CN115815295A - 一种利用循环流化床粉煤灰处理电解锰渣方法和电解锰渣及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及固废处置技术领域，尤其是一种利用循环流化床粉煤灰处理电解锰渣方法和电解锰渣及应用，经引入循环流化床粉煤灰处理电解锰渣，提高了电解锰渣中氨氮脱出率和锰固化率，使得氨氮含量下降至13.2mg/L以下，且锰离子浸出率下降至1.69mg/L以下，极大程度提高了电解锰渣堆存或资源化利用的安全性，同时，引入循环流化床粉煤灰处理电解锰渣，降低了传统采用石灰、减水剂等成分的成本，提高了电解锰渣活性。
Description
技术领域
本发明涉及固废处置技术领域，尤其是一种利用循环流化床粉煤灰处理电解锰渣方法和电解锰渣及应用。
背景技术
电解锰渣是将锰矿石破碎后，采用硫酸溶液浸出，且在浸出期间掺入大量的氨水来调节pH，获得浸出液；将浸出液经除杂等工序后，送入到电解槽电解后产生的残渣。通常是将电解锰渣经过压滤等工艺处理之后，形成电解锰渣滤饼，外排至堆场。然而，所得的电解锰渣滤饼含水率达到25-30％，且含有大量的微小颗粒，迁移性和流动性均较大，同时，在电解锰渣中含有大量的可溶性锰、氨氮和硫酸根，使得电解锰渣呈现出弱酸性，故而，将其外排堆放在堆场时，极易造成环境污染。
据相关数据统计，我国目前在堆场存在的历史电解锰渣近1.4-1.6亿吨，已经严重威胁着生态环境安全，因此，采取电解锰渣的无害化处理，以降低电解锰渣在堆场堆放的安全风险，已经受到了技术人员的重点关注，继而形成了一系列关于电解锰渣处置技术，主要有：水洗处置、火法处置、固化处置等。其中，水洗处置是采用大量的水来冲洗电解锰渣，使得电解锰渣中可溶性锰、氨氮、酸根等被洗脱出来，再对洗脱而得到的废水、废液进行处理，这就造成需要消耗大量的水资源，形成大量的废水、废液，并且对电解锰渣中氨氮脱出率也仅仅维持在40-70％之间，造成处理效果不佳，成本较高。火法处置能够很好的脱除电解锰渣中的氨氮，但是火法处理要求对电解锰渣进行烘干-煅烧处理，该过程的温度需要达到800℃以上，否则将会导致对电解锰渣脱氨氮等效果不佳，而随着温度需求的增高，就导致了电解锰渣的处理成本增大，能耗高。因此，经济效益好，成本低，处理效果佳的电解锰渣固化处置技术，受到了广大技术人员的关注和青睐，并得到了快速的发展。
例如：专利号为202010384541.4公开了脱除电解锰渣中氨氮的添加剂及其脱除方法，添加剂采用碱性化合物、粉煤灰、赤泥、溶剂和减水剂配制而成，利用该成分能够将电解锰渣中的可溶性铵盐转化为易分解的一水合氨，再经热能和机械能的作用下，转化成氨气收集，且经脱氨处理后的电解锰渣混合物，能够直接与矿渣、水泥等材料混合制备成建筑材料，实现高效转变电解锰渣中氨氮目的，防止氨氮逃逸而影响居民健康，实现固废资源化利用。该法实现了氨氮脱除率达到99％以上，实现基本排除氨氮的存在，但对于电解锰渣中，不仅残留着大量的可溶性铵盐需要转化，更存在着大量可溶性锰离子需要固化，以防止锰离子随着地下水渗漏而污染环境，然而，在该法中，能否实现对电解锰渣中可溶性锰离子起到良好的固化作用，并未给出实质性的研究，同时，采用的添加剂成分较好复杂，需要引入碱性化合物、例如：碱性固体废弃物或含钙的碱性化合物(氧化钙、氢氧化钙或过氧化钙)、赤泥、减水剂等原料成分，造成对电解锰渣处理成本较高。
再例如：专利号为202011158428.0公开了电解锰渣和灼烧生料协同制备蒸压加气混凝土砌块及方法，利用将电解锰渣与水泥灼烧生料拌合搅拌打碎，陈化36h后，再烘干处理，实现降低电解锰渣中二价锰离子和氨氮浸出率，继而有效避免在蒸压加气混凝土砌块原料混合过程中产生的氨气，降低环境，避免二价锰离子随着污水渗透到环境中，造成二次污染。并且公开了：将电解锰渣与生石灰、水泥灼烧生料按照恰当的质量比混合之后，能够使得电解锰渣的pH值维持在13以上，二价锰离子浸出率未检出，氨氮下降至42-46mg/L之间。且经将水泥灼烧生料改性处理之后的电解锰渣作为原料，引入水泥、石灰、粉煤灰制备成蒸压加气混凝土砌块之后，其力学性能等指标得到较大程度的改善。
