CN109499042A - 一种电解锰渣中可溶性锰离子稳定化处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电解锰渣中可溶性锰离子稳定化处理的方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将电解锰渣置于搅拌器内,在搅拌状态下加入氧化钙,将PH值调节至6~8,得到混合物A;所述氧化钙和电解锰渣的重量比范围为(1~2)︰200;2)在搅拌状态下,将毒重石尾矿渣和低品位毒重石依次加入到混合物A中,直至充分混合,得到混合物B;所述毒重石尾渣矿与步骤1)中的电解锰渣的重量比范围为(1~2)︰20;所述低品位毒重石与步骤1)中的电解锰渣的重量比范围为(2~5)︰100;3)将步骤2)中得到的混合物B卸料,得到可溶性锰离子被稳定后的电解锰渣。

Description

一种电解锰渣中可溶性锰离子稳定化处理的方法
技术领域
本发明涉及电解领域,特别涉及一种电解锰渣中可溶性锰离子稳定化处理的方法。
背景技术
电解锰渣是电解金属锰生产过程中碳酸锰矿经硫酸浸出后产生的一种高含水率工业固体废弃物,它在压滤车间(通常用板框压滤机)被压滤成滤饼后,仍然含有大量的可溶性锰离子。
若将这样的电解锰渣堆放在渣场,其中的可溶性锰离子会在雨水的冲刷下逐渐转移到周边的土壤、地下水以及河流中,从而破坏周边的生态环境——既造成重金属含量超标,即便人们采用回收的方法,电解锰渣中的可溶性锰离子也不可能完全除尽。
因此,一方面为避免电解锰渣对生态环境的污染,另一方面为了安全堆存与资源化利用它(例如,将电解锰渣用于水泥添加剂,用于建筑材料),人们就采用了将可溶性污染物转化(也称“稳定”)为不可溶的物质等措施。
现有技术中包括一种电解锰渣无害化处理就是这类措施之一,它将电解锰渣先机械破碎,倒入搅拌机中加入石灰粉和水,并加入一定量的硅酸盐类添加剂充当分散剂,再加入一定量的水溶性树脂磺酸盐类添加剂和氯化铁,整个过程进行氨气回收。经处理后的电解锰渣放射性与毒性均在安全范围之内。但此法流程长,工艺复杂,成本交高。
现有技术中还包括另一种电解锰渣无害化处理方法,它是利用生石灰作为处理药剂,电解锰渣中可溶性锰离子的固化率达到99%,达到国家排放标准。该法处理效果好,但固化剂用量较大,残渣碱性大,不利于外排。
毒重石钡矿在采矿和选矿过程中,产生了大量的低品位毒重石和毒重石尾矿渣。低品位毒重石及尾矿渣在长期堆存过程中,受温度、水、有机质、大气、酸碱及界面化学等作用,有毒的重金属元素钡极易从低品位毒重石及尾矿渣中溶解并释放到周边环境中,造成水体、土壤和植被的污染。
目前对于尾矿钡渣的处理主要采用筑坝堆存技术。针对渣库大量堆存的低品位毒重石及尾矿渣,学者对其资源化利用开展了大量的研究,如现有技术中的用毒重石尾矿钡渣制备氯化钡的方法,它是利用毒重石尾矿或钡渣为原料,使用盐酸溶液分两步溶解浸取,制备出较高纯度的氯化钡。用该方法能够有效回收尾矿钡渣中的钡,但工艺较复杂,且处理量有限。
因此,该现有技术对电解锰渣中可溶性锰离子的稳定以及低品位毒重石及尾矿渣的资源化利用的主要不足是处理成本高、处理量有限。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中,对电解锰渣中可溶性锰离子的稳定以及低品位毒重石及尾矿渣的资源化利用,处理成本高、处理量有限的问题。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的,一种电解锰渣中可溶性锰离子稳定化处理的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将电解锰渣置于搅拌器内,在搅拌状态下加入氧化钙,将pH值调节至6~8,得到混合物A;
所述氧化钙和电解锰渣的重量比范围为(1~2)︰200;
2)在搅拌状态下,将毒重石尾矿渣和低品位毒重石依次加入到混合物A中,直至充分混合,得到可溶性锰离子被稳定后的电解锰渣;
所述毒重石尾渣矿与步骤1)中的电解锰渣的重量比范围为(1~2)︰20;所述低品位毒重石与步骤1)中的电解锰渣的重量比范围为(2~5)︰100。
进一步,所述步骤1)中的搅拌速率范围为50~70转/分钟,所述步骤1)中的搅拌速率范围为50~70转/分钟,搅拌时间为20分钟;所述步骤2)中的搅拌时间60~120分钟,搅拌速率范围为50~70转/分钟。
进一步,所述毒重石尾渣矿、低品位毒重石和电解锰渣的粒径范围为50~120目。
