CN113648586A - 一种电解锰渣湿法无害化处理方法 - Google Patents

一种电解锰渣湿法无害化处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于固体废物处理技术领域,具体涉及一种电解锰渣湿法无害化处理方法;利用自然界中常见的材料或是碱性工业废渣对电解锰渣进行预处理,通过加热、提高搅拌转速和微负压工艺相结合实现电解锰渣中有害物质的充分脱除。本方法成本低、原材料易得,工艺方法简单,易控制,与传统处理方法相比,处理电解锰渣的速度大幅提高,适用于电解锰渣排放企业进行大批量处置。

Description

一种电解锰渣湿法无害化处理方法
技术领域
本发明属于固体废物处理技术领域,具体涉及一种电解锰渣湿法无害化处理方法。
背景技术
电解锰渣是电解锰采用湿法冶炼生产过程中产生的浸酸压滤渣,是电解锰工艺生产金属锰时排放的工业固废,锰矿粉与硫酸反应,加热制取锰盐溶液时,需要加入大量氨水作为缓冲剂,这些铵离子及硫酸残酸最终进入电解锰渣中一并排放,属于酸性废渣。电解锰渣呈黑色粘稠状,细粒成分为主,粒度80μm以下的占80%以上,其含有锰、硫酸盐、氨氮、重金属离子、SiO2、MgO、K+、Na+等物质成分,处置和利用难度较大。电解锰渣暂未列入国家危险废物名录,属于第Ⅱ类一般工业固体废物。目前对电解锰渣的处置方法主要是集中堆存,集中堆存的电解锰渣在雨水作用下容易导致其渗滤液进入土壤及地下水,污染环境和地下水资源。每生产1t电解锰约产生电解锰渣8-16t,据统计,我国已累计堆存电解锰渣量或超过1亿t,每年排渣量超过1000万t;随着碳酸锰原矿石品位的下降,电解锰渣的排放量也会不断增大。
公开号为CN109127650A的专利文件公开了一种利用水泥窑中间产物无害化处理电解锰渣的方法,利用水泥窑生产过程产生的高温气流无害化处理电解锰渣中的氨氮,并采用水泥生产过程即将入窑的、高CaO含量、活性高的碱性物料与电解锰渣充分搅拌反应,烘干后再进行陈化储存,陈化过程中产生含氨的废气利用S5气体处理***微负压进入S5***混合管道中。该发明所提出的方法工艺过程复杂,需要间歇式抽取水泥窑中间产物影响水泥企业正常生产及窑的工况,还增加了水泥企业节能指标,需要使用氨气不能在短时间内完全反应脱除(反应时间大约需72小时),该专利文件中阐述的微负压是指在陈化中未完全反应释放出氨气的部分继续反应生产氨气,通过风机抽出的工艺过程,
公告号为CN102161048B的专利文件公开了一种电解锰渣无害化处理方法,其是将锰渣破碎后加入搅拌机,加入生石灰粉和水及一定量的硅酸盐类添加剂,搅拌形成均匀的混合料,并回收氨气;再加入水溶性树脂磺酸盐类添加剂和氧化铁,再次搅拌,回收氨气;充分搅拌后干燥,经检验合格后进行填埋处理。此专利文件中所阐述的方法,目的是通过在电解锰渣中添加减水剂(水溶性树脂磺酸盐类添加剂)和絮凝剂(氧化铁)通过普通搅拌来达到去除氨气。但这过程很繁琐复杂,引入了有机减水剂成分,带入了少量可溶性盐,处置完的电解锰渣中存在渣的属性并未改变(可溶性盐大于2%),依然是第Ⅱ类一般工业固废,不能进入Ⅱ类渣场堆存。同时,搅拌时间比较长,需要进行二次搅拌,搅拌速度属正常低速搅拌,由于反应的温度为正常室温,充分反应释放氨气的会再度溶于水中,以致不能完全去除氨气。
公告号为CN110639158B的专利文件公开了一种无害化处理电解锰渣的方法,其是将过磷酸钙与低品位氧化镁协同稳定固化电解锰渣中锰和氨氮,在弱碱条件下,重金属主要以磷酸盐沉淀稳定固化,氨氮主要以鸟粪石稳定固化,不会造成二次污染。此项专利所阐述的方法,通过化学方法引入过磷酸钙这种稀有资源材料,去除氨氮,固化重金属,但存在氧化镁以可溶性镁盐形式继续留存在电解锰渣中的风险,且不能彻底解决弱碱条件下的氨气挥发问题,存在二次污染风险,同时过磷酸钙市售价格较高,大大提升处置成本。
公开号为CN109626853A的专利文件公开了一种电解锰渣的无害化处理工艺,其包括在电解锰渣中加入氢氧化钙,得到产物一,在氯化钠溶液中加入复配剂得到产物二,将产物一与产物二混合得到产物三,将产物三进行加热后用热水洗涤过滤,干燥即可。其中,所述复配剂由柠檬酸盐和硫酸铝组成。此项发明中添加的硫酸铝在此工艺中起到絮凝剂的作用,添加入氯化钠溶液后额外引入可溶性盐,增大电解锰渣的利用难度,而且加入的硫酸铝和氯化钠属纯工业原料,成本较高,处置难度加大,难于实施产业化。
发明内容
本发明为解决上述问题,提供了一种电解锰渣湿法无害化处理方法。
具体是通过以下技术方案来实现的:
一种电解锰渣湿法无害化处理方法,是将电解锰渣经破碎后加入水合碱性物料,调节水温和pH后进行搅拌,得到的混合物在微负压条件下充分反应后,经固液分离、烘干即可。
进一步,所述的碱性物料为含碱性物质的废渣或天然物料。
进一步,所述的碱性物料包括但不限于生石灰、电石渣和熟石灰。
进一步,所述的微负压条件为40-80kPa。
进一步,所述混合物的固液比为1:1-1:6。
进一步,所述的烘干,烘干温度为xx,至电解锰渣含水率为10%以下时止。
进一步,所述电解锰渣湿法无害化处理方法,具体包括以下步骤:
(1)将电解锰渣破碎处理后加入水和碱性物料,调节固液比1:1-1:6,调节水温至60-100℃,调节pH调至8-11;
