CN114457241B - 一种降低电解锰渣可溶性锰和含水率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低电解锰渣可溶性锰和含水率的方法，属于工业废弃物治理技术领域，为电解锰渣的预处理提供一种无害化处理技术。本发明所述方法是把处理剂和电解锰渣混合进行反应，从而固定锰渣中的可溶性锰离子，促进电解锰渣中硫酸钙的晶型发生转化，生成硫酸钡、硫酸钙碳酸钡复盐等，改善过滤性能，降低电解锰渣的含水率。首先将电解锰渣与处理剂混合，加水搅拌反应后，过滤得到处理后的锰渣，测定滤液中锰的含量及处理后锰渣含水率，与处理前的滤液及锰渣进行比较，确定可溶性锰的固定效率及含水率降低情况。将整套工艺流程简单、操作方便，为锰渣的安全堆放、减少锰渣渗滤液中的锰含量提供一种有效的方法。

Description

一种降低电解锰渣可溶性锰和含水率的方法
技术领域
本发明属于电解锰渣预处理技术领域，具体为一种降低电解锰渣可溶性锰和含水率的方法。
背景技术
电解锰渣是电解锰生产过程中碳酸锰矿石或氧化锰矿石经过硫酸浸出、氨水中和、压滤工序后产生的固体废物，电解锰渣中含有大量的可溶性盐、固态矿物、铬、铅、砷等重金属有害元素。国内外对电解锰渣的处理以无害化和资源化两个方面为主。但在整体技术研究上，仍存在成本高、技术不成熟、无法大规模消纳等问题。因此，目前国内对电解锰渣的处理仍以堆存形式处理。锰渣物相组成复杂，物质赋存形态多变，在堆放过程中遇雨水会释放出大量的重金属锰离子。锰离子的迁移能力强，随着地表径流和地下渗透作用，在短时间迁移到周围的水体、土壤中，造成周边生态环境出现严重污染。
因此，一方面为避免电解锰渣对生态环境的污染，另一方面为了电解锰渣堆存的安全与资源化利用，人们采用了将可溶性污染物转化为不溶性污染物等措施。
现有技术包括使用微生物技术对可溶性锰进行溶出固化，利用反应性氧化镁生物碳化固化电解锰渣，但是微生物固锰需要筛选优势菌种，且处理周期较长。
发明内容
本发明的目的是提供一种降低电解锰渣可溶性锰和含水率的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)电解锰渣的预处理：将电解锰渣干燥粉碎后，加入水得到混合物体系1；
(2)处理剂预处理：将处理剂干燥后，使用球磨机粉碎后，加入水得到混合物体系2；
(3)将步骤(1)混合物体系1加入步骤(2)中的混合物体系2，在常温下搅拌反应0.5～5小时，得到电解锰渣处理剂混合物体系3；
(4)将步骤(3)的电解锰渣处理剂混合物体系3固液分离，得到电解锰渣处理剂后的滤渣和滤液。
进一步，步骤(1)中，电解锰渣和水的固液比为1:2～1:30；
进一步，步骤(2)中处理剂为碳酸钙、碳酸钡中的单种碳酸盐或多种碳酸盐的混合物；
进一步，步骤(2)中，处理剂和水的固液比为1:2～1:30；
进一步，步骤(3)中，电解锰渣和处理剂的比例为1:1～1:10，搅拌反应时间0.5～5h，转数100～1000r/min；
本发明的原理是:电解锰渣中可溶性锰离子与处理剂反应生成碳酸锰或碳酸钡锰等沉淀从而固定可溶性锰离子，锰渣中硫酸钙与处理剂反应后发生晶型转化，生成硫酸钡、硫酸钙碳酸钡复盐等，改善过滤性能，从而降低含水率；
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)本发明药剂来源广泛，价格低廉。
2)本发明不仅能够实现电解锰渣中可溶性锰的高效固定，而且能够降低电解锰渣的过滤性能，降低电解锰渣的含水率。
3)本发明的技术方案操作简单、成本低、附加值高，有利于工业化生产。
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。
实施例所用电解锰渣取自南方锰业集团有限责任公司，该电解锰渣是菱锰矿石(主要成分为MnCO3)经过硫酸浸出、氨水中和后所剩余的固体废物，长期堆放于渣场中。未处理的电解锰渣含水率高(20％～28％)、含有大量的重金属Mn和氨氮物质，颜色呈深棕色，板结块状物质。将自然风干干燥的电解锰渣均匀混合，研磨，过80目孔径筛备用。利用X射线荧光光谱仪(赛默飞世尔，ARL Perform’X)分析电解锰渣中的元素组成，主要含有S、Si、Ca、Mn和Fe等元素，其结果如表1所示。后续实验均使用研磨过80目孔径筛电解锰渣进行。
表1电解锰渣主要组成成分XRF
实施例1：
一种降低电解锰渣可溶性锰和含水率的方法，具体包括如下步骤：
(1)电解锰渣的预处理步骤：将电解锰渣干燥后送入球磨机粉碎，过80目筛，称取两份相同质量电解锰渣，按照质量比1:10加水化浆备用；其中一份于常温下搅拌3h，转数300r/min，静置过夜后，过滤，取上清液测定锰的含量，滤渣测定含水率；
(2)处理剂预处理步骤：将碳酸钡与碳酸钙按照1:1的配比送入干燥箱干燥，干燥后使用球磨机粉碎，过筛100目筛，按照锰渣:处理剂质量比10:1称取处理剂，加入10倍质量的水，搅拌均匀；
(3)将步骤(2)处理剂化浆液与步骤(1)电解锰渣化浆液混合，于常温下搅拌反应3h左右，转数300r/min，静置过夜，过滤，取上清液测定锰的含量，滤渣测定含水率；
(4)步骤(2)完成后，将步骤(3)的电解锰渣处理剂混合物体系3固液分离，得到电解锰渣处理后的滤渣和滤液。
对比计算步骤(1)和步骤(3)中锰含量及含水率，计算得到固锰效率及含水率降低百分比。
表2电解锰渣处理前后参数对比
实施例2：
一种降低电解锰渣可溶性锰和含水率的方法，具体包括如下步骤：
(1)电解锰渣的预处理步骤：将电解锰渣干燥后送入球磨机粉碎，过80目筛，称取两份相同质量电解锰渣，按照质量比1:10加水化浆备用；其中一份于常温下搅拌2.5h，转数300r/min，静置过夜后，过滤，取上清液测定锰的含量，滤渣测定含水率；
(2)处理剂预处理步骤：将碳酸钙和碳酸钡按照1:9送入干燥箱干燥，干燥后研磨或者球磨机粉碎至一定的粒度后，过筛，按照锰渣:处理剂质量比10:1称取相应的处理剂，加入5倍质量的水，搅拌均匀；
(3)将步骤(2)处理剂化浆液与步骤(1)电解锰渣化浆液混合，于常温下搅拌反应5h左右，转数500r/min，静置过夜，过滤，取上清液测定锰的含量，滤渣测定含水率；
(4)反应完成后，将步骤(3)的电解锰渣处理剂混合物体系3固液分离，得到电解锰渣处理后的滤渣和滤液。
对比计算步骤(1)和步骤(3)中锰含量及含水率，计算得到固锰效率及含水率降低百分比。
表3电解锰渣处理前后参数对比

