[发明专利]一种蒸汽法电解锰渣无害化处理方法及装置

说明书

本发明涉及锰渣无害化处理技术领域，尤其是一种蒸汽法电解锰渣无害化处理方法及装置，经采用电解锰渣与生石灰混合，并经成型设备制备成泥片或者颗粒后，结合蒸汽处置装置处理，控制蒸汽处置温度与时间，使得电解锰渣的锰、氨氮等有害元素得到有效固化或脱除，且依据HJ557检测，电解锰渣可溶性锰可从981.556mg/L降低至0.17mg/L以下，氨氮可从442.1mg/L降低至3.2mg/L以下，处置后电解锰渣浸出液pH值在7.3左右。本法利用高温蒸汽促进电解锰渣与石灰反应产生的氨水分解为氨气，且脱除后的高浓度氨气可随蒸汽一并排出，使得电解锰渣中氨氮脱除速度快、脱除率高，处置后电解锰渣中可溶性锰、氨氮含量低，利于后端资源化利用，为电解锰渣处理提供了一种新技术。

技术领域

本发明涉及锰渣无害化处理技术领域，尤其是一种蒸汽法电解锰渣无害化处理方法及装置。

背景技术

金属锰是重要的冶金、化工原料之一，是国民经济中重要的基础物资和国家重要战略资源之一。电解金属锰是利用菱锰矿(MnCO₃)为原料，经酸浸、净化、电解的湿法工艺生产；而电解锰渣则是在电解生产金属锰过程中所产生的黑色泥状工业固废，平均粒径29.18μm。据研究统计得知：在我国，每生产1t金属锰，约产生8-10t电解锰渣，且电解锰渣中含有大量的锰、氨氮、铜、锌、镉等污染物成分，因此，大量电解锰渣的产生将会对环境带来严重的危害，例如：电解锰渣堆存过程未经无害化处理，导致锰、氨氮、铜、锌、镉等污染物，随着雨水、渗滤液等进入到生态环境，造成土壤、河流、地下水等受到污染(经统计：渣场渗滤液中总锰含量可达1818mg/L，氨氮可达548mg/L)。同时，电解锰渣属于泥质物质，在堆存过程遇到山洪、暴雨时，堆存渣库极易塌陷、滑坡，造成溃泄，继而造成更大的安全事故。因此，针对电解锰渣无害化处理、资源化利用开展研究已经迫在眉睫。

目前，电解锰渣资源化利用主要体现在建筑建材方面，例如：专利号为200910091888.3，公开了利用电解锰渣制备蒸压砖，具体是将电解锰渣进行预处理后，在按比例加入河沙或粉煤灰、碎石、石灰，经过搅拌、消化、轮碾、成型、静养、蒸压养护等步骤制备电解锰渣蒸压砖，使得蒸压砖强度等级达到15MPa以上。预处理是将电解锰渣采用电解锰渣与石灰按照质量比为5-10∶1混匀，露天反应3-5d，作用是将含有的铵根去除，避免铵根对建筑材料质量的影响，同时对电解锰渣起到一定的化学活化作用，继而改善蒸压砖的强度性能。

再例如：专利号为200910309410.3，公开了利用电解锰渣生产的加气混凝土以及制备方法，它用水泥、生石灰、二水石膏、电解锰渣和铝粉加水制备而成，将原材料进行搅拌得到料浆，待铝粉发泡完毕后按要求尺寸切割坯体，随即将坯体放入高压釜蒸汽养护；其中电解锰渣与生石灰之间的质量比为13-14∶3-4，达到增强坯体强度目的。

再例如：专利号为201210321664.9，公开了电解锰渣生产高强加气混凝土砌块及其制备方法，电解锰渣48％-58％、硅砂20-30％、水泥5-10％、生石灰15-25％，制备工艺是将占总量48％-58％的电解锰渣中掺和占总量5％-8％的生石灰粉搅拌均匀，待用，可见，在预处理阶段：电解锰渣与生石灰的质量比为48-58∶5-8，使得所得的砌块强度达到5MPa以上，生石灰加入的作用是：固化许多金属元素，消除污染，参与反应，激活电解锰渣，提升胶凝性能，增强强度。

再例如：专利申请号为201610943227.9，公开了电解锰渣与磷石膏制备高抗压蒸压路面砖的方法，由电解锰渣、生石灰粉、磷石膏制成，将干燥的电解锰渣研磨成粉状；再与生石灰粉和磷石膏混合，加水搅拌混合均匀；制作砖坯体；蒸汽养护制得成品。采用不同细度的电解锰渣搭配作为复合激发剂，使得在避免采用水泥作为胶凝材料的基础上，使得路面砖的抗压强度达到30～65MPa，抗折强度在7.0～20.0MPa，其中电解锰渣粉与生石灰质量比为8-10∶1。