中國科學(xué)院青海鹽湖研究所（以下簡稱“青海鹽湖所”）鹽湖資源綜合利用工程技術(shù)中心電化學(xué)分離技術(shù)課題組長期致力于鉻鹽清潔工藝的開發(fā)與應(yīng)用研究。針對(duì)現(xiàn)有鉻鹽生產(chǎn)工藝中資源利用率偏低，含鉻副產(chǎn)品排放量大的難題，研究團(tuán)隊(duì)利用碳素鉻鐵組成簡單、電導(dǎo)率高、電化學(xué)活性高的優(yōu)點(diǎn)，巧妙地通過電化學(xué)氧化法將碳素鉻鐵中的鉻、鐵元素分別氧化為鉻酸鈉和氫氧化鐵，實(shí)現(xiàn)鉻、鐵元素的有效分離并獲得六價(jià)鉻鹽溶液。該研究成果以青海鹽湖研究所為第一署名單位發(fā)表在Journal of Hazardous Materials（A concise and mild green synthetic route of sodium chromate through ferrochrome electrochemical oxidation and in-situ purification. Journal of Hazardous Materials 2020, 387, 121699.）。這項(xiàng)研究成果為提高鉻資源的利用率，從源頭消除含鉻副產(chǎn)品的污染提供了可能。并獲得了2021年度全國顛覆性技術(shù)創(chuàng)新大賽區(qū)域賽優(yōu)勝項(xiàng)目，為青海省唯一一項(xiàng)獲此殊榮的科技成果。 

　　與現(xiàn)有六價(jià)鉻鹽制備技術(shù)相比，以碳素鉻鐵為原料制備的六價(jià)鉻鹽溶液中僅含有少量Si、V雜質(zhì)元素。為獲取高純鉻鹽產(chǎn)品，針對(duì)性脫除Si、V實(shí)屬必要。原有硫酸中和除鋁、硅，石灰乳鈣化除釩技術(shù)會(huì)造成含鉻鋁泥及高致癌物質(zhì)鉻酸鈣的產(chǎn)生，與清潔工藝的設(shè)計(jì)嚴(yán)重不符。在此情形下，研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)以鉻鐵為原料制備的六價(jià)鉻鹽溶液中微量雜質(zhì)的組成特點(diǎn)，創(chuàng)新性地提出了“以鉻治鉻”的綠色除雜方案，即在線合成三價(jià)鉻基吸附劑，原位吸附六價(jià)鉻溶液中Si、V等雜質(zhì)。 

　　研究結(jié)果表明，在pH為7，水熱溫度為160℃，恒溫反應(yīng)8 h，控制溶液中六價(jià)鉻還原率為20%的條件下，Na₂Cr₂O₇-Na₂SiO₃-NaVO₃-H₂O溶液體系中的Si和V去除率分別可達(dá)92.27%和94.81%，比相同條件下非原位吸附過程Si和V的吸附去除效率提高30%左右。失活的三價(jià)鉻基吸附劑焙燒后轉(zhuǎn)化為具有良好微觀結(jié)構(gòu)和顏料性能的納米級(jí)三氧化二鉻，實(shí)現(xiàn)了三價(jià)鉻吸附劑的高值化利用。該研究成果即將應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)過程中（合作企業(yè)青海省博鴻化工科技股份有限公司），為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)源頭消除鉻鹽的綠色生產(chǎn)工藝提供了研究思路。 

　　近期該研究成果發(fā)表在中科院一區(qū)TOP期刊Separation and Purification Technology（In-situ synthesis of CrO_x(OH)_3-2x for synchronous adsorption of Si and V from high concentration Cr (VI) solution and converted to excellent Cr₂O₃ pigment. Separation and Purification Technology 2023, 309, 122973）。論文第一署名單位為青海鹽湖所，李欣倩博士為論文第一作者，李波副研究員、馮海濤研究員為共同通訊作者。該成果得到了青海省科技廳應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目(2019-ZJ-940Q)及青海省重大科技項(xiàng)目（2016-GX-A10）等共同資助。

　　全文連接： https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.121699   https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.122973 

三價(jià)鉻吸附劑原位吸附六價(jià)鉻溶液中Si、V雜質(zhì)及其轉(zhuǎn)化過程示意圖

2021年度全國顛覆性技術(shù)創(chuàng)新大賽優(yōu)勝項(xiàng)目獲獎(jiǎng)證書