CN112404096A - 一种电解锰渣固锰除氨的处理方法 - Google Patents

一种电解锰渣固锰除氨的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电解锰渣固锰除氨的处理方法该方法包括以下步骤：(1)将磷尾矿煅烧处理，得磷尾矿熟料；(2)向电解锰渣中加入水和磷尾矿熟料搅拌反应，并将反应过程中产生的气体收集送入氨气回收系统中，得混合物；(3)将混合物过滤，在过滤的同时，将产生的气体收集送入氨气回收系统中，然后取滤渣，干燥，得固锰除氨的电解锰渣。本发明具有能满足处理后固废要求，显著降低电解锰渣固化稳定化处理的成本,同时简化处理流程,提高工业化应用可行性。

Description

一种电解锰渣固锰除氨的处理方法
技术领域
本发明涉及一种电解锰渣的处理方法，特别是一种电解锰渣固锰除氨的处理方法。
背景技术
电解锰渣属一般工业固体废弃物(Ⅱ类)，电解锰渣即为电解金属锰生产过程中生成的酸渣，其内含有大量的有害物质。随着电解锰行业的快速发展，电解锰渣堆存引发的环境问题尤为突出。但由于技术限制,大部分锰渣无法全方位的进行利用,然而随意堆放没有得到妥当的处理的锰渣,将会对环境造成极大的危害，而且将其大量的堆置，实际上是对资源的浪费，其中含有如锰等可以利用的物质。
电解锰渣浸出液中可溶性Mn2+和NH4 +-N为锰渣的主要污染物,浸出毒性均较高，存在极大的安全风险。锰是维持动物健康的必需微量元素之一,但其安全阈值相对较小,如摄人过量则会损害人体的神经系统、肝肾等器官,严重的甚至造成死亡。当今,锰矿的开采、冶炼及粗加工等行业是造成锰污染的重要元凶。环境中过量的NH4 +-N则会诱导水体富营养化现象的产生,造成水体中藻类植物疯狂繁殖,水质恶化。此外,在外环境中NH4 +-N还存在转化成亚硝酸盐的可能,通过食物链的作用影响人体健康。
近年来，电解锰渣中氨氮的去除已成为企业界、学术界和社会所关注的焦点。目前我国电解锰渣中氨氮的处理方法有生物法、空气吹脱法、离子交换法、电化学氧化法、化学沉淀法等等。寻找高效节能去除氨氮的方法是许多学者一直以来的研究方向。而锰离子对氨氮的去除有着显著的抑制作用。要想实现氨氮的去除，必须寻找合适的、对氨氮无影响的去除锰离子的方法。现今研究较成熟的五类锰离子固化方法：生石灰、磷酸钠、硅酸钠、碳酸钠与直接电解法。目前，国内外对电解锰渣无害化处理进行了大量研究，有用生石灰(氧化钙)为中和剂来将可溶性锰固定为不可溶解物质的，该现有技术的确取得了较好的技术效果，但是氨氮容易形成氨气造成二次污染，另外，用生石灰处理电解锰渣成本较高。因此，探究电解锰渣中锰和氨氮处理的新思路，是一项极具现实意义的课题。
磷尾矿是磷矿经过选矿后剩余的固体废弃物，属于品味较低的磷矿。磷尾矿虽是废弃物，也是潜在的二次资源，若能对其加以综合利用，既能避免资源浪费及占用耕地，同时也能降低尾矿产生的沙尘和废水对矿山周边地区的生态环境造成污染，研究磷尾矿的综合利用对环境污染的治理有重要意义。
采用何种技术途径,实现高效、低成本处理锰渣,是电解锰渣固化稳定化处理急需解决的技术难题,也是一项涉及环境保护和资源节约的重要任务。
因此，本发明旨在对磷尾矿和电解锰渣实现更大的无害资源化利用。
发明内容
本发明的目的在于，本发明提供了一种电解锰渣固锰除氨的处理方法。本发明具有能满足处理后固废要求，显著降低电解锰渣固化稳定化处理的成本,同时简化处理流程,提高工业化应用可行性。
本发明的技术方案：一种电解锰渣固锰除氨的处理方法,该方法包括以下步骤：
(1)将磷尾矿煅烧处理，得磷尾矿熟料；
(2)向电解锰渣中加入水和磷尾矿熟料搅拌反应，并将反应过程中产生的气体收集送入氨气回收系统中，得混合物；
(3)将混合物过滤，在过滤的同时，将产生的气体收集送入氨气回收系统中，然后取滤渣，干燥，得固锰除氨的电解锰渣。
所述的电解锰渣固锰除氨的处理方法中,所述步骤(1)中，以900-1100℃的烧结温度，保温时间为25-35min，5-15℃/min的升温速率,将磷尾矿煅烧处理，得磷尾矿熟料。
所述的电解锰渣固锰除氨的处理方法中,所述步骤(1)中，以1000℃的烧结温度，保温时间为30min，10℃/min的升温速率,将磷尾矿煅烧处理，得磷尾矿熟料。
所述的电解锰渣固锰除氨的处理方法中,所述步骤(2)中，按重量份计：向80-120份电解锰渣中加入500-700份水和10-14份磷尾矿熟料搅拌反应，搅拌反应的时间为160-200min，搅拌反应的温度为20-60℃。
所述的电解锰渣固锰除氨的处理方法中,所述步骤(2)中，按重量份计：向100份电解锰渣中加入600份水和12份磷尾矿熟料搅拌反应，搅拌反应的时间为180min，搅拌反应的温度为45℃。
所述的电解锰渣固锰除氨的处理方法中,所述步骤(2)中，采用双轴式或行星式进行搅搅拌反应。
所述的电解锰渣固锰除氨的处理方法中,所述步骤(2)和(3)中，氨气回收系统内的氨气含酸喷淋洗涤后，经烟囱排放。
