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铬盐是重要的工业原料,广泛应用于化工、电镀、冶金、染料等行业,随之也带来了含铬废物的大量排放,中国铬渣的年产量就达到了数百万吨。铬渣中含有的六价铬[Cr（VI）]具有高水溶性、可迁移性和致癌致突变的特点,容易造成土壤和地下水的严重污染。碳酸钙（Ca CO3）是铬渣处理研究中的共性问题。当前主流的铬渣处理方法是还原法,这种方法虽然能有效降低铬渣的毒性,但存在二次污染的风险。从铬渣中高效分离六价铬,技能是铬渣脱毒又能回收金属铬资源,是一种理想的处理方法,但目前的提取法还达不到脱毒的效果。团队的前期研究表明,从微观角度认识重金属与矿物相之间的作用关系,通过调控矿物相的转变实现重金属的高效提取。本文针对含铬废物中的关键矿物Ca CO3,发展了碳酸化调控相变提取其中Cr（VI）的方法,分析反应过程的化学原理。形成了碳酸化提取Cr（VI）的技术并应用于实际的含铬废物体系铬盐铬渣的处理中。最后对碳酸化提取技术的工程应用进行了研究。主要的研究内容和创新点如下:（1）模拟实际工艺条件在实验室合成含铬碳酸钙样品。基于密度泛函理论（DFT）计算的研究,结合XRD、SEM、Raman光谱、TEM-mapping等手段,分析Cr（VI）在碳酸钙中的实际存在形式。发现在合成的铬渣样品中Cr（VI）进入到了碳酸钙的晶体结构之中,以结构掺杂的状态存在。使用碳酸化法（加压二氧化碳）对铬渣样品进行处理能有效地分离其中的Cr（VI）,降低处理渣的浸出毒性。在相变反应过程中,二氧化碳能使大块的碳酸钙溶解并重新沉淀成小颗粒的碳酸钙,掺杂于碳酸钙晶体结构中Cr（VI）被释放到液相中,在二氧化碳和水提供的弱酸性条件下,Cr（VI）的离子形态发生变化,不再进入新生成的碳酸钙结构中。使用了柱淋溶实验和重金属释放的经验模型拟合的方法,对原渣和处理渣的长期稳定性进行了评估,发现处理渣中Cr（VI）的稳定性明显高于原渣。（2）将碳酸化法拓展到实际含铬废物铬盐铬渣的处理中,铬盐铬渣中存在多种含镁钙的矿物,如碳酸钙、氢氧化钙[Ca（OH）2]、氢氧化镁[Mg（OH）2]、钙矾石[Ca6Al2（SO4）3（OH）12?26H2O]等。碳酸化法能高效地分离铬盐铬渣中的Cr（VI）,实现铬渣的脱毒。在反应过程中,氢氧化钙、氢氧化镁和钙矾石与二氧化碳反应向碳酸盐物相转变,处理渣中形成了大量小颗粒的碳酸钙。随着镁钙矿物的相变Cr（VI）与矿物分离被释放到液相中。（3）进行了碳酸化法处理氯酸盐行业碳酸钙铬泥的工业化应用研究,碳酸钙铬泥的重要成分是碳酸钙和硫酸钙（Ca SO4）,按浸出毒性属于危险废物。公斤级的验证实验证明,使用碳酸钠溶液做为矿化剂,通过水热碳酸化的处理能分离铬泥中绝大部分的Cr（VI）,使处理渣的浸出毒性满足处理标准。处理过程中硫酸钙物相消失,碳酸钙物相结晶度上升,Cr（VI）被释放到上清液中。铬泥处理的吨级中试结果表明,三个批次的铬泥经过碳酸化处理后浸出毒性全部满足处理标准,平均铬提取率达到90%,可以进行工程化应用。