[发明专利]一种电解锰渣固化处理方法

说明书

本发明提供一种电解锰渣固化处理方法，该方法可实现电解锰渣中重金属的固结以及提高固结后的抗压强度；包括向电解锰渣中加水搅拌后，然后再加入一定量的软土固化剂进行搅拌，搅拌均匀后密封、静置反应相应时间，利用万能试验机制备成一定形状的试块，然后将试块在一定的养护条件下养护，即可得到固结材料，所述的软土固化剂包括水泥熟料、矿粉、粉煤灰、表面活性剂。本发明利用软土固化剂将电解锰进行有效固结，使得其抗压强度及重金属浸出浓度均满足公路道路基层填料标准，在实现对电解锰渣中的重金属进行有效固结外，还能提高固结材料的抗压强度，可有效将电解锰物料进行道路基层高耗量资源化消纳，可有效降低电解锰废渣对矿山环境的污染。

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其是一种电解锰渣固化处理方法。

背景技术

锰是我国国民经济的重要物资和战略资源之一。随着国家经济建设的高速发展，锰的需求量增加，促使电解锰产业快速发展。目前我国有131家电解锰企业，产能达到290万吨/年，实际产量达115万吨/年，产能和产量均占世界的98％以上。电解锰生产行业作为典型的湿法冶金行业，在快速发展的同时也对环境产生了严重的危害，其中电解锰渣对环境的污染尤为突出。

作为全球最大的电解锰生产国，我国锰资源的迅速开采导致了大量电解锰渣的产生。在当前技术开采条件下，对矿石品位为13～15％的碳酸锰资源，生产1吨电解锰时约产生8-10吨电解锰渣，我国每年排放的电解锰渣量近千万吨，历年累积的堆存量达7000多万吨。电解锰渣中除含有大量的SiO₂、CaSO₄、Al₂O₃、MgO、Fe₂O₃等无机矿物外，还赋存有一定量的氨氮以及Mn、Ag、Cr、Co、Ni、Se等。当矿石品位降低时，产生电解锰渣更多。电解锰渣因其产生量大、粒度较细、成分复杂、含有多种硫酸盐及重金属污染物，对周边水体、土壤及环境产生极大污染及威胁，尤其是锰污染，在污染环境的同时对资源造成一定程度的流失及浪费。因此，在不影响生态环境的前提下，如何将电解锰渣进行资源化保护及利用成为当今政府环保部门及企业关注的重点。

目前，电解锰渣的资源化利用研究主要包括回收有价金属、生产建筑材料、制肥料等方面。事实上，在电解锰渣有价元素回收方面，由于渣中残存的贵重金属资源含量有限，即使把它们全部回收，对于渣量的减量化影响也是微乎其微的，甚至有大量增加的可能。在电解锰渣生产建材方面，由于渣中含有大量可溶性的硫酸盐，会破坏建筑材料结构，产生严重的泛霜、脱皮等现象。在电解锰渣制肥料方面，虽然诸多研究表明其制肥料是可行的，但是未能解决作物、土壤重金属累积对生物体的长期作用影响，电解锰渣的肥料利用具有一定生态风险。因此，在电解锰渣资源化前景不明，利用难度大的背景下，渣库堆存仍是电解锰渣处理的首要选择。要实现电解锰渣的安全堆存必须进行无害化处理，其处理的关键是渣中可溶性锰以及伴生重金属离子砷、汞、硒、铬和氨氮的稳定化控制。因此，电解锰渣须经固化/稳定化处理方可堆存。

所谓电解锰渣固化，主要是指电解锰渣中添加一定胶凝材料后，将其中重金属元素进行有效固结，实现重金属元素固化/稳定化，电解锰中重金属元素被有效固结，从而降低对环境的污染。电解锰渣的资源化路径形式多式多样，主要有用作路基材料、生产建筑材料(水泥、免烧砖)、陶瓷、玻璃以及二次回收其中有价成分及元素等。

CN104690080A中公开了以磷酸二氢钠、氧化钙、氧化镁和聚丙烯酰胺为药剂处理电解锰渣的方法。CN104307849A中公开了以生石灰、草木灰、粉煤灰和六偏磷酸钠为药剂固化电解锰渣。CN102161048A中公开了以生石灰粉、硅酸盐、树脂磺酸盐和氯化铁为处理药剂进行电解锰渣处理。CN103286116A公开了一种以氧化钙和磷酸钠为药剂无害化处理电解锰渣的方法。在上述所公开专利中，大多只进行了其重金属浸出浓度探索，所添加药剂较多，总体用量偏高，另外均未涉及到电解锰渣固化后所得固结体强度，因此，提高固化后的强度对于费矿物材料的应用具有长远的意义。

发明内容