CN109622566A - 一种电解锰渣无害化处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种电解锰渣无害化处理方法，属于固废治理领域，包括如下步骤：1）将新鲜电解锰渣用皮带机输送至1号搅拌桶中进行配浆：2）步骤1）制备的电解锰渣自流到2号搅拌桶持续搅拌，电解锰渣通过渣浆泵输送至浓密机；3）电解锰渣在浓密机中浓缩，进行固液分离；4）通过浓密机分离的洗渣液通过集水池收集，部分返回至硫酸浸出车间回收使用，部分返回至步骤1）配浆使用，部分返回至废水处理站处理；5）浓密机浓缩的电解锰渣输送至搅拌机进行稳定化/固化处理，处理后的电解锰渣通过管道输送至指定区域堆存。以上步骤连续进行。本发明采用的方案既达到了资源化利用的目的又达到了锰渣无害化处理的目的，无新的污染物产生，具有经济环保双重意义。
Description
技术领域
本发明涉及固废治理技术领域，具体涉及一种电解锰渣无害化处理方法。
背景技术
现在纯锰主要通过电解法来制取，但在制造过程中会产生大量的锰废渣，大概每生产1吨金属锰所产生的渣量为 7～10吨。电解锰渣是电解金属锰后产生的过滤酸渣，以质量计的含水率高达23～28%，是电解锰行业的重点污染物，锰渣中除含有金属锰外，还含有镍、铅、铬、锌等重金属有毒有害元素，此外，由于电解锰生产过程中需要加入氨水和硫酸铵等化学物质，堆放消耗大面积土地的同时，还造成了严重的环境污染问题。
如何实现电解锰渣的“无害化、减量化和资源化”，已十分紧迫，国内外学者对此进行了大量积极的探索和研究，目前对电解锰渣进行处理和资源化利用的方式有：电解锰渣稳定化/固化处理、电解锰中锰的回收、电解锰渣制作肥料、电解锰渣制水泥缓凝剂、电解锰渣用作铺路材料、电解锰渣制砖等。公开号为CN103286116B、名称为《一种无害化处理电解锰渣的方法》的专利申请，通过添加磷酸钠与氧化钙来达到电解锰渣的稳定化/固化处理目的，但处理过程有氨气溢出，虽然对氨气进行了回收，但是药剂添加量太大。公开号为CN104690080B、名称为《直接在压滤板框内无害化处理电解锰渣的方法》的专利申请，直接对位于板框压滤机的压滤板框内经压滤后的滤饼进行无害化处理，添加的药剂主要有磷酸二氢钠、氧化钙、氧化镁，本发明专利不需要增加设备投资，但还是直接以板框内的电解锰渣为处理对象，药剂量添加同样不少。如前所述，电解锰渣含水量在23～28%，这其实就是硫酸浸出后的硫酸锰溶液残留在锰渣中，如果直接以此为处理对象，无论采用何种药剂显然用量是巨大的。因此如何降低电解锰渣无害化处理的药剂使用量是行业内人员亟需解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种电解锰渣无害化处理方法，使用该方法能满足电解锰渣处理后毒性浸出达标，同时显著降低电解锰渣稳定化/固化处理的药剂成本。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
1．一种电解锰渣无害化处理方法，其特征在于，具体包括如下处理步骤：
（1）将新鲜电解锰渣用皮带机输送至1号搅拌桶中进行配浆；
（2）步骤（1）制备的电解锰渣自流到2号搅拌桶持续搅拌，电解锰渣通过渣浆泵输送至浓密机；
（3）电解锰渣在浓密机中浓缩，进行固液分离；
（4）通过浓密机分离的洗渣液通过集水池收集，部分返回至硫酸浸出车间回收使用，部分返回至步骤（1）配浆使用，部分返回至废水处理站处理；
（5）浓密机浓缩的电解锰渣进行稳定化/固化处理，处理后的电解锰渣通过活塞式工业泵沿管道输送至指定区域堆存。
本发明的思路是先将锰矿渣配制成低浓度的浆体，经过两次搅拌，后采用浓密机进行浓缩，相当于对电解锰渣进行了充分的水洗，固废分离后洗渣液又重新返回硫酸浸出车间，弥补了电解锰渣带出的水分，同时为降低后续电解锰渣的稳定化/固化处理的药剂用量搭下了基础；采用具有连续性生产能力的双螺旋卧式搅拌机将电解锰渣与稳定化药剂进行均匀混合，之后在活化搅拌机中加入固化剂进行强化搅拌，稳定化和固化分开进行，避免了药剂之间的干扰，固化剂的加入强化了相关污染物的稳定化效果，还可以使处理后的电解锰渣达到一定的结构强度，能有效抗雨水侵蚀，在渣场中不会泥化，这是常规方法不能做到的；利用活塞式工艺泵可实现电解锰渣浆体的长距离的管道输送，避免传统运输方式带来的粉尘、夹带、冒漏等问题。
