铬铁冶炼尾渣包括不锈钢除尘灰、含铬烧结矿、含铬除尘灰,虽无腐蚀性、易燃性、反应性等,但总铬含量较高,并含有少量六价铬,具有浸出毒性特征,根据《国家危险废物名录（2021年版）》,属于HW21含铬危险废物。采用矿热炉法对铬铁冶炼尾渣进行深度冶炼,以炉渣铬含量、pH值为主要指标进行无害化处理技术研究。冶炼过程中焦炭将铬、铁还原为金属单质,回收铬铁合金的同时,剩余炉渣铬含量大大降低;在不能改变炉渣碱度的情况下,将水淬渣进行酸化改性研究,最终达到无害化目的。为保证矿热炉运行安全高效、出渣性能稳定,提高铬铁合金产品质量、降低炉渣危害,根据原料成分,以产渣率、炉渣铬含量为主要指标进行原料配比理论计算。对炉渣进行性能检测,对照相关标准进行酸化改性研究,通过实验确定最佳酸性试剂,分析改性对金属析出的影响等。根据工艺特点,评价矿热炉冶炼过程中的影响因素,分析燃烧温度对炉渣金属含量、碱度组成体系相的影响,从热力学角度对无害化处理过程相关机理进行研究。经理论计算,含铬除尘灰产渣率最高,南非铬矿最低;藏矿产生的炉渣铬含量最高,南非铬矿最低。当含铬原料为4.5%不锈钢除尘灰压球+4%含铬烧结矿+1.5%含铬除尘灰+60%南非铬矿+30%藏矿时,产渣率最低为33.94%,炉渣铬含量最低为6.26%。经检测,炉渣金属含量达到一般工业固体废物标准,但浸出液pH值较高。用10.30%的硫酸对水淬渣进行酸化改性,改性水淬渣达到无害化标准,其中硫酸试剂起到降低水淬渣碱度及抑制重金属析出的双重作用。基于正交实验,得到改性水淬渣pH值回归预测模型为f=20.62C-0.24D-0.01T-0.09。基于层次分析法,对铬铁冶炼尾渣无害化处理过程影响因素进行建模评估,建立影响因素递阶层次评价指标体系,根据专家评价结果建立判断矩阵,经检验符合一致性要求。通过权重计算汇总,确定了冶炼过程主要影响因素为燃烧温度、原渣粒度、焦炭用量、碱度。对不同温度下炉渣金属含量进行检测,结果显示随着燃烧温度升高,炉渣铬含量降低。通过热力学平衡计算,确定炉料铬的主要反应过程为CaCrO4→Cr2O3→Cr,铁的主要反应过程为Fe2SiO4、Fe SiO3→Fe2O3→Fe。理想状态下,当燃烧温度在50℃～864℃之间时,铬钙石被焦炭还原,炉渣内六价铬含量逐渐降低;当燃烧温度高于1257℃时,炉渣三价铬含量有降低趋势。铁氧化物还原温度较低,先于铬完成还原,高温状态下的铁水与铬互相溶解,促进铬的还原,进一步降低了炉渣的铬含量。根据CaO-SiO2、CaO-Al2O3体系下的温度-成分相图,炉渣SiO2/（CaO+SiO2）摩尔比值为0.81,CaO-SiO2体系以CaSiO3+SiO2的形式存在;CaO/Al2O3摩尔比值为0.39,CaO-Al2O3体系主要以CaAl12O19+CaAl4O7的形式存在。