所述的电解锰渣固锰除氨的处理方法中,所述步骤(3)中，干燥的温度为50-80℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明一种电解锰渣固锰除氨的处理方法,该方法包括以下步骤：(1)将磷尾矿煅烧处理，得磷尾矿熟料；(2)向电解锰渣中加入水和磷尾矿熟料搅拌反应，并将反应过程中产生的气体收集送入氨气回收系统中，得混合物；(3)将混合物过滤，在过滤的同时，将产生的气体收集送入氨气回收系统中，然后取滤渣，干燥，得固锰除氨的电解锰渣，如图1所示。
(1)本发明使用的磷尾矿熟料是磷尾矿经过煅烧得到的，磷尾矿是一种废渣，而每100万吨磷矿石入选后将产生30-40万吨磷尾矿，贵州作为磷化工大省，产生的磷尾矿非常庞大，这使得用磷尾矿熟料处理电解锰渣的原料费用低和运输成本低，即通过渣处理渣的方式节省了处理成本。
(2)磷尾矿处理电解锰渣的原理是，磷尾矿经过煅烧后，得到的主要成分是氧化钙和氧化镁，将其和水加入电解锰渣中水化生产氢氧化物，提供碱性环境，电解锰渣中的Mn2+和NH4 +-N与氢氧根反应，锰被固化在渣中，铵盐以氨气逸出，这使得电解锰渣浸出液中Mn2+和NH4+-N浓度降低，且满足废水综合排放标准(GB8978-1996)；且在步骤(3)中过滤得到的滤液Mn2+和NH4 +-N的浓度都满足废水综合排放标准(GB8978-1996)。
(3)经本发明处理后的电解锰渣，主要成分是二水石膏和二氧化硅，可以作为建筑材料，以拓展电解锰渣的资源化应用领域；
(4)经本发明处理后的电解锰渣，将电解锰渣中硫酸铵以游离态氨气等形式予以排除，避免经预处理的无害化电解锰渣在下游领域应用中造成二次污染，同时，也可避免后续的资源化利用中出现氨逃逸现象；
(5)经本发明处理后的电解锰渣，可溶性锰通过固化的方法稳定存在于处理后的电解锰渣，避免了浸出过程造成的污染。同时，在后续处理后的电解锰渣资源化利用中可以作为助熔成分降低烧结温度。
(6)本发明操作简单，反应原料一次加入，简化工艺流程,提高了工业化应用可行性。
(7)在实施例1-4中，电解锰渣经本发明处理后，电解锰渣的固锰率达到99.72％，氨氮去除率达到93.21％。
附图说明
图1是本发明电解锰渣固锰除氨处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1：一种电解锰渣固锰除氨的处理方法，该方法包括以下步骤：
(1)以900℃的烧结温度，保温时间为25min，5℃/min的升温速率,将磷尾矿煅烧处理，得磷尾矿熟料；
(2)向80kg电解锰渣中加入500kg水和10kg磷尾矿熟料采用双轴式搅拌反应，搅拌反应的时间为160min，搅拌反应的温度为20℃，并将反应过程中产生的气体收集送入氨气回收系统中，得混合物；
(3)将混合物过滤，在过滤的同时，将产生的气体收集送入氨气回收系统中，然后取滤渣，在50℃下干燥，得固锰除氨的电解锰渣；
所述步骤(2)和(3)中，氨气回收系统内的氨气含酸喷淋洗涤后，经烟囱排放。
实施例2：一种电解锰渣固锰除氨的处理方法，该方法包括以下步骤：
(1)以1000℃的烧结温度，保温时间为30min，10℃/min的升温速率,将磷尾矿煅烧处理，得磷尾矿熟料；
(2)向100kg电解锰渣中加入600kg水和12kg磷尾矿熟料采用行星式搅拌反应，搅拌反应的时间为180min，搅拌反应的温度为40℃，并将反应过程中产生的气体收集送入氨气回收系统中，得混合物；
(3)将混合物过滤，在过滤的同时，将产生的气体收集送入氨气回收系统中，然后取滤渣，在60℃下干燥，得固锰除氨的电解锰渣；
所述步骤(2)和(3)中，氨气回收系统内的氨气含酸喷淋洗涤后，经烟囱排放。
实施例3：一种电解锰渣固锰除氨的处理方法，该方法包括以下步骤：
(1)以900℃的烧结温度，保温时间为35min，5℃/min的升温速率,将磷尾矿煅烧处理，得磷尾矿熟料；
(2)向80kg电解锰渣中加入700kg水和10kg磷尾矿熟料采用双轴式搅拌反应，搅拌反应的时间为160min，搅拌反应的温度为50℃，并将反应过程中产生的气体收集送入氨气回收系统中，得混合物；
(3)将混合物过滤，在过滤的同时，将产生的气体收集送入氨气回收系统中，然后取滤渣，在70℃下干燥，得固锰除氨的电解锰渣；
所述步骤(2)和(3)中，氨气回收系统内的氨气含酸喷淋洗涤后，经烟囱排放。
实施例4：一种电解锰渣固锰除氨的处理方法，该方法包括以下步骤：
(1)以1100℃的烧结温度，保温时间为35min，15℃/min的升温速率,将磷尾矿煅烧处理，得磷尾矿熟料；
(2)向120kg电解锰渣中加入700kg水和14kg磷尾矿熟料采用行星式搅拌反应，搅拌反应的时间为200min，搅拌反应的温度为60℃，并将反应过程中产生的气体收集送入氨气回收系统中，得混合物；
(3)将混合物过滤，在过滤的同时，将产生的气体收集送入氨气回收系统中，然后取滤渣，在80℃下干燥，得固锰除氨的电解锰渣；
所述步骤(2)和(3)中，氨气回收系统内的氨气含酸喷淋洗涤后，经烟囱排放。