对于大型电解锰生产企业而言，每天都有大量的电解锰渣处理，通常都将形成大量的堆积，对环境产生巨大的影响，而采用本发明的工艺，可以源源不断的对这电解锰渣进行处理，避免了电解锰渣的堆积，进一步的，本发明同样可以对电解锰渣堆场的锰渣进行处理，具有重大的污染治理意义。
本发明还包括以下优选方案：
优选地，步骤（1）锰渣配制的浆体质量浓度为10%～20%。
优选地，步骤（3）中添加高分子量聚丙烯酰胺絮凝剂进行絮凝沉降，聚丙烯酰胺分子量为1000万～2000万，添加量以电解锰渣干固体质量计为10～25g/t。
优选地，在用浓密机对电解锰渣进行浓缩时，电解锰渣体排出的质量浓度为50%~60%。
优选地，稳定化处理在带推送功能的卧式双螺旋搅拌机进行，完毕进行固化处理，固化处理在搅拌机中进行。所述卧式双螺旋搅拌机搅拌时间为0.5~3min，所述活化搅拌机的搅拌时间为0.5~2min。
优选地，稳定化药剂为磷酸钾、磷酸钠、磷酸氢二钾、磷酸氢二钠中的一种或几种，添加量为电解锰渣干固体质量的0.5%～2%。
优选地，固化剂为普通硅酸盐水泥，添加量为电解锰渣干固体质量的2%～6%。
本发明方法中，所有设备均处于连续性运转状态，所述卧式双螺旋搅拌机搅拌时间是指电解锰渣从入料口经过搅拌叶片水平推送至出料口所经历的搅拌时间，所述活化搅拌机的搅拌时间是指电解锰渣从入料口经过搅拌叶片推送至出料口所经历的搅拌时间，以上方法保证了工艺的连续性。
以上使用的设备均为行业内人员所熟知，可以根据所处理的电解锰渣的规模选型，在此不做详细的说明。
本发明有益的效果是：
（1）电解锰渣先经过两次水洗，再经过浓密机的固液分离后，洗渣液又返回车间循环使用，不仅达到了回收电解锰和硫酸铵的作用，而且从源头上降低了后续稳定化和固化药剂的消耗；将电解锰渣浓缩成质量浓度为50%～60%的浆体再与相关药剂作用，使得药剂的混合效果更好，药剂的消耗更低。
（2）本发明采用的稳定化/固化药剂中均不含强碱性物质，在添加过程中，不会产生氨气，利用双螺旋卧式搅拌机本身自带的特殊结构及有效的缓冲时间，达到了边进料边出料的效果，保证了工艺的连续性。此外，处理后的电解锰渣浆体在管道输送过程中会进一步混合，相当于强化搅拌的作用，缩短了处理时间；采用管道输送避免了传统的频繁汽运方式所带来的二次污染问题。
（3）本发明采用的方法可以连续的处理电解锰渣，处理能力大，无废水废气产生，与传统的直接对电解锰渣进行无害化处理方法相比，回收了锰资源，达到了“向环保要效益”的目的。
附图说明
图1为本发明处理工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图和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。
以贵州铜仁某电解锰厂生产的电解锰渣为例，对其进行无害化处理，其步骤如下：
（1）将新鲜电解锰渣用皮带机输送至1号搅拌桶中配成质量浓度为12%的浆体；
（2）步骤（1）制备的电解锰渣自流到2号搅拌桶持续搅拌，电解锰渣通过渣浆泵输送至浓密机；
（3）电解锰渣添加聚丙烯酰胺后在浓密机中进行浓缩，聚丙烯酰胺的分子量为1600万，添加量以电解锰渣干固体质量计为15g/t；
（4）通过浓密机分离的洗渣液通过集水池收集，部分返回至硫酸浸出车间回收使用，部分返回至步骤（1）配浆使用，部分返回至废水处理站处理；
（5）当浓缩的电解锰渣质量浓度为52%时开始排出，在卧式双螺旋搅拌机中添加电解锰渣干固体质量1%的磷酸氢二钾进行稳定化处理，处理时间为1min，转入活化搅拌机后，添加电解锰渣干固体质量3%的425型普通硅酸盐水泥进行固化处理，搅拌时间为1min，处理后的电解锰渣通过活塞式工业泵沿管道输送至指定区域堆存。
评价试验
