной, сульфата натрия представлены в таблицах 19.5-19.12.

Таблица 19.4 - Выбросы загрязняющих веществ в производстве раствора монохромата натрия

Наименование загрязняющего вещества	Масса выбросов загрязняющих веществ, кг/т продукта
	Минимальное значение	Максимальное значение	Среднее значение
Азота диоксид	0,99	1,80	1,39
Азота оксид	0,16	0,3	0,23
Карбонат натрия (динатрий карбонат)	0,1	0,26	0,18
Пыль неорганическая с содержанием кремния менее 20, 20-70, а также более 70 %	0,26	3,7	1,98
Серы диоксид	0,008	0,1	0,05
Углерода оксид	0,24	2,11	1,17
Хром (Cr 6+)	0,014	0,03	0,022

Таблица 19.5 - Выбросы загрязняющих веществ в производстве бихромата натрия (валового)

Наименование загрязняющего вещества	Масса выбросов загрязняющих веществ, кг/т продукта
	Минимальное значение	Максимальное значение	Среднее значение
Хром (Cr 6+)	0,007	0,013	0,01

Таблица 19.6 - Выбросы загрязняющих веществ в производстве бихромата натрия (технического)

Наименование загрязняющего вещества	Масса выбросов загрязняющих веществ, кг/т продукта
	Минимальное значение	Максимальное значение	Среднее значение
Хром (Cr 6+)	0,0005	0,0006	0,0005

Таблица 19.7 - Выбросы загрязняющих веществ в производстве хромового ангидрида

Наименование загрязняющего вещества	Масса выбросов загрязняющих веществ, кг/т продукта
	Минимальное значение	Максимальное значение	Среднее значение
Азота диоксид	0,1	0,17	0,13
Азота оксид	0,017	0,029	0,023
Углерода оксид	0,018	0,43	0,224
Хром (Cr 6+)	0,07	0,12	0,09

Таблица 19.8 - Выбросы загрязняющих веществ в производстве окиси хрома металлургической (через хромовый ангидрид)

Наименование загрязняющего вещества	Масса выбросов загрязняющих веществ, кг/т продукта
	Минимальное значение	Максимальное значение	Среднее значение
Азота диоксид	0,27	0,45	0,36
Азота оксид	0,04	0,08	0,06
Углерода оксид	0,31	0,53	0,42
Хром (Cr 6+)	0,07	0,13	0,1

Таблица 19.9 - Выбросы загрязняющих веществ в производстве окиси хрома металлургической (из бихромата аммония)

Наименование загрязняющего вещества	Масса выбросов загрязняющих веществ, кг/т продукта
	Минимальное значение	Максимальное значение	Среднее значение
Азота диоксид	0,52	0,53	0,52
Азота оксид	0,08	0,09	0,08
Углерода оксид	1,67	1,68	1,67
Хром (Cr 6+)	0,06	0,07	0,06

Таблица 19.10 - Выбросы загрязняющих веществ в производстве окиси хрома пигментной

Наименование загрязняющего вещества	Масса выбросов загрязняющих веществ, кг/т продукта
	Минимальное значение	Максимальное значение	Среднее значение
Азота диоксид	0,41	0,69	0,55
Азота оксид	0,065	0,12	0,09
Углерода оксид	0,66	1,12	0,89
Хром (Cr 6+)	0,065	0,11	0,087

Таблица 19.11 - Выбросы загрязняющих веществ в производстве бихромата калия (технического)

Наименование загрязняющего вещества	Масса выбросов загрязняющих веществ, кг/т продукта
	Минимальное значение	Максимальное значение	Среднее значение
Хром (Cr 6+)	0,05	0,07	0,058

Таблица 19.12 - Выбросы загрязняющих веществ в производстве сульфата натрия

Наименование загрязняющего вещества	Масса выбросов загрязняющих веществ, кг/т продукта
	Минимальное значение	Максимальное значение	Среднее значение
Серы диоксид	0,0002	0,027	0,013
Углерода оксид	0,06	0,32	0,19

Выбросы со стадии очистки промышленных стоков от производства хромовых соединений отсутствуют.

Необходимо отметить, что значительную долю в формирование выбросов всех производств вносят выбросы от сопутствующих процессов, таких как сжигание природного газа (оксиды азота, серы, углерода) и обращение с сыпучими веществами (пыль), в этой связи усовершенствование процессов производства соединений хрома с точки зрения снижения воздействия на окружающую среду должно вестись в направлении внедрения новых и эффективных процессов сжигания топлив, а также герметизации оборудования и модернизации систем пылеочистки.

В зависимости от условий и организации производства может быть реализована бессточная схема с использованием сточных вод в технологическом процессе, в таком случае стоки от производства хромовых соединений отсутствуют.

При невозможности организации бессточной схемы сточные воды собираются от подразделений и направляются на очистку хромсодержащих стоков и после осаждения примесей очищенный сброс направляются в водный объект.

Характеристика сбросов загрязняющих веществ от производства хромовых соединений приведена в таблице 19.13.

Таблица 19.13 - Удельные показатели сбросов загрязняющих веществ со стадии очистки промышленных стоков от производства хромовых соединений (в пересчете на 1 т образующегося полупродукта - сырец железохромистый)

Источник сброса	Наименование загрязняющего вещества	Направление сбросов	Метод очистки или повторного использования	Показатели сбросов загрязняющих веществ в расчете на 1 тонну сырца железохромистого, кг/т
				минимальное значение	максимальное значение	Среднее значение
Стадия очистки промышленных стоков от производства хромовых соединений	Сульфат-анион (сульфаты)	Водный объект	Восстановление, нейтрализация	-	393	-
	Железо			-	0,149	-
	Хром шестивалентный			-	0,01405	-
	Хром трехвалентный			-	0,0159	-

Основным твердым отходом в производстве соединений хрома является шлам монохромата натрия (3 класс опасности), образующийся в процессе производства раствора монохромата натрия. Часть данного шлама повторно используется при приготовлении шихты. Оставшееся количество складируется на специально оборудованных полигонах. Удельная норма образования шлама монохромата натрия, подлежащего размещению на шламонакопителе, составляет 0,83-1,04 т/т монохромата натрия.

Образующиеся в процессе производств бихромата натрия хромихроматный осадок и сульфат натрия сырец в полном объеме перерабатываются в производствах хромового дубителя и технического сульфата натрия соответственно.

Остальные технологии твердых отходов производства не образуют.