(2)采用转速为1000-3000转/min的转速进行高速搅拌,搅拌时间为3-10分钟;
(3)在40-80kPa的微负压条件下充分反应3-10分钟,固液分离,在xx温度下烘干至电解锰渣含水率在10%以下即得到无毒害的电解锰渣。
综上所述,本发明的有益效果在于:本发明利用自然界中常见的材料或是碱性工业废渣对电解锰渣进行预处理,通过加热、提高搅拌转速和微负压工艺相结合实现电解锰渣中有害物质的充分脱除。本方法成本低、原材料易得,工艺方法简单,易控制,与传统处理方法相比,不需要添加各种化学试剂,也不需要在高温下进行煅烧处理,处理电解锰渣的速度大幅提高,同时极大程度上降低了能耗,适用于电解锰渣排放企业进行大批量处置。
其中,本发明针对电解锰渣中含有硫酸铵、硫酸镁、可溶性锰、微溶性硫酸钙和其他重金属离子,基于铵根离子、锰离子、镁离子在水中反应速率随温度升高、碱度提升、搅拌速度提高而降低的技术原理,提出了一种对电解锰渣中有害物质湿法无害化处理的技术,以达到去除电解锰渣中有害物质的目的。可以将电解锰渣中有害物质基本去除,经处置后的电解锰渣可以大量利用在水泥、混凝土、墙体材料生产中。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优势:与公开号为CN109127650A的专利文件相比,本发明不影响水泥等余热提供企业的正常工况,氨气释放过程快(3-10min),不需要再进行陈化处理,能将可溶性锰、镁、重金属进行有效固化处理,同时可以将电解锰渣中可溶性的K+、Na+等物质分离,有效降低电解锰渣中可溶性盐含量。与公告号为CN110639158B的专利文件相比,本发明旨在短时间内通过高频搅拌、提升水温、微负压等方式来降低反应释放出的氨气在水中溶解度,据查溶解度会降低到室温条件下的1/10,利于氨气的释放和回收。与公开号为CN109626853A的专利文件相比,本发明提出的加入常见的生石灰或高含生石灰成分的碱性物料,成本较低,不引入新的杂质,仅通过使用附加物理办法来实现电解锰渣无害化处理目的。
附图说明
图1为电解锰渣湿法无害化处理工艺流程图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,但本发明并不局限于这些实施方式,任何在本实施例基本精神上的改进或代替,仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1
一种电解锰渣湿法无害化处理方法,是将电解锰渣经破碎后加入水合碱性物料,调节水温和pH后进行搅拌,得到的混合物在微负压条件下充分反应后,经固液分离、烘干即可。
进一步,所述的碱性物料为生石灰。
进一步,所述电解锰渣湿法无害化处理方法,具体包括以下步骤:
(1)将电解锰渣破碎处理后加入水和生石灰,调节水温至70℃,pH调至10;
(2)采用转速为2000转/min的转速进行高速搅拌,搅拌时间为;
(3)在60kPa的微负压条件下充分反应8min,固液分离,在xx温度下烘干,电解锰渣含水率为8%,即得到无毒害的电解锰渣。
实施例2
一种电解锰渣湿法无害化处理方法,是将电解锰渣经破碎后加入水合碱性物料,调节水温和pH后进行搅拌,得到的混合物在微负压条件下充分反应后,经固液分离、烘干即可。
进一步,所述的碱性物料为熟石灰。
进一步,所述电解锰渣湿法无害化处理方法,具体包括以下步骤:
(1)将电解锰渣破碎处理后加入水和熟石灰,调节水温至60℃,pH调至11;
(2)采用转速为1000转/min的转速进行高速搅拌,搅拌时间为;
(3)在60kPa的微负压条件下充分反应10min,固液分离,在xx温度下烘干,电解锰渣含水率为7%,即得到无毒害的电解锰渣。
实施例3
一种电解锰渣湿法无害化处理方法,是将电解锰渣经破碎后加入水合碱性物料,调节水温和pH后进行搅拌,得到的混合物在微负压条件下充分反应后,经固液分离、烘干即可。
进一步,所述的碱性物料为电石渣。
进一步,所述电解锰渣湿法无害化处理方法,具体包括以下步骤:
(1)将电解锰渣破碎处理后加入水和电石渣,调节水温至80℃,pH调至9;
(2)采用转速为2500转/min的转速进行高速搅拌,搅拌时间为;
(3)在60kPa的微负压条件下充分反应5min,固液分离,在xx温度下烘干,电解锰渣含水率为10%,即得到无毒害的电解锰渣。
实施例4
一种电解锰渣湿法无害化处理方法,是将电解锰渣经破碎后加入水合碱性物料,调节水温和pH后进行搅拌,得到的混合物在微负压条件下充分反应后,经固液分离、烘干即可。
进一步,所述的碱性物料为赤泥。
进一步,所述电解锰渣湿法无害化处理方法,具体包括以下步骤:
(1)将电解锰渣破碎处理后加入水和碱性物料,调节水温至100℃,pH调至8;
(2)采用转速为3000转/min的转速进行高速搅拌,搅拌时间为;
(3)在80kPa的微负压条件下充分反应3min,固液分离,在xx温度下烘干,电解锰渣含水率为8%,即得到无毒害的电解锰渣。
实施效果:
本发明实施后,将实施样品送专业资质机构检测,释放氨的量依据GB18588-2001检测,可溶性锰、可溶性铅、可溶性汞、可溶性砷依据GB5085.3-2007检测,氧化镁、碱含量依据GB/T176-2017检测,含水率依据GB/T1596-2017检测,检测结果如下表所示:
Figure BDA0003229642420000061

