工業固廢（電解錳渣）無害化資源化技術研發與應用

一、提要

一種電解錳渣無害化、資源化利用生產建筑材料的新技術，該技術是我公司聯合高校、生產企業以及設備廠家強強聯合，從錳渣原料屬性、物理和化學性質等逐一分析，從小試和中試研究，再到半工業化試驗驗證，最終通過權威檢測機構《四川省工業環境檢測研究院》檢測認定所生產的錳渣磚符合《JC422-2007非燒結垃圾尾礦磚》要求。該技術成功開發徹底解決了電解錳渣處理難，處理費用高的問題。

二、技術介紹

電解錳酸浸渣（錳渣）一般是指電解錳酸浸渣，是在電解錳生產過程中，碳酸錳礦粉經過硫酸浸出后再經壓濾固液分離產生的殘渣，屬于一般工業固廢中的二類固廢。屬性判斷。

錳渣成分十分復雜，主要來源于電解錳工藝酸浸渣，數量巨大，可溶性錳離子和氨氮濃度很高。

XRD分析：電解錳渣的主要礦物質為CaSO4?2H2O，SiO2(石英)，2CaOSiO2?2H2O(水化硅酸二鈣，C2SH2)、Al2O3和Fe2O3等。因此，開發一種電解錳渣無害化、資源化利用方式是目前解決電解錳渣迫切需求的。

錳渣經過105oC烘干后干料中主要成分為SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和SO3等。與一般硅酸鹽材料的化學成分類似，以黏土類礦物為主，但其硅鋁組分含量較低，不宜作為建筑材料的原料使用。

新鮮的電解錳酸浸渣為黑色泥糊狀粉體物質，含水率在30%左右（與壓濾方式及壓力有關），密度在2000kg/m3左右，濕渣堆積密度為1800kg/m3左右，pH值在5.8-6.6。錳渣經過105oC烘干后，干渣堆積密度為780kg/m3左右，比表面積為681m2/g。電解錳渣顆粒細小，分布集中，小于30um的顆粒占到83.33%，近一半的顆粒集中在15~30um之間。

綜合上述分析結果，可知：

1）錳渣為黑色泥糊狀粉體物質，粒徑主要集中在30um以下，其化學成分主要是SiO2、CaSO4?2H2O，其次是A12O3、Fe2O3、MnO；

2）錳渣中化學成分較復雜，其中錳、氨氮的含量較大，危害性最為嚴重，為錳渣中主要污染組分。

3）石膏是錳渣的主要礦物成分，含量高，硅鋁組分含量較低，不宜作為建筑材料的原料使用。

4）通過對錳渣中礦物組成的分析可知，錳渣中主要礦物成分為石英、石膏、云母和鈉長石，錳礦中可能含有部分非晶態物質。

5）由于錳渣中多種檢測項浸出含量超過了《污水綜合排放標準》（GB8978-2008）標準的限值，錳渣具有較高的環境危害性，必須加以妥善處理。

6）錳渣的放射性檢測結果符合GB6566-2001《建筑材料放射性核元素限量》中的要求，因此錳渣如果進行資源化利用，其使用量不受限制。

“固體廢物是一種放錯了地方的資源”，可通過各種途徑和方法對其進行物質回收或重新利用，這不僅可以帶來良好的環境效益和社會效益，還可為電解錳企業帶來良好的經濟效益。

電解錳渣的資源化利用途徑主要包括蒸壓制磚、作肥料、鋪路材料、水泥緩凝劑和生產水泥等，但受產品質量或技術的種種限制，產業化應用受到各方面的約束，致使電解錳渣資源化利用受到限制。綜合考慮錳渣的無害化、資源化利用途徑，認為電解錳渣制備蒸壓磚和水泥可能是解決電解錳渣堆放問題的重要突破口，并且可能會有較好的經濟效益，主要有3點原因：

1）兩種利用途徑中對于錳渣的消耗量較其他資源化利用大；

2）產品有較大的市場需求量；

3）已有大量的研究數據支撐，結合國家和地方相關政策更有利于推廣應用。

但是，電解錳渣需要經過高溫煅燒脫硫才能大量用于制磚、生產水泥生產，也會因此增加生產成本，對錳渣進行前端處理的設備包括錳渣脫硫、脫氨、高溫煅燒等必然造成投資高。

根據電解錳渣理化分析數據和資源化利用途徑，制定電解錳無害化、資源化利用技術路線。具體過程為：首先對錳渣中寶貴的可溶解性的錳深度壓榨脫水回收可溶性錳；然后采用堿性破粘固化劑對錳渣中剩余水溶性錳、重金屬等進行固化，與此同時促使錳渣中的氨回收；固化后的廢渣作為建筑原料，通過添加骨料、改性凝膠劑壓制成型，最終凝膠化養護生產符合建筑用磚質量標準的建筑磚或其他材料。

三、工程實例

10萬t/a電解錳渣無害化資源化利用項目

10萬t/a電解錳渣無害化資源化利用項目