循环流化床粉煤灰是电厂采用循环流化床燃煤固硫技术所产生的固体废弃物。循环流化床燃煤固硫技术是通过在燃烧过程中，添加石灰石来调节燃烧效率，同时实现对SO2固定下来，达到降低SO2向空气中排放的目的。然而，随着石灰石的加入，导致燃烧后产生的粉煤灰中，残留着较高含量的活性氧化钙成分，pH介于10-13之间，用于堆放在环境中时，容易造成环境污染，同时，应用于建材产品制备时，其较高含量的活性氧化钙成分，导致安定性较差。因此，寻求循环流化床燃煤技术所产生的粉煤灰综合利用途径，成为了当前固废资源化再利用领域技术人员急需解决的技术问题。
鉴于上述技术缺陷，本研究团队经过充分考虑电解锰渣与循环流化床粉煤灰的特性，开展单独以循环流化床粉煤灰作为电解锰渣处理试剂，以达到改善电解锰渣性能，提高电解锰渣中氨氮脱出率，降低电解锰渣中游离锰离子浸出率，同时，能够使得循环流化床粉煤灰pH值得到有效调节，为推动电解金属锰和循环流化床电力等两个行业绿色健康发展起到了积极的作用，更为电解锰渣、循环流化床粉煤灰资源化处理和综合利用提供了新思路。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种利用循环流化床粉煤灰处理电解锰渣方法和电解锰渣及应用，将循环流化床粉煤灰作为电解锰渣处理用试剂，直接将循环流化床粉煤灰用于处理电解锰渣，不仅降低了电解锰渣处理成本，提高了对电解锰渣处理效果，极大程度提高了电解锰渣中氨氮脱出率和有利锰离子的固化，降低了电解锰渣资源化再利用所带来的环境污染系数。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
本发明创造的目的之一在于利用循环流化床粉煤灰处理电解锰渣方法，包括以下步骤：
(1)将电解锰渣采用对辊机破碎至粒径≤5mm，得到电解锰渣颗粒；
(2)将电解锰渣颗粒与循环流化床粉煤灰按干基质量比为100:20-60送入均化混合设备均化混合，得混合料；
(3)将混合料陈化处理或者蒸汽处理，且收集陈化处理或者蒸汽处理而产生的气体回收氨；收集混合料陈化处理或者蒸汽处理后产生的固体，得到无害化渣。
经引入循环流化床粉煤灰处理电解锰渣，提高了电解锰渣中氨氮脱出率和锰固化率，使得氨氮含量下降13.2mg/L以下，且锰离子浸出率下降至1.69mg/L以下，极大程度提高了电解锰渣堆存或资源化利用的安全性，同时，引入循环流化床粉煤灰处理电解锰渣，降低了传统采用石灰、减水剂等成分的成本，提高了电解锰渣活性。
为了能够保障水分促使循环流化床粉煤灰中的氧化钙活性成分能够遇水后快速生热，促进氨氮逃逸而达到脱除，优选，所述电解锰渣的含水率为25-40％。
为了提高循环流化床粉煤灰对电解锰渣处理效果，优选，所述循环流化床粉煤灰中拌入有占循环流化床粉煤灰质量0-3％的分散剂，且所述分散剂不为零。更优选，所述分散剂为羟丙基甲基纤维素、六偏磷酸钠、硬脂酸钙、聚丙烯、聚苯乙烯、硬脂酸丁酯的一种或几种。
为了能够实现氨氮的回收处理，促进氨氮的逃逸，提高氨氮脱出率，优选，所述陈化处理是在常温常压的密闭罐内陈化处理至少3d。
为了能够加快氨氮脱出，提高脱出率，优选，所述蒸汽处理是将混合料送入蒸汽处置设备中，通入温度≥110℃的蒸汽，处理至少3h。更优选，所述蒸汽处理是将混合料送入蒸汽处置设备中，通入温度为120℃的蒸汽，在0.9MPa下处理8h。更优选，所述蒸汽处理是将混合料送入蒸汽处置设备中，通入温度为130℃的蒸汽处理8h。
本发明创造的目的之二在于提供上述方法所得的电解锰渣。该电解锰渣采用循环流化床粉煤灰复合改性处理而成，提高了氨氮脱出率和锰离子固化率，改善了电解锰渣活性。
本发明创造的目的之三在于提供上述方法所得的电解锰渣在建筑材料制品制备中的应用，例如：蒸压砖、砌块、空心砖等产品。
与现有技术相比，本发明创造的技术效果体现在：
本发明创造采用循环流化床粉煤灰对电解锰渣进行处理，实现循环流化床粉煤灰中活性成分与电解锰渣中铵根成分作用，形成氨气而逃逸，继而达到脱除电解锰渣中氨氮目的；同时，利用循环流化床粉煤灰中活性成分作用于电解锰渣中游离锰离子，达到固锰，实现提高电解锰渣中氨氮脱出率，降低电解锰渣中锰离子浸出率。
本发明创造经研究得知：采用循环流化床粉煤灰与电解锰渣混合陈化或者蒸汽处理之后，其能够使得氨氮含量为442.1mg/L，锰离子浸出率为368.6mg/L，且含水率达到26.8％的电解锰渣，其氨氮含量降低至13.2mg/L以下，脱除率达97％以上，且锰离子浸出率下降至1.69mg/L以下，固化率达99.54％以上，极大程度提高了电解锰渣资源化再利用或者堆存的安全性。