Claims (7)

1.一种电解锰渣湿法无害化处理方法,其特征在于,是将电解锰渣经破碎、磨细后加入水和碱性物料,调节水温和pH后进行搅拌,得到的混合物在微负压条件下充分反应后,经固液分离、烘干即可。
2.如权利要求1所述的一种电解锰渣湿法无害化处理方法,其特征在于,所述的碱性物料为含碱性物质的废渣或天然物料。
3.如权利要求1或2所述的一种电解锰渣湿法无害化处理方法,其特征在于,所述的碱性物料包括但不限于生石灰、电石渣和熟石灰。
4.如权利要求1所述的一种电解锰渣湿法无害化处理方法,其特征在于,所述的混合物固液比为1:1-1:6。
5.如权利要求1所述的一种电解锰渣湿法无害化处理方法,其特征在于,所述的微负压条件为40-80kPa。
6.如权利要求1所述的一种电解锰渣湿法无害化处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将电解锰渣破碎、磨细处理后加入水和碱性物料,调节水温至60-100℃,调节固液比1:1-1:6,pH调至8-11;
(2)步骤(1)得到的混合物经搅拌后,于40-80kPa的微负压条件下充分反应3-10分钟,固液分离,在xx温度下烘干至电解锰渣含水率在10%以下即得到无毒害的电解锰渣。
7.如权利要求6所述的一种电解锰渣湿法无害化处理方法,其特征在于,所述的搅拌,转速为1000-3000转/min,搅拌时间为3-10分钟。
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