Claims (5)

1.一种降低电解锰渣可溶性锰和含水率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)电解锰渣的预处理：将电解锰渣干燥粉碎后，加入水得到混合物体系1；
(2)处理剂预处理：将处理剂干燥后，使用球磨机粉碎后，加入水得到混合物体系2；所述处理剂为碳酸钙和碳酸钡的混合物；
(3)将步骤(1)混合物体系1加入步骤(2)中的混合物体系2，在常温下搅拌反应0.5～5小时，得到电解锰渣处理剂混合物体系3；
(4)将步骤(3)的电解锰渣处理剂混合物体系3固液分离，得到电解锰渣处理剂后的滤渣和滤液。
2.根据权利要求1所述的一种降低电解锰渣可溶性锰和含水率的方法，其特征在于：步骤(1)中，电解锰渣和水的固液比为1:2～1:30。
3.根据权利要求1或2所述的一种降低电解锰渣可溶性锰和含水率的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述处理剂的干燥是在干燥箱中进行，温度为80℃，时间为1～2h。
4.根据权利要求1所述的一种降低电解锰渣可溶性锰和含水率的方法，其特征在于：步骤(2)中，处理剂和水的固液比为1:2～1:30。
5.根据权利要求3所述的一种降低电解锰渣可溶性锰和含水率的方法，其特征在于：步骤(3)中，电解锰渣和处理剂的比例为1:1～1:10，搅拌反应时间0.5～5h，转数100～1000r/min。
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