本发明创造利用循化流化床粉煤灰与分散剂混合后作用于电解锰渣，将有助于电解锰渣中氨氮脱除，且提高锰的固化率，降低锰浸出率，提升电解锰渣堆存的环境友好性。
本发明创造利用经循环流化床在800-900℃高温下煅烧处理而产生的粉煤灰固废来处理经湿法冶金金属锰而产生的电解锰渣固废，实现电解锰渣与循环流化床粉煤灰相互协同改性处理，不仅降低了电解锰渣含水率，提高了电解锰渣氨氮脱出率和锰离子的固化率，使得电解锰渣得到了无害化处理成本，而且充分利用循环流化床燃煤技术所产生的粉煤灰，降低了传统技术采用石灰、减水剂等原料成分处理的成本，同时提高了电解锰渣活性，能够实现无害化处置后资源化利用。
本发明创造工艺流程简单，操作方便，更易于产业化推广实施。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
在某些实施例中，利用循环流化床粉煤灰处理电解锰渣方法，包括以下步骤：
(1)将电解锰渣采用对辊机破碎至粒径≤5mm，例如：1mm，2mm，3mm，4mm，5mm等，得到电解锰渣颗粒；
(2)将电解锰渣颗粒与循环流化床粉煤灰按干基质量比为100:20-60，例如：5:1，10:3，5:2，2:1，5:3等送入均化混合设备均化混合，得混合料；
(3)将混合料陈化处理或者蒸汽处理，且收集陈化处理或者蒸汽处理而产生的气体回收氨；收集混合料陈化处理或者蒸汽处理后产生的固体，得到无害化渣。
在某些实施例中，所述电解锰渣的含水率为25～40％，例如：25％，26％，27％，28％，30％，33％，37％，40％等。
在某些实施例中，所述循环流化床粉煤灰中拌入有占循环流化床粉煤灰质量0-3％的分散剂，且所述分散剂不为零，例如：0.1％，0.5％，1％，2％，3％等。
在某些实施例中，所述分散剂为羟丙基甲基纤维素、六偏磷酸钠、硬脂酸钙、聚丙烯、聚苯乙烯、硬脂酸丁酯的一种或几种。例如：羟丙基甲基纤维素、六偏磷酸钠或者聚苯乙烯与聚丙烯的等质量比混合物。
在某些实施例中，所述陈化处理是在常温常压的密闭罐内陈化处理至少3d，例如：3d，4d，5d，6d，7d等，具体根据处理的经济性以及氨氮逃逸情况作出适当的调整，本发明创造更加优异的实施例中是陈化处理3d。
在某些实施例中，所述蒸汽处理是将混合料送入蒸汽处置设备中，通入温度≥110℃的蒸汽，处理至少3h。
在某些实施例中，所述蒸汽处理是将混合料送入蒸汽处置设备中，通入温度为120℃的蒸汽处理8h。
在某些实施例中，所述蒸汽处理是将混合料送入蒸汽处置设备中，通入温度为130℃的蒸汽处理8h。
在某些实施例中，上述方法所得的电解锰渣在建筑材料制品制备中的应用，例如：制备蒸压加气混凝土、空心砖、空心砌块等建筑材料。
为了能够更好对本发明创造的技术效果进行阐述，以便于本领域技术人员能够充分理解本发明创造的技术方案，现就试验结果做出如下阐述。在以下实施例中，采用的电解锰渣pH为6.4，氨氮含量为442.1mg/L，含水率26.8％，可溶性锰离子含量为368.6mg/L；采用的循环流化床粉煤灰pH为12.6，含水率0.1％，可溶性锰离子含量为0.003mg/L，未检出氨氮成分。
实施例1
将电解锰渣破碎至粒径为≤5mm，且粒径介于4-5mm之间的颗粒占比为30％，得到电解锰渣颗粒；将电解锰渣颗粒5kg与循环流化床粉煤灰1.5kg送入搅拌机，以300r/min搅拌速度搅拌均化处理30min后，置密封罐内，在常温常压环境下陈化3d，且在陈化过程中回收产生的气体，经综合回收氨处理，陈化后得到的混合渣即为无害化渣。
实施例2
将电解锰渣破碎至粒径为≤4mm，且粒径介于2～4mm之间的颗粒占比为70％，得到电解锰渣颗粒；将电解锰渣颗粒5kg与循环流化床粉煤灰3kg送入搅拌机，以300r/min搅拌速度搅拌均化处理30min后，置密封罐内，在常温常压环境下陈化3d，且在陈化过程中回收产生的气体，经综合回收氨处理，陈化后得到的混合渣即为无害化渣。
实施例3
在实施例2的基础上，其他均同实施例2，将均化混合之后的混合物料送入蒸汽处理设备中，采用120℃蒸汽，且在压力为0.9MPa下处理8h，并综合回收处理过程所排出的气体，得到无害化渣。
实施例4
在实施例2的基础上，其他均同实施例2，将均化混合之后的混合物料送入蒸汽处理设备中，采用130℃蒸汽，且在压力为0.8MPa下处理8h，并综合回收处理过程所排出的气体，得到无害化渣。
