[发明专利]一种电解锰渣非烧结砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电解锰渣非烧结砖及其制备方法，涉及废渣资源化利用技术领域。所述的电解锰渣非烧结砖，按重量计的原料配比为：电解锰渣：61‑73%，碱性破粘固化剂：5.8‑7.5%，骨料：11‑21%，改性凝胶剂：7.2‑12%，其他组分：1‑2.8%。其制备方法为首先采用碱性破粘固化剂对锰渣中剩余水溶性锰、重金属等进行固化，与此同时促使锰渣中的硫酸铵的氨转化为氨气回收作为电解锰原料；经过固化后的废渣作为建筑原料，通过添加骨料、改性凝胶剂压制成型，最终凝胶化养护生产符合建筑用砖质量标准的建筑砖或其他建筑材料，本发明将废弃物最大限度利用，生产的电解锰渣砖强度高，应用范围广，工艺简单，制砖成本低，使用范围广，适宜不同规模工业固体渣生产砖。

技术领域

本发明属于工业废渣资源化利用技术领域领域，具体涉及一种电解锰渣非烧结砖及其制备方法。

背景技术

电解锰广泛地运用于钢铁冶炼、电子技术、化学工业、环境保护、食品卫生、电焊行业、航天工业等各个领域。我国电解锰技术经过60多年的发展，至今生产能力达约188万吨/年，占全球总能力98%，成为世界电解金属锰生产、出口第一大国。电解锰行业高速发展的同时也产生了大量废渣，按照电解锰清洁生产二级指标要求每生产1吨电解锰产生电解锰酸浸渣6.43吨计，年产生将近1200万吨/年锰渣，目前对锰渣的处置主要是大量堆积填埋，在长期风化淋溶的作用下，污染了大片耕地和地表地下水源，对生态环境造成严重破坏。如何变废为宝，将锰渣回收综合利用起来，最大限度地降低锰渣的危害，成为涉锰企业和当地政府的焦点。

电解锰渣的资源化利用途径主要包括蒸压制砖、作肥料、铺路材料、水泥缓凝剂和生产水泥等，但受产品质量或技术的种种限制，产业化应用受到各方面的约束，致使电解锰渣资源化利用受到限制。综合考虑锰渣的资源化利用途径，认为电解锰渣制备水泥可能是解决电解锰渣堆放问题的重要突破口，但是，电解锰渣需要经过高温煅烧脱硫才能大量用于生产水泥，对锰渣进行前端处理的设备包括锰渣脱硫、脱氨、高温煅烧等必然造成投资高，增加生产成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种电解锰渣非烧结砖，其按重量计量的原料配比为：电解锰渣61-73%，碱性破粘固化剂：5.8-7.5%，骨料：11-21%，改性凝胶剂：7.2-12%，其他组分：1-2.8%。

进一步的碱性破粘固化剂至少由生石灰，消石灰，氢氧化钠，氢氧化钾、电石渣中的一种组成，在使用时可多种结合使用，也可单独使用；

进一步的骨料至少由河沙，石硝，粉煤灰，锅炉渣中的一种组成，在使用时可多种结合使用，也可单独使用；

进一步的其他组份至少由表面改性剂，活化剂，分散剂中的一种组成。

本发明还提供一种电解锰渣非烧结砖的制备方法，本方法是采用碱性破粘固化剂对电解锰渣中剩余水溶性锰、重金属等进行固化，与此同时促使锰渣中的硫酸铵的氨转化为氨气进行回收再利用；经过固化后的废渣作为建筑原料，通过添加骨料、改性凝胶剂压制成型，最终凝胶化养护生产符合用砖。

进一步的本方法包含如下具体步骤：

1）将泥状的含水为18-30 wt%电解锰渣经过四轴撕碎机撕碎后准确计量送入破黏反应器中，同时添加碱性破粘固化剂于破黏反应器中，所述的碱性破粘固化剂用量为锰渣重量的4-5.5%，进行第一次搅拌，破黏固化过程产生的氨气集中回收再利用；

本步骤中的电解锰渣可以是渣库存储的锰渣也可以是新鲜的锰渣，一般尤其是本发明中的电解锰渣特点是颗粒细小，分布集中，小于30um的颗粒占到83.33%，且近一半的颗粒集中在15-30um之间，含水在18-30%之间，锰渣在运输过程中成为泥状体，很难进行前处理，这也是锰渣资源化利用的难度，要充分化、资源化利用，前提就得采用四轴撕碎机撕碎泥状锰渣，然后才能准确计量和破黏。