[发明专利]一种电解锰渣与页岩的烧结制品及其生产方法

说明书

本发明提供一种电解锰渣与页岩的烧结制品及其生产方法，包括：按照重量份数计的50‑70份的页岩、30‑50份的电解锰渣、12‑20份的碳酸钡。其生产方法包括电解锰渣预处理、配料、陈化、挤压成型、干燥、焙烧等工序。本烧结制品能够实现电解锰渣固废资源的规模化应用，在电解锰渣与页岩的烧结制品中，有效的解决制品干燥收缩率较大，出现开裂现象，且强度低的问题，可消除或减轻成品泛霜危害，避免制品表面形成难看的白斑。

技术领域

本发明涉及电解锰渣的资源化利用领域，特别涉及一种电解锰渣与页岩的烧结制品及其生产方法。

背景技术

我国电解锰企业目前处理锰渣的方式基本上都是填埋处理，填埋处置的关键在于渣场的建设，我国对于渣场修建有严格的规定，按照 《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》(GB 18599-2020) 执行，对规模1万吨/年的电解锰企业，按标准设计和建立的锰渣堆放场，仅防渗系统和渗滤液收集系统，投资就将上千万元，再加上每年上百万的维护成本，企业难以承担。因此，目前国内许多企业建设渣库时，并未严格按照该标准建设，一般都是随意选定某个山谷作为堆放场，有些甚至占用耕地，相当多的锰渣堆放场堆放方式原始，有的渣坝甚至是用当地石头直接垒成的，锰渣越坝、渍坝隐患十分严重；渣场底层无任何防渗措施，锰渣中各种污染物极易渗漏到周围环境中，存在极大的安全隐患。但由于许多电解锰企业的锰渣堆放场选址不合理、设计不规范等原因，大部分锰渣堆放场已经无法容纳更多的电解锰渣，大量的电解锰渣不断累积。

广西是锰矿资源大省，有较多的电解锰企业，目前对电解锰渣的处理有着急迫的需求。电解锰渣的资源化利用有助于提升固废的消化吸收、产业化转型升级，对环境安全具有重大的意义。因此，如何对电解锰渣进行综合资源化利用已成为企业持续发展重中之重。目前电解锰渣资源化利用方式主要有：回收电解锰中的锰元素，制作全价化肥，代替天然石膏作为水泥缓凝剂，制备墙体材料、微晶玻璃、多孔陶瓷，用作铺路材料等等。总体上，锰渣资源化利用方式途径很多，但实际形成工业化生产不多，主要原因为：一是目前已研究出的资源化方式中，锰渣掺量不高，效果不明显，整体经济效益低；二是锰渣中的重金属离子、铵盐、可溶性锰等有毒有害物质多，需进行预处理去除，前端预处理工序投资高；三是堆放渣场中的锰渣一般含水率高、颗粒细小，同时粘稠性大，不易破碎和打散，需有专门破碎和搅拌设备，同时为避免氨气污染，要求设备全封闭等等，环保投入成本较高等。

目前，将电解锰渣与页岩制备烧结制品是电解锰渣应用的途径之一，然而直接利用电解锰渣-页岩制备烧结制品时，电解锰渣与页岩的掺量比要低于2:8时，高于该比例，随着锰渣单掺比例增大，坯料中钙含量偏高，制品干燥收缩率较大，出现开裂现象，且强度急剧下降。本发明针对当前电解锰渣资源规模化利用率低、烧结制品收缩率高、抗压强度低等问题，开展了大量的电解锰渣资源化调研与应用研究。

发明内容

本发明针对现有电解锰渣烧结制品存在的问题，提供了一种电解锰渣与页岩的烧结制品及其生产方法。

本发明实现方式：一种电解锰渣与页岩的烧结制品，包括：按照重量份数计的50-70份的页岩、30-50份的电解锰渣及12-20份的碳酸钡。申请人在前期研究中，对锰渣成分、性能进行了充分的测试与论证，电解锰渣中硫酸盐的含量约为20%。由于锰渣中成分复杂，主要成分为SiO₂，其性质很稳定，为了消除锰渣各组分的影响，确定碳酸钡最佳参入量，通过用石膏（CaSO₄）代替电解锰渣与碳酸钡进行反应试验，得出碳酸钡添加量，得出结果后，按锰渣中硫酸盐含量进行折算，确定碳酸钡最佳掺量为电解锰渣的40%左右。

进一步的，按照重量份数计的60份的页岩、40份的电解锰渣及16份的碳酸钡，在该配比条件下，所获得的烧结制品综合性能较好。