实施例5
在实施例2的基础上，其他均同实施例2，将电解锰渣颗粒10kg与循环流化床粉煤灰2kg送入搅拌机中，搅拌均化处理，得到混合物料；再将混合物料置于蒸汽处理设备中，通入130℃的蒸汽处理3h，回收蒸汽处理过程中所产生的气体，得到无害化渣。
实施例6
在实施例2的基础上，所述的循环流化床粉煤灰中加入有占循环流化床粉煤灰质量3％的分散剂，所述分散剂为羟丙基甲基纤维素与硬脂酸钙质量比为4:6混合而成，其他均同实施例2。
实施例7
在实施例2的基础上，所述的循环流化床粉煤灰中加入有占循环流化床粉煤灰质量2％的分散剂，所述分散剂为六偏磷酸钠，其他均同实施例2。
实施例8
在实施例2的基础上，所述的循环流化床粉煤灰中加入有占循环流化床粉煤灰质量1％的分散剂，所述分散剂为硬脂酸钙、聚丙烯和硬脂酸丁酯质量比为3:2:5混合而成，其他均同实施例2。
实施例9
在实施例3的基础上，所述的循环流化床粉煤灰中加入有占循环流化床粉煤灰质量2％的分散剂，所述分散剂为六偏磷酸钠，其他均同实施例3。
将实施例1-实施例9处理所得的无害化渣，根据GB_18599-2020《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》、GB5085.3《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》进行氨氮、pH、含水率以及可溶性锰离子的测定，其结果如下表1所示。
表1无害化渣浸出毒性及氨氮等指标检测
备注：ND表示未检出。
由表1可知：直接采用循环流化床粉煤灰处理电解锰渣，能够使得无害化渣中氨氮含量降低至13.2mg/L以下，且可溶性锰浸出率下降至1.7mg/L以下，充分保障了电解锰渣中氨氮脱出率和可溶性锰的固化率，使得氨氮脱出率达到97％以上，可溶性锰固化率达到99.5％以上，提高了电解锰渣无害化处理和堆存的安全系数，充分保障了电解锰渣资源化利用的安全性。同时，经过在循环流化床粉煤灰中引入分散剂，增强了循环流化床粉煤灰对电解锰渣中氨氮的脱除和可溶性锰的固化，有助于改善循环流化床粉煤灰在相对较差工艺条件下，对电解锰渣处理效果。
为了能够更好的阐明本发明创造所得的无害化渣能够被广泛应用于建筑材料的制备，以加大对电解锰渣等固废资源的消耗和综合利用，降低堆存量，本研究者将经处理后的无害化渣用于制备蒸压加气混凝土，具体制备工艺如下：
试验组：利用实施例1-9处理后的电解锰渣作为处理后无害化渣，将处理后无害化渣与硅砂按照质量百分比40％：60％制成混合料浆，料浆含水率为42％～44％％,将料浆、水泥(P·O42.5)、石灰按质量百分比82％:9.5％:8.5％,混合搅拌，加入0.08％的铝粉，搅拌后浇筑成型，在45℃-55℃条件下静停2.5h，切割后进入蒸压釜养护。蒸压养护条件为2小时内升压至1.2MPa,温度190℃，保温7小时后降压，出釜后得蒸压加气混凝土。
对照组1：参照试验组，直接采用电解锰渣代替处理后无害化渣。
对照组2：参照试验组，直接采用循环流化床粉煤灰代替处理后无害化渣。
将所得的加气混凝土砌块用于检测其干密度、抗压强度，其结果如下表2所示。
表2制备的蒸压加气混凝土性能
由表2可知，采用循环流化床粉煤灰处理电解锰渣之后，再将其应用于建筑材料制品，例如加气混凝土的制备时，能够一定程度改善力学性能，使得加气混凝土抗压强度至少提升9％，甚至高达30％的提升，结合表1可知，能够实现将电解锰渣中可溶性氨氮大幅度脱除、可溶性锰离子固化，提高了将电解锰渣资源化综合利用时的安全性，为电解锰渣无害化处理以及无害化处理后资源化利用提供了新的思路和新的处理方法，极大程度降低了传统采用灼烧生料所造成处理成本较高，同时避免了传统工艺需要添加减水剂、赤泥或者其他外加剂而造成成本较高的缺陷，助推了电解锰渣资源化综合利用的快速推进。
本发明创造其他未尽事宜参照现有技术或者本领域技术人员所熟知的公知常识、常规技术手段加以实现即可。对于本发明创造尚未研究透彻的技术内容，本研究团队将会积极开展立项，以便于更大程度的将电解锰渣无害化处理成本降低，同时达到改善电解锰渣性能的基础上，提升电解锰渣等固废资源化利用率，降低因堆存给环境带来的压力和造成的固废资源难以高效率利用所带来的成本。本发明创造工艺流程简单，处理方式简便，能够在电解锰渣产生企业大范围的推广应用，提升企业经济效益。
