铬盐和金属铬是重要的工业原料，在国民经济建设中起着重要作用，据商业部门统计全国有10％的商品与铬盐有关，但生产lt铬盐就要产生1.7～4.2t铬渣，目前国内已堆存300万t铬渣。铬渣中所含的水溶性和酸溶性的六价铬对人、畜及农作物都有害，已经对环境造成了严重污染，研究铬渣的处理方法，并使其资源化，成为环保工作者的当务之急。国内外治理及综合利用铬渣可分为三大类：固化法、还原法和络合法。国外主要采用固化填埋方法，但须加入大量水泥、动力消耗大，不适合我国国情。我国铬渣治理方法也已达20余种，固相还原法使铬渣中的Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)，解毒彻底、稳定，是铬渣资源化处理的首选方法，但该法一般需要高温条件，工业化生产能耗大、成本高，在铬渣治理应用上受到一定限制。近年来，选取工业废渣为原料治理铬渣，由于它大大降低了能耗和成本，以废治废，成为固相还原法处理处置铬渣的发展方向。 本研究即采用高温固相还原法，选用廉价工业废渣M作为还原剂，利用M渣中残余的碳，对铬渣中主要以Cr(Ⅵ)形式存在的Na<,2>CrO<,4>、CaCrO<,4>进行高温还原解毒处理。论文围绕铬渣高温还原反应的热力学、动力学及物相分析等理论与实验研究，确定了方法的可行性及其影响因素，并在实验室研究基础上，进行了工业规模试验，利用解毒铬渣的终渣与其他工业废渣制备了高掺量(90％)废渣空心砌块新墙体材料，满足危险废物及工业废渣的无害化、资源化利用的处理处置要求。 通过热力学分析和相关计算，尤其对文献极少报道的铬渣中CaCrO<,4>的高温还原的热力学分析，明确了工业废渣还原铬渣所发生的高温还原反应。利用完全离子溶液模型，计算了反应渣中组分活度及反应的Gibbs自由能AG值，并通过对Na<,2>CrO<,4>中CrO<,4><2->的平衡转化率进行估算，判定铬渣的解毒程度。通过GB/T15555.4-1995法对终渣中水溶性Cr(Ⅵ)浸出值的测定，研究温度、铬渣质量分数等对Na<,2>CrO<,4>还原反应的影响，确定了实验的最优条件为：废渣M与铬渣的粒度为20目，铬渣质量分数为23％，反应温度1350℃，反应时间为2h。该实验条件下，铬渣解毒后Cr(Ⅵ)的浸出值仅为0.063 mg/L，远低于国标GB 5085-85规定限值1.5mg/L要求，CrO<,4><2->转化率达99.991％，接近99.998％的理论值，而且终渣在环境中放置16周安全、稳定。 基于冶金反应动力学原理，对C将铬渣中Na<,2>CrO<,4>的Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)的反应历程进行宏观动力学分析及相关计算，确定了实际反应温度1330℃下M渣高温还原铬渣的反应级数是一级，表观活化能为64.41kJ/mol。通过建立未反应核物理模型，由反应时间t与Na<,2>CrO<,4>转化率f因式[1-3(1-f)<2/3>+2(1-f)]呈良好的直线关系，确定了CO通过多孔的还原产物层Cr<,2>O<,3>与Na<,2>O，向反应界面扩散的内扩散过程为整个高温还原过程的控制环节。对铬渣高温还原解毒处理的动力学影响因素进行了相关分析，升高反应温度、延长反应时间、减小铬渣及M渣粒度、增加CO流速等试验条件，有利于铬渣的高温还原反应，保证铬渣解毒彻底。通过SEM、XRD、EDS等现代物理测试技术，对铬渣高温还原反应后的析出相与相组成进行了物相分析，确定了终渣物相的存在形态，尤其是其中的铬的微观存在形态。研究认为铬渣中Cr(Ⅵ)被M渣还原成Cr(Ⅲ)后，以Cr<,2>O<,3>形式部分进入了尖晶石类物相的晶格，形成富铬尖晶石；部分进入了CaO-SiO<,2>-Cr<,2>O<,3>系物相晶格内，与Al<,2>O<,3>发生类质同像作用，形成了一系列含铬类钙铝榴石：极少部分Cr<,2>O<,3>随终渣沉积，共熔到某复合物中。这些矿物晶体结构紧密、化学性质稳定，环境中长时间自然放置无明显变化，表明解毒后铬渣是安全、稳定的。 为尽快实现铬渣解毒处理的工业化生产，本研究在实验室基础上进行了工业规模试验，结果表明：铬渣质量分数为6％的终渣，在空气中放置16周、在pH=3的酸性水溶液或pH=11的碱性水溶液中、在500℃高温以下温度范围等环境实验条件下，Cr(Ⅵ)浸出浓度最高值仅为0.16mg/L，低于国标GB 5085-1985规定限值1.5mg/L，终渣在环境中放置安全、稳定，以工业废渣M为还原剂，对铬渣进行高温固相还原的工业规模处理技术可行。 以还原解毒6％铬渣后的终渣为原料，与粉煤灰、电石渣、磷石膏等工业废渣制备了高掺量(90％)废渣空心砌块新型墙体材料。表面浸出率、浸出毒性、日晒和酸雨等环境稳定性试验结果表明：砌块中Cr(Ⅵ)浸出值均远低于国标GB5085.3-1996要求，具有较强的抗表面浸出能力，在环境中使用安全、稳定。砌块理化性能试验结果表明：砌块密度为983kg/m<3>；吸水率为21.4％；抗压强度为8.9MPa，强度等级达到国标GB 8239-1997《普通混凝土小型空心砌块》MU7.5要求，可用于建筑物的承重墙。