電解錳渣的膠結(jié)固化研究.pdf

1、電解錳渣(Electrolytic Manganese Residue,EMR)是電解法生產(chǎn)金屬錳過程中產(chǎn)生的一種硫酸鹽含量高、顆粒細(xì)小、含水率高、重金屬含量超標(biāo)的工業(yè)廢渣。近年來,隨著我國鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展,電解錳的需求日益增加,電解錳渣的無害化處理和資源化利用問題也日益突出。目前,由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的原因,現(xiàn)今企業(yè)對電解錳渣的處理方式基本上都是填埋處理,經(jīng)過長期堆積這些廢渣會(huì)對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此,電解錳渣的膠結(jié)固化研究不僅可消除

2、環(huán)境污染,也是可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。
　　本文針對重慶某電解錳廠的錳渣,首先利用多種分析手段對其基本性質(zhì)進(jìn)行了初步分析,然后對電解錳渣膠結(jié)固化過程處理劑的選擇以及實(shí)驗(yàn)條件、固錳除氨機(jī)理進(jìn)行探索和討論。結(jié)論如下:
　　本文所用的錳渣為黑色、顆粒細(xì)小、泥糊狀粉末物質(zhì),含水率為19.8％,pH值在5.9左右,呈弱酸性。渣中主要含有Mn、Si、Ca以及Fe、Al、Mg、Ba等元素,其中總錳含量為2.07％,硅含量15.3％、鈣含量9

3、.26％。
　　在電解錳渣膠結(jié)固化試驗(yàn)過程中,探索了膠結(jié)固化處理劑的選擇以及實(shí)驗(yàn)條件,確定了磷酸鈉作為膠結(jié)固化錳渣的處理劑以及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件。通過實(shí)驗(yàn)可知:當(dāng)磷酸鈉摻量為5％,pH為10.0,50℃下反應(yīng)4h的錳渣固化體中錳和氨氮的浸出質(zhì)量濃度均低于國家標(biāo)準(zhǔn)(2mg/L、15mg/L),掃描電鏡照片顯示錳渣顆粒膠結(jié)現(xiàn)象明顯。
　　在探索膠結(jié)固錳除氨機(jī)理的過程中,采用模擬實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證反應(yīng)過程與反應(yīng)生成物。根據(jù)錳渣中三種主要物質(zhì)的

4、比例關(guān)系制備模擬錳渣,并與磷酸鈉反應(yīng)得到模擬錳渣固化體,采用XRD、IR和SEM等分析手段對模擬錳渣固化體和錳渣固化體的物相組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)和表面形貌進(jìn)行了對比分析。研究確定:電解錳渣固化后錳的浸出率減小是由于渣中水溶性的Mn2+與磷酸鈉反應(yīng)生成磷酸錳,且固化過程中水溶性Mn2+與PO43-、NH4+反應(yīng)生成了復(fù)鹽磷酸錳銨。錳渣固化后氨氮浸出率降低是因渣中以硫酸銨形態(tài)存在的NH4+轉(zhuǎn)化為氨氣釋放,而以硫酸錳銨等復(fù)鹽形態(tài)存在的NH4+與Na