[发明专利]一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法

说明书

本发明涉及固废资源化利用领域，提供了一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法，该方法以电解锰渣、氟化钙污泥和碳质还原剂为原料，经混合球磨和压制成型后的坯体通过一步热处理同步发泡烧结/熔融生产多孔陶瓷和泡沫微晶玻璃。本发明实现了电解锰渣和氟化钙污泥的无害化处置与高值化利用，采用电解锰渣和碳质还原剂协同发泡生产的多孔材料孔隙率高，导热系数小，抗压强度高，耐酸(碱)性好，生产工艺具有流程短、能耗低、易于产业化等优点。

技术领域

本发明涉及固废资源化利用领域，特别涉及一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法。

背景技术

电解锰渣是电解锰生产过程中，为制取硫酸锰电解液，锰矿在硫酸浸出、氧化除铁、硫化除重金属时产生的滤渣，主要为锰矿中不能被硫酸溶解的氧化物、氢氧化铁和重金属硫化物等。每生产1吨电解锰，就会产生8-10吨电解锰渣。由于高品位矿石被过量消耗，大量低品位矿石投入使用，电解锰渣的产生量越来越高。同时电解锰渣中含有较多易溶性元素和重金属，长期堆放会导致其迁移到附近地下水和土壤中，造成严重危害，因此电解锰渣的无害化处置和资源化利用是亟待解决的工业问题。

目前电解锰渣的资源化利用方向主要有微晶玻璃、多孔陶瓷等。中国发明专利“一种电解锰渣制备的微晶玻璃及其制备方法”(申请号CN201810088487.1)公开了利用电解锰渣、磷矿石、花岗岩、硅石灰、粉煤灰、云母、碳、硼砂、菱镁矿、重钙以及氧化锆等原料，再经高温熔融、退火、形核析晶、退火等热处理制度制备微晶玻璃，产品耐高温，耐磨，抗腐蚀性能良好。但该申请原料成分复杂，热处理工序多，难以实现连续生产，不利于产业化。中国发明专利“一种电解锰渣多孔陶瓷的制备方法”(申请号CN201210054879.9)公开了使用锰渣为骨料，添加致孔剂、粘结剂、助熔剂等添加剂，采用模具压制成型和固相烧结的方法制备多孔陶瓷材料的方法，使用复合致孔剂并采用程序控温进行烧结的方法，先升至低温致孔剂的燃烧或分解的温度并保温10～30分钟；继续升温至高温致孔剂分解的温度并保温10～30分钟；继续升温至最终烧结温度900～1300℃，保温30～80分钟；烧结后冷却，得到多孔陶瓷材料。但该申请需要添加粘结剂，并需要采用多步热处理，能耗高。

目前尚无关于利用电解锰渣短流程制备多孔材料方面的报道。

发明内容

本发明针对目前电解锰渣的资源化利用方法原料种类多，电解锰渣掺量小，热处理工艺复杂，不利于产业化等问题，提出了一种电解锰渣短流程制备多孔材料，该方法充分利用电解锰渣的成分特点，配以合适的添加剂，实现了电解锰渣一步热处理短流程制备多孔材料，具有工艺流程短，物耗能耗低，工艺适应性强，多孔隔热材料应用范围广等优点。

本发明通过如下技术方案实现：

一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法，其特征在于，将电解锰渣、氟化钙污泥和碳质还原剂混合球磨，混合物料通过压制成型，经一步热处理制得多孔材料，具体步骤包括：

S1混料球磨：将电解锰渣、氟化钙污泥和碳质还原剂混合球磨，得到均匀的物料；

S2成型：将混合物料压制成坯体；

S3发泡：

(1)将坯体加热至1000-1150℃保温1.0-5.0h，得到多孔陶瓷；

(2)将坯体加热到1150-1300℃保温0.5-4.0h，得到泡沫微晶玻璃。

进一步的，所述的氟化钙污泥为不锈钢、玻璃生产和光伏企业产生的含氟废水中和污泥，所述的碳质还原剂为石墨、木炭、焦煤等中的一种或一种以上。

进一步的，所述的物料混合比例为；电解锰渣70-90wt％，氟化钙污泥1-30％，碳质还原剂3-8wt％，所述球磨后的混合物料粒度为-100目。