值得说明的是,在本发明中,对电解锰渣起稳定化作用的是毒重石尾矿渣和低品位毒重石中碳酸钡,碳酸钡与可溶性锰离子反应生产溶度积更小的硫酸钡(KspBaSO4=1.1×10-10)与碳酸锰(KspMnCO3=1.8×10-11),电解锰渣中锰离子通过形成碳酸锰被稳定,低品位毒重石和毒重石尾矿渣中碳酸钡转化为无毒的硫酸钡,实现了毒重石尾矿渣与低品位毒重石的无害化处理与资源化利用。
同时,在该过程中,电解锰渣中的硫酸根也被部分稳定,破坏了电解锰渣中硫酸锰铵、硫酸镁铵、硫酸亚铁铵等复盐,释放出电解锰渣中的部分氨氮,有利于氨氮的下一步脱出。
本发明的效果是毋庸置疑的,本发明具有以下优点:
1)本发明采用氧化钙和毒重石尾矿渣以及低品位毒重石作为稳定剂,药剂来源广泛,价格低廉,且实现了毒重石尾矿渣与低品位毒重石的资源化利用;
2)本发明能够有效稳定电解锰渣中的可溶性锰离子,且能够同时稳定电解锰渣中的SO4 2-,有利于电解锰渣中氨氮的释放;
3)本发明处理后的电解锰渣中可溶性锰离子达到国家固体废弃物安全排放标准(2mg/L),且电解锰渣pH值在6~9范围内:
4)本发明的处理工艺流程简单,易操作,稳定效率高,非常利于该技术推广。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段,做出各种替换和变更,均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1:
一种电解锰渣中可溶性锰离子稳定化处理的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将电解锰渣置于搅拌器内,在搅拌状态下加入氧化钙,将PH值调节至6.5,得到混合物A;
所述氧化钙和电解锰渣的重量比范围为1︰200;
2)在搅拌状态下,将毒重石尾矿渣和低品位毒重石依次加入到混合物A中,直至充分混合,得到混合物B;
所述毒重石尾渣矿与步骤1)中的电解锰渣的重量比范围为3︰50;
所述低品位毒重石与步骤1)中的电解锰渣的重量比范围为1︰50;
3)将步骤2)中得到的混合物B卸料,得到可溶性锰离子被稳定后的电解锰渣。
本实施例通过了在生产现场所做的实验验证,验证步骤与具体实施方式所述相同。验证时,根据GB/T5086.2-1997《固体废物浸出毒性测试方法-水平震荡法》,先后用蒸馏水与处理前的电解锰渣和步骤3)所得的被稳定化处理了的电解锰渣分别混合,在得到浸出液后,再测量前后两种浸出液中锰离子的浓度,然后计算出可溶性锰离子的固化率。实验结果如表1所示。
表1
原电解锰渣可溶性锰离子浓度(mg/L) 667.18
处理后可溶性锰离子浓度(mg/L) 12.34
可溶性锰离子的固化率(%) 98.15
经步骤1)、2)、3)处理后电解锰渣pH值 6.8
实施例2:
一种电解锰渣中可溶性锰离子稳定化处理的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将电解锰渣置于搅拌器内,在搅拌状态下加入氧化钙,将PH值调节至6.8,得到混合物A;
所述氧化钙和电解锰渣的重量比范围为3︰500;
2)在搅拌状态下,将毒重石尾矿渣和低品位毒重石依次加入到混合物A中,直至充分混合,得到混合物B;
所述毒重石尾渣矿与步骤1)中的电解锰渣的重量比范围为7︰100;
所述低品位毒重石与步骤1)中的电解锰渣的重量比范围为3︰100;
3)将步骤2)中得到的混合物B卸料,得到可溶性锰离子被稳定后的电解锰渣。
本实施例通过了在生产现场所做的实验验证,验证步骤与具体实施方式所述相同。验证时,根据GB/T5086.2-1997《固体废物浸出毒性测试方法-水平震荡法》,先后用蒸馏水与处理前的电解锰渣和步骤3)所得的被稳定化处理了的电解锰渣分别混合,在得到浸出液后,再测量前后两种浸出液中锰离子的浓度,然后计算出可溶性锰离子的固化率。实验结果如表2所示。
表2
原电解锰渣可溶性锰离子浓度(mg/L) 687.66
处理后可溶性锰离子浓度(mg/L) 4.12
可溶性锰离子的固化率(%) 99.40
经步骤1)、2)、3)处理后电解锰渣pH值 7.0
实施例3:
一种电解锰渣中可溶性锰离子稳定化处理的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将电解锰渣置于搅拌器内,在搅拌状态下加入氧化钙,将pH值调节至7.3,得到混合物A;
所述氧化钙和电解锰渣的重量比范围为1︰125;
2)在搅拌状态下,将毒重石尾矿渣和低品位毒重石依次加入到混合物A中,直至充分混合,得到混合物B;
所述毒重石尾渣矿与步骤1)中的电解锰渣的重量比范围为8︰100;
所述低品位毒重石与步骤1)中的电解锰渣的重量比范围为3︰100;
3)将步骤2)中得到的混合物B卸料,得到可溶性锰离子被稳定后的电解锰渣。
