CN108246777B

CN108246777B - 一种电解锰渣的固化处理方法

Info

Publication number: CN108246777B
Application number: CN201810157002.XA
Authority: CN
Inventors: 罗中秋; 和森; 周新涛; 张忆童; 朱荣辉; 王昊; 张建辉; 李娜秋; 刘佳辉
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 2018-02-24
Filing date: 2018-02-24
Publication date: 2021-05-14
Anticipated expiration: 2038-02-24
Also published as: CN108246777A

Abstract

本发明公开了一种电解锰渣固化处理方法，属环保技术领域，该方法以四氧化三铁和复合磷酸盐溶液固化处理电解锰渣，经固化处理后的电解锰渣送至渣库堆存；此方法有效的将电解锰渣中的金属锰离子和氨氮固定，使固化体浸出液中金属锰离子和氨氮的含量均低于国家标准，达到无害化堆存的目的。

Description

一种电解锰渣的固化处理方法

技术领域

本发明具体涉及一种电解锰渣的固化处理方法，属环保技术领域。

背景技术

锰是一种极其重要的工业生产原料，在国民经济建设中占据着颇为重要的位置，也是国家重要战略资源之一。它广泛应用于钢铁行业，有着“无锰不成钢”之说。我国电解锰产业起步晚，但发展迅速，目前已成为世界上最大的电解锰生产、出口和消费国，2016年我国电解锰的年产量已达115万吨，占到世界电解锰生产总产量的95%以上。我国普遍采用碳酸锰矿石来生产电解锰。随着我国电解锰行业的快速发展，锰矿资源的品位在逐渐降低，大部分在(10％-16％)，局部地区已低至10%以下，导致单位产品产渣量大，平均每生产1t电解锰需碳酸锰矿8-10吨，产渣9-11ｔ，每年新增电解锰渣近1300万t，存量巨大。由于电解锰渣中含有大量的可溶性锰、氨氮、砷、汞等复合污染物，被认为是电解锰行业排量最大、最危险的污染源。因此，需对电解锰渣进行有效处理。

目前，电解锰渣的处理研究主要有资源化利用和无害化利用两个方面。针对我国电解锰渣堆存量过大的特点，现有的现状资源化利用技术利用率过低，前景不明，因此固化堆存仍是解决电解锰渣问题的首选。而要实现电解锰渣的安全堆存必须进行无害化处理，其处理的关键是电解锰渣中可溶性金属锰离子和氨氮的稳定化控制。

电解锰渣的固化处理方面已有专利和文献报道：如CN104690080A中公开了电解锰渣处理药剂为磷酸二氢钠、氧化钙、氧化镁和聚丙烯酰胺。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电解锰渣无害化处理药剂。另外，胡南等以石灰作为固化剂对电解锰渣进行处理。李昌新等采用硫化钙焙砂对电解锰渣中重金属离子进行固化处理。Shu等研究了MgO和不同磷酸盐对电解锰渣的固化效果。综上可知，电解锰渣的无害化处理剂大多为氧化镁+磷酸盐、氢氧化钠、生石灰等。目前采用碱性试剂氢氧化钠和生石灰处理电解锰渣的研究大多忽略了对氨氮的固定处理。而采用MgO+磷酸盐处理电解锰渣虽考虑了氨氮的固定，但由于二者反应凝结速度快，导致操作不便，严重影响技术的推广和产业化应用。因此，采用合适的技术途径，有效的实现电解锰渣中金属锰离子和氨氮的稳定化，是对其无害化处理急需解决的关键技术。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种电解锰渣固化处理方法，以四氧化三铁和复合磷酸盐溶液为固化剂，固化处理电解锰渣；使用该方法能有效固化电解锰渣中的可溶性锰离子和氨氮，使反应凝结速度适中，便于实际操作。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤：

