[發明專利]一種電解錳渣固化處理方法

在審

• 申請號: 201911385401.2
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111167829A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 侯浩波;張鵬舉;張俊權;李維;羅潔兒;張肖;普澤艷
• 申請（專利權）人: 肇慶市武大環境技術研究院
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00
• 代理公司: 廣州博士科創知識產權代理有限公司 44663
• 代理人: 李永鋒

本發明提供一種電解錳渣固化處理方法，該方法可實現電解錳渣中重金屬的固結以及提高固結后的抗壓強度；包括向電解錳渣中加水攪拌后，然后再加入一定量的軟土固化劑進行攪拌，攪拌均勻后密封、靜置反應相應時間，利用萬能試驗機制備成一定形狀的試塊，然后將試塊在一定的養護條件下養護，即可得到固結材料，所述的軟土固化劑包括水泥熟料、礦粉、粉煤灰、表面活性劑。本發明利用軟土固化劑將電解錳進行有效固結，使得其抗壓強度及重金屬浸出濃度均滿足公路道路基層填料標準，在實現對電解錳渣中的重金屬進行有效固結外，還能提高固結材料的抗壓強度，可有效將電解錳物料進行道路基層高耗量資源化消納，可有效降低電解錳廢渣對礦山環境的污染。

技術領域

本發明涉及環保技術領域，尤其是一種電解錳渣固化處理方法。

背景技術

錳是我國國民經濟的重要物資和戰略資源之一。隨著國家經濟建設的高速發展，錳的需求量增加，促使電解錳產業快速發展。目前我國有131家電解錳企業，產能達到290萬噸/年，實際產量達115萬噸/年，產能和產量均占世界的98％以上。電解錳生產行業作為典型的濕法冶金行業，在快速發展的同時也對環境產生了嚴重的危害，其中電解錳渣對環境的污染尤為突出。

作為全球最大的電解錳生產國，我國錳資源的迅速開采導致了大量電解錳渣的產生。在當前技術開采條件下，對礦石品位為13～15％的碳酸錳資源，生產1噸電解錳時約產生8-10噸電解錳渣，我國每年排放的電解錳渣量近千萬噸，歷年累積的堆存量達7000多萬噸。電解錳渣中除含有大量的SiO₂、CaSO₄、Al₂O₃、MgO、Fe₂O₃等無機礦物外，還賦存有一定量的氨氮以及Mn、Ag、Cr、Co、Ni、Se等。當礦石品位降低時，產生電解錳渣更多。電解錳渣因其產生量大、粒度較細、成分復雜、含有多種硫酸鹽及重金屬污染物，對周邊水體、土壤及環境產生極大污染及威脅，尤其是錳污染，在污染環境的同時對資源造成一定程度的流失及浪費。因此，在不影響生態環境的前提下，如何將電解錳渣進行資源化保護及利用成為當今政府環保部門及企業關注的重點。

目前，電解錳渣的資源化利用研究主要包括回收有價金屬、生產建筑材料、制肥料等方面。事實上，在電解錳渣有價元素回收方面，由于渣中殘存的貴重金屬資源含量有限，即使把它們全部回收，對于渣量的減量化影響也是微乎其微的，甚至有大量增加的可能。在電解錳渣生產建材方面，由于渣中含有大量可溶性的硫酸鹽，會破壞建筑材料結構，產生嚴重的泛霜、脫皮等現象。在電解錳渣制肥料方面，雖然諸多研究表明其制肥料是可行的，但是未能解決作物、土壤重金屬累積對生物體的長期作用影響，電解錳渣的肥料利用具有一定生態風險。因此，在電解錳渣資源化前景不明，利用難度大的背景下，渣庫堆存仍是電解錳渣處理的首要選擇。要實現電解錳渣的安全堆存必須進行無害化處理，其處理的關鍵是渣中可溶性錳以及伴生重金屬離子砷、汞、硒、鉻和氨氮的穩定化控制。因此，電解錳渣須經固化/穩定化處理方可堆存。

所謂電解錳渣固化，主要是指電解錳渣中添加一定膠凝材料后，將其中重金屬元素進行有效固結，實現重金屬元素固化/穩定化，電解錳中重金屬元素被有效固結，從而降低對環境的污染。電解錳渣的資源化路徑形式多式多樣，主要有用作路基材料、生產建筑材料(水泥、免燒磚)、陶瓷、玻璃以及二次回收其中有價成分及元素等。

CN104690080A中公開了以磷酸二氫鈉、氧化鈣、氧化鎂和聚丙烯酰胺為藥劑處理電解錳渣的方法。CN104307849A中公開了以生石灰、草木灰、粉煤灰和六偏磷酸鈉為藥劑固化電解錳渣。CN102161048A中公開了以生石灰粉、硅酸鹽、樹脂磺酸鹽和氯化鐵為處理藥劑進行電解錳渣處理。CN103286116A公開了一種以氧化鈣和磷酸鈉為藥劑無害化處理電解錳渣的方法。在上述所公開專利中，大多只進行了其重金屬浸出濃度探索，所添加藥劑較多，總體用量偏高，另外均未涉及到電解錳渣固化后所得固結體強度，因此，提高固化后的強度對于費礦物材料的應用具有長遠的意義。

發明內容