本实施例通过了在生产现场所做的实验验证,验证步骤与具体实施方式所述相同。验证时,根据GB/T5086.2-1997《固体废物浸出毒性测试方法-水平震荡法》,先后用蒸馏水与处理前的电解锰渣和步骤3)所得的被稳定化处理了的电解锰渣分别混合,在得到浸出液后,再测量前后两种浸出液中锰离子的浓度,然后计算出可溶性锰离子的固化率。实验结果如表3所示。
表3
原电解锰渣可溶性锰离子浓度(mg/L) 603.57
处理后可溶性锰离子浓度(mg/L) 3.32
可溶性锰离子的固化率(%) 99.45
经步骤1)、2)、3)处理后电解锰渣pH值 7.5
实施例4:
一种电解锰渣中可溶性锰离子稳定化处理的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将电解锰渣置于搅拌器内,在搅拌状态下加入氧化钙,将PH值调节至7.5,得到混合物A;
所述氧化钙和电解锰渣的重量比范围为9︰1000;
2)在搅拌状态下,将毒重石尾矿渣和低品位毒重石依次加入到混合物A中,直至充分混合,得到混合物B;
所述毒重石尾渣矿与步骤1)中的电解锰渣的重量比范围为9︰100;
所述低品位毒重石与步骤1)中的电解锰渣的重量比范围为4︰100;
3)将步骤2)中得到的混合物B卸料,得到可溶性锰离子被稳定后的电解锰渣。
本实施例通过了在生产现场所做的实验验证,验证步骤与具体实施方式所述相同。验证时,根据GB/T5086.2-1997《固体废物浸出毒性测试方法-水平震荡法》,先后用蒸馏水与处理前的电解锰渣和步骤3)所得的被稳定化处理了的电解锰渣分别混合,在得到浸出液后,再测量前后两种浸出液中锰离子的浓度,然后计算出可溶性锰离子的固化率。实验结果如表4所示。
表4
实施例5:
一种电解锰渣中可溶性锰离子稳定化处理的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将电解锰渣置于搅拌器内,在搅拌状态下加入氧化钙,将PH值调节至7.8,得到混合物A;
所述氧化钙和电解锰渣的重量比范围为1︰100;
2)在搅拌状态下,将毒重石尾矿渣和低品位毒重石依次加入到混合物A中,直至充分混合,得到混合物B;
所述毒重石尾渣矿与步骤1)中的电解锰渣的重量比范围为1︰10;
所述低品位毒重石与步骤1)中的电解锰渣的重量比范围为1︰20;
3)将步骤2)中得到的混合物B卸料,得到可溶性锰离子被稳定后的电解锰渣。
本实施例通过了在生产现场所做的实验验证,验证步骤与具体实施方式所述相同。验证时,根据GB/T5086.2-1997《固体废物浸出毒性测试方法-水平震荡法》,先后用蒸馏水与处理前的电解锰渣和步骤3)所得的被稳定化处理了的电解锰渣分别混合,在得到浸出液后,再测量前后两种浸出液中锰离子的浓度,然后计算出可溶性锰离子的固化率。实验结果如表5所示。
表5
原电解锰渣可溶性锰离子浓度(mg/L) 700.43
处理后可溶性锰离子浓度(mg/L) 1.26
可溶性锰离子的固化率(%) 99.82
经步骤1)、2)、3)处理后电解锰渣pH值 7.6
从实施例1~5中可以看出,通过氧化钙与毒重石尾矿渣、低品位毒重石联合处理后的电解锰渣中可溶性锰离子浓度明显减小,锰离子的固化率最低达到98.15%。
本发明中的可溶性锰离子的固化率比现有技术中绝大多数更优;加之,本发明是利用毒重石尾矿渣和低品位毒重石来处理电解锰渣的;所以,本发明除保留了现有技术之优点外,同时使处理后电解锰渣pH值在6~9范围内,资源化利用了毒重石尾矿渣与低品位毒重石,有利于该技术的推广。

Claims (3)

1.一种电解锰渣中可溶性锰离子稳定化处理的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将电解锰渣置于搅拌器内,在搅拌状态下加入氧化钙,将pH值调节至6~8,得到混合物A;
所述氧化钙和电解锰渣的重量比范围为(1~2)︰200;
2)在搅拌状态下,将毒重石尾矿渣和低品位毒重石依次加入到混合物A中,直至充分混合,得到可溶性锰离子被稳定后的电解锰渣;
所述毒重石尾渣矿与步骤1)中的电解锰渣的重量比范围为(1~2)︰20;所述低品位毒重石与步骤1)中的电解锰渣的重量比范围为(2~5)︰100。
2.根据权利要求1所述的一种电解锰渣中可溶性锰离子稳定化处理的方法,其特征在于:所述步骤1)中的搅拌速率范围为50~70转/分钟,搅拌时间为20分钟;所述步骤2)中的搅拌时间60~120分钟,搅拌速率范围为50~70转/分钟。
3.根据权利要求1所述的一种电解锰渣中可溶性锰离子稳定化处理的方法,其特征在于:所述毒重石尾渣矿、低品位毒重石和电解锰渣的粒径范围为50~120目。
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