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揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用循环流化床粉煤灰处理电解锰渣方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将电解锰渣采用对辊机破碎至粒径≤5mm，得到电解锰渣颗粒；
(2)将电解锰渣颗粒与循环流化床粉煤灰按干基质量比为100:20-60送入均化混合设备均化混合，得混合料；
(3)将混合料陈化处理或者蒸汽处理，且收集陈化处理或者蒸汽处理而产生的气体回收氨；收集混合料陈化处理或者蒸汽处理后产生的固体，得到无害化渣。
2.如权利要求1所述的利用循环流化床粉煤灰处理电解锰渣方法，其特征在于，所述电解锰渣的含水率为25-40％。
3.如权利要求1所述的利用循环流化床粉煤灰处理电解锰渣方法，其特征在于，所述循环流化床粉煤灰中拌入有占循环流化床粉煤灰质量0-3％的分散剂，且所述分散剂不为零。
4.如权利要求3所述的利用循环流化床粉煤灰处理电解锰渣方法，其特征在于，所述分散剂为羟丙基甲基纤维素、六偏磷酸钠、硬脂酸钙、聚丙烯、聚苯乙烯、硬脂酸丁酯的一种或几种。
5.如权利要求1所述的利用循环流化床粉煤灰处理电解锰渣方法，其特征在于，所述陈化处理是在常温常压的密闭罐内陈化处理至少3d。
6.如权利要求1所述的利用循环流化床粉煤灰处理电解锰渣方法，其特征在于，所述蒸汽处理是将混合料送入蒸汽处置设备中，通入温度≥110℃的蒸汽，处理至少3h。
7.如权利要求1或6所述的利用循环流化床粉煤灰处理电解锰渣方法，其特征在于，所述蒸汽处理是将混合料送入蒸汽处置设备中，通入温度为120℃的蒸汽处理8h。
8.如权利要求1或6所述的利用循环流化床粉煤灰处理电解锰渣方法，其特征在于，所述蒸汽处理是将混合料送入蒸汽处置设备中，通入温度为130℃的蒸汽处理8h。
9.如权利要求1-8任一项所述方法所得的电解锰渣。
10.如权利要求1-8任一项所述方法所得的电解锰渣或如权利要求9所述电解锰渣在建筑材料制品制备中的应用。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080250899A1 (en) * | 2005-09-12 | 2008-10-16 | Anton Mecchi | Processing Metallurgical Slag |
| CN101691047A (zh) * | 2009-09-01 | 2010-04-07 | 中国环境科学研究院 | 一种电解锰渣蒸压砖的制备方法 |
| CN104307849A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-01-28 | 中国环境科学研究院 | 一种电解锰渣固化/稳定化处理方法 |
| CN105481335A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-04-13 | 乐陵市恒鑫新型建材有限公司 | 一种以硅锰渣和粉煤灰为主材的免烧砖 |
| CN108262336A (zh) * | 2018-02-24 | 2018-07-10 | 昆明理工大学 | 一种电解锰渣的固化处理方法 |
| CN109231858A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-01-18 | 四川海沛环保科技有限公司 | 一种电解锰渣的预处理及制成混凝土用复合掺和料相结合的无害化及资源化利用技术 |
| CN111606634A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-09-01 | 四川省平武锰业(集团)有限公司 | 一种电解锰渣蒸压砖及其制备方法 |
| CN112250400A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-22 | 贵州省工业固体废弃物综合利用（建材）工程技术研究中心 | 一种电解锰渣和灼烧生料协同制备蒸压加气混凝土砌块及方法 |