电解锰渣化学成分如表1所示。电解锰渣经过无害化处理后，经过自然养护7天，取样的电解锰渣按照《固体废物浸出毒性浸出方法-硫酸硝酸法》（HJT 299- 2007）进行浸出实验，结果如表2所示。
表1 电解锰渣化学组成
| 氧化物 | SiO<sub>2</sub> | SO<sub>3</sub> | CaO | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | K<sub>2</sub>O | MnO | P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | MgO |
| 含量/% | 35.08 | 27.03 | 15.37 | 7.55 | 7.02 | 2.41 | 2.77 | 0.85 | 0.76 |
表2浸出实验结果mg/L
| 样品 | Fe | Zn | Co | Pb | Ni | Mn | pH | 氨氮 |
| 处理前 | 0.125 | 0.021 | 0.032 | 0.092 | ND | 922.36 | 3.98 | 662.7 |
| 处理后 | 0.087 | 0.014 | 0.006 | 0.032 | ND | 1.121 | 7.25 | 9.7 |
从以上结果可以看出，电解锰渣经过无害化处理后，氨氮、Mn和其它重金属均符合GB8978-1996《污水综合排水标准》中的一级排放浓度标准。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电解锰渣无害化处理方法，其特征在于，具体包括如下处理步骤：
（1）将新鲜电解锰渣用皮带机输送至1号搅拌桶中进行配浆；
（2）步骤（1）制备的电解锰渣自流到2号搅拌桶持续搅拌，电解锰渣通过渣浆泵输送至浓密机；
（3）电解锰渣在浓密机中浓缩，进行固液分离；
（4）通过浓密机分离的洗渣液通过集水池收集，部分返回至硫酸浸出车间回收使用，部分返回至步骤（1）配浆使用，部分返回至废水处理站处理；
（5）浓密机浓缩的电解锰渣进行稳定化/固化处理，处理后的电解锰渣通过管道输送至指定区域堆存。
2.根据权利要求1所述的一种电解锰渣无害化处理方法，其特征在于：步骤（1）中锰渣配制的浆体质量浓度为10%～20%。
3.根据权利要求1所述的一种电解锰渣无害化处理方法，其特征在于：步骤（3）中添加高分子量聚丙烯酰胺絮凝剂进行絮凝沉降，聚丙烯酰胺分子量为1000万～2000万，添加量以电解锰渣干固体质量计为10～25g/t。
4.根据权利要求1所述的一种电解锰渣无害化处理方法，其特征在于：在用浓密机对电解锰渣进行浓缩时，电解锰渣排出的质量浓度为50%~60%。
5.根据权利要求1或4所述的一种电解锰渣无害化处理方法，其特征在于：电解锰渣的稳定化处理在带推送功能的卧式双螺旋搅拌机进行，完毕进行固化处理，固化处理在活化搅拌机中进行；所述卧式双螺旋搅拌机搅拌时间为0.5~3min，所述活化搅拌机的搅拌时间为0.5~2min。
6.根据权利要求1至4任一所述的一种电解锰渣无害化处理方法，其特征在于：稳定化/固化处理后的电解锰渣通过活塞式工业泵沿管道输送至指定区域堆存。
7.根据权利要求1或4或5所述的一种电解锰渣无害化处理方法，其特征在于：所述稳定化处理是指添加稳定化药剂搅拌均匀，所述稳定化药剂为磷酸钾、磷酸钠、磷酸氢二钾、磷酸氢二钠中的一种或几种，添加量为电解锰渣干固体质量的0.5%～2%。
8.根据权利要求1或4或5或6所述的一种电解锰渣无害化处理方法，其特征在于：所述固化处理是指添加固化剂搅拌均匀，所述固化剂为普通硅酸盐水泥，添加量为电解锰渣干固体质量的2%～6%。
9.根据权利要求6所述的一种电解锰渣无害化处理方法，其特征在于：稳定化/固化处理后的电解锰渣通过活塞式工业泵沿管道输送至指定区域堆存。
10.根据权利要求8所述的一种电解锰渣无害化处理方法，其特征在于：稳定化/固化处理后的电解锰渣通过活塞式工业泵沿管道输送至指定区域堆存。
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