Claims (8)

1.一种电解锰渣固锰除氨的处理方法,其特征在于,该方法包括以下步骤：
(1)将磷尾矿煅烧处理，得磷尾矿熟料；
(2)向电解锰渣中加入水和磷尾矿熟料搅拌反应，并将反应过程中产生的气体收集送入氨气回收系统中，得混合物；
(3)将混合物过滤，在过滤的同时，将产生的气体收集送入氨气回收系统中，然后取滤渣，干燥，得固锰除氨的电解锰渣。
2.根据权利要求1所述的电解锰渣固锰除氨的处理方法,其特征在于,所述步骤(1)中，以900-1100℃的烧结温度，保温时间为25-35min，5-15℃/min的升温速率,将磷尾矿煅烧处理，得磷尾矿熟料。
3.根据权利要求2所述的电解锰渣固锰除氨的处理方法,其特征在于,所述步骤(1)中，以1000℃的烧结温度，保温时间为30min，10℃/min的升温速率,将磷尾矿煅烧处理，得磷尾矿熟料。
4.根据权利要求1所述的电解锰渣固锰除氨的处理方法,其特征在于：所述步骤(2)中，按重量份计：向80-120份电解锰渣中加入500-700份水和10-14份磷尾矿熟料搅拌反应，搅拌反应的时间为160-200min，搅拌反应的温度为20-60℃。
5.根据权利要求4所述的电解锰渣固锰除氨的处理方法,其特征在于：所述步骤(2)中，按重量份计：向100份电解锰渣中加入600份水和12份磷尾矿熟料搅拌反应，搅拌反应的时间为180min，搅拌反应的温度为45℃。
6.根据权利要求1所述的电解锰渣固锰除氨的处理方法,其特征在于,所述步骤(2)中，采用双轴式或行星式进行搅搅拌反应。
7.根据权利要求1所述的电解锰渣固锰除氨的处理方法,其特征在于,所述步骤(2)和(3)中，氨气回收系统内的氨气含酸喷淋洗涤后，经烟囱排放。
8.根据权利要求1所述的电解锰渣固锰除氨的处理方法,其特征在于,所述步骤(3)中，干燥的温度为50-80℃。
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