| CN113501700A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-10-15 | 山西鼎正环保建材有限公司 | 一种循环流化床固硫灰渣综合利用制备蒸压砌块的方法 |
| CN113968716A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-01-25 | 贵州省建筑材料科学研究设计院有限责任公司 | 一种电解锰渣无害化处置方法 |
| CN115041489A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-09-13 | 贵州省建筑材料科学研究设计院有限责任公司 | 一种蒸汽法电解锰渣无害化处理方法及装置 |
-
2022
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Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080250899A1 (en) * | 2005-09-12 | 2008-10-16 | Anton Mecchi | Processing Metallurgical Slag |
| CN101691047A (zh) * | 2009-09-01 | 2010-04-07 | 中国环境科学研究院 | 一种电解锰渣蒸压砖的制备方法 |
| CN104307849A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-01-28 | 中国环境科学研究院 | 一种电解锰渣固化/稳定化处理方法 |
| CN105481335A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-04-13 | 乐陵市恒鑫新型建材有限公司 | 一种以硅锰渣和粉煤灰为主材的免烧砖 |
| CN108262336A (zh) * | 2018-02-24 | 2018-07-10 | 昆明理工大学 | 一种电解锰渣的固化处理方法 |
| CN109231858A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-01-18 | 四川海沛环保科技有限公司 | 一种电解锰渣的预处理及制成混凝土用复合掺和料相结合的无害化及资源化利用技术 |
| CN111606634A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-09-01 | 四川省平武锰业(集团)有限公司 | 一种电解锰渣蒸压砖及其制备方法 |
| CN112250400A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-22 | 贵州省工业固体废弃物综合利用（建材）工程技术研究中心 | 一种电解锰渣和灼烧生料协同制备蒸压加气混凝土砌块及方法 |
| CN113501700A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-10-15 | 山西鼎正环保建材有限公司 | 一种循环流化床固硫灰渣综合利用制备蒸压砌块的方法 |
| CN113968716A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-01-25 | 贵州省建筑材料科学研究设计院有限责任公司 | 一种电解锰渣无害化处置方法 |
| CN115041489A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-09-13 | 贵州省建筑材料科学研究设计院有限责任公司 | 一种蒸汽法电解锰渣无害化处理方法及装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 杜兵等: "电解锰渣处理处置技术及资源化研究进展与展望", 《桂林理工大学学报》, no. 01, 15 February 2015 (2015-02-15), pages 154 - 161 * |
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