(1)电解锰渣经计量设备称取并输送至球磨机中进行粉磨处理；

(2)经计量设备称取四氧化三铁；

(3)经计量设备称取复合磷酸盐，加入水，制备复合磷酸盐溶液；

(4)将粉磨后的电解锰渣输送至搅拌机中，在搅拌状态下，加入步骤（2）中的四氧化三铁，之后加入（3）制备的复合磷酸盐溶液；固化后的电解锰渣送至渣库堆存。

本发明在搅拌状态下，加入四氧化三铁，搅拌3-5min，最后加入复合磷酸盐溶液，搅拌3-5min。

本发明中的复合磷酸盐是磷酸和磷酸二氢钠的混合物，磷酸的重量百分比为30%-50%，磷酸二氢钠的重量百分比为50%-70%；复合磷酸盐溶液是把复合磷酸盐溶于水中。

本发明中的复合磷酸盐总添加量为电解锰渣重量的7%-15%，水添加量为电解锰渣重量的25%-35%，四氧化三铁添加量为电解锰渣重量的20%-30%。

本发明的有益效果：

(1)本发明采用四氧化三铁和复合磷酸盐固化电解锰渣，使得固化过程中凝结速度适中，符合实际操作的要求；

(2)四氧化三铁与复合磷酸盐反应，形成化学键合磷酸盐，锰离子和氨氮以化学键合方式参与化学键合磷酸盐的形成，实现了固定电解锰渣中金属锰离子和氨氮的目的；

(3)体系中存在一定量的Fe³⁺，其通过水解作用，形成一定量的Fe(OH)₃胶体，对金属离子产生较强的吸附作用；

(4)电解锰渣经四氧化三铁与复合磷酸盐固化产生的铁系磷酸盐化学键合材料具有较强的物理力学性能和致密性结构，对重金属离子具有物理包裹作用；

(5)采用四氧化三铁和复合磷酸盐固化电解锰渣，其通过化学键合、物理吸附、物理包裹三重作用，实现了电解锰渣的高效率和大容量固化。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围并不局限于所述内容。

实施例1

(1)经计量设备称取电解锰渣输送至球磨机进行粉磨处理；

(2)经计量设备称取电解锰渣重量7%的复合磷酸盐（30%磷酸、70%磷酸二氢钠），然后加入到电解锰渣重量30%的水中混匀，制备复合磷酸盐溶液；

(3)将粉磨后的电解锰渣输送至搅拌机中，在搅拌状态下，加入电解锰渣重量的25%的人四氧化三铁，搅拌3min；之后加入复合磷酸盐溶液，搅拌5min，固化后的电解锰渣送至渣库堆存。

固化的电解锰渣经《HJ 557-2010》方法浸出，毒性浸出结果低于《GB 8978-1996》标准限值。

实施例2

(1)经计量设备称取电解锰渣输送至球磨机进行粉磨处理；

(2)经计量设备称取电解锰渣重量10%的复合磷酸盐（40%磷酸、60%磷酸二氢钠），然后加入到电解锰渣重量25%的水中混匀，制备复合磷酸盐溶液；

(3)将粉磨后的电解锰渣输送至搅拌机中，在搅拌状态下，加入电解锰渣重量的20%的人四氧化三铁，搅拌5min；之后加入复合磷酸盐溶液，搅拌3min，固化后的电解锰渣送至渣库堆存。

实施例3

(1)经计量设备称取电解锰渣输送至球磨机进行粉磨处理；

(2)经计量设备称取电解锰渣重量15%的复合磷酸盐（50%磷酸、50%磷酸二氢钠），然后加入到电解锰渣重量35%的水中混匀，制备复合磷酸盐溶液；

(3)将粉磨后的电解锰渣输送至搅拌机中，在搅拌状态下，加入电解锰渣重量的30%的人四氧化三铁，搅拌4min；之后加入复合磷酸盐溶液，搅拌4min，固化后的电解锰渣送至渣库堆存。

实施例4

(1)经计量设备称取电解锰渣输送至球磨机进行粉磨处理；

(2)经计量设备称取电解锰渣重量12%的复合磷酸盐（50%磷酸、50%磷酸二氢钠），然后加入到电解锰渣重量30%的水中混匀，制备复合磷酸盐溶液；

(3)将粉磨后的电解锰渣输送至搅拌机中，在搅拌状态下，加入电解锰渣重量的22%的人四氧化三铁，搅拌4min；之后加入复合磷酸盐溶液，搅拌5min，固化后的电解锰渣送至渣库堆存。

以上所述的实例，只是本发明的部分较优选方案，本领域的技术员在本发明技术方案范围内进行的变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种电解锰渣的固化处理方法，其特征在于：以四氧化三铁和复合磷酸盐溶液固化处理电解锰渣；

在搅拌状态下，往粉磨后的电解锰渣中先加入四氧化三铁，搅拌3-5min，再加入复合磷酸盐溶液，搅拌3-5min，固化的电解锰渣送至渣库堆存；

所述复合磷酸盐是磷酸和磷酸二氢钠的混合物，磷酸的重量百分比为30%-50%，磷酸二氢钠的重量百分比为50%-70%；

所述四氧化三铁添加量为电解锰渣重量的20%-30%。

2.根据权利要求1所述的电解锰渣的固化处理方法，其特征在于：复合磷酸盐溶液是将电解锰渣重量7%-15%的复合磷酸盐加入到电解锰渣重量25%-35%的水中混匀制得。