不同堆存时间电解锰渣的理化特性分析

渣场堆存的电解锰渣中含有大量易迁移的锰和氨氮,极易污染周边环境。本文系统研究了不同堆存时间（3个月~10年）电解锰渣的pH、含水率、电导率、金属总量、浸出毒性和化学形态等理化特性,采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）以及X射线光电子能谱（XPS）等分析手段,探察电解锰渣在不同堆存时间下的物相组成、微观形貌、表面电子价态等变化规律。研究结果表明,随着堆存时间增加,锰渣的pH、含水率和电导率下降,可溶性Mn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Se⁴⁺和NH{}_{\mathrm{4}}^{+}-N浓度降低,其中可交换态和碳酸盐结合态的Mn是Mn元素流失的主要形态。同时,堆存10年的电解锰渣仍存在较大的环境污染风险,其中电解锰渣中的Cu、Cr、Cd、Pb、Zn等金属总量远超广西土壤背景值,Se⁴⁺的浸出浓度是《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》（GB 5085.3—2007）中浓度限值的11倍,Mn²⁺和NH{}_{\mathrm{4}}^{+}-N的浸出浓度是《污水综合排放标准》（GB/T 8978—1996）一级标准限值的102倍和45倍。不同堆存时间的电解锰渣中锰和氨氮主要以(NH₄)(Mn,Ca,Mg)PO₄·H₂O、(NH₄)₂SO₄、MnSO₄·H₂O、MnCO₃、Mn₂O₃、MnO₂等物相存在,含铁物相主要包括FeS₂、FeOOH、Fe₃O₄和Fe₂O₃等,且电解锰渣中还含有Al₄(OH)₈(Si₄O₁₀)、Al₂Mg₄(OH)₁₂(CO₃)·3H₂O和KAl(SO₄)₂·12H₂O等黏土矿物。此外,随着堆存时间的增加,电解锰渣的平均孔径减小,块状、柱状和绒球形的电解锰渣颗粒交错包裹现象增加,同时Fe(OH)₃胶体颗粒也逐渐转变成FeOOH、Fe₂O₃等含铁物相。本研究成果为电解锰渣无害化处理与资源化利用提供了基础理论支持。     

电解锰渣建材资源化研究现状与展望

电解锰渣已成为制约电解锰行业发展的瓶颈问题,建材可以实现电解锰渣的大规模消纳,但电解锰渣含水率高导致其氨氮和可溶性硫酸盐处理处置难,目前尚无经济稳定运行的工业化案例。为实现电解锰渣建材资源化,本文系统疏理了电解锰渣理化特性、生态环境特征、减量化和无害化现状,重点分析了近年来电解锰渣建材资源化研究现状以及产业化应用实施案例,结合目前的经济、技术和市场因素,探讨了电解锰渣制备水泥混合材和蒸压加气混凝土的可行性,以期为解决电解锰渣资源化利用与无害化处理提供新的思路,从而推动电解锰行业的可持续发展。     

电解锰渣酸浸实验条件探究

以铜仁市某电解锰企业排放的电解锰渣为原料,通过X射线衍射及化学分析方法分析锰渣中主要物相及成分含量.实验中以盐酸作为酸解剂,考察盐酸浓度、固液比、反应时间、反应温度对锰渣分解率的影响,通过正交试验表明:盐酸浓度对分解率的影响最为显著,其次是反应固液比、反应温度,反应时间对锰渣分解率的影响最小,在最佳酸浸条件下测得锰的浸出率为95.89％,铁的浸出率为94.69％,钙的浸出率为63.38％,铝的浸出率为2.21％,NH4+-N浸出率96.34％.     

铵盐体系电解锰渣中石膏的转变规律

电解锰渣已成为阻碍电解锰行业发展的瓶颈,其中锰渣含有的大量石膏是限制其资源化利用的关键。针对锰渣中石膏浸出问题,本文研究了NH₄HCO₃和NH₄Cl用量、浸出初始pH、浸出时间、浸出温度对锰渣中石膏转变规律的影响。研究结果表明,当锰渣与NH₄HCO₃和NH₄Cl之间的质量比为20∶8∶1.5、固液比为1∶5、浸出初始pH为7.5、浸出温度为70℃、浸出时间为120min时,石膏的浸出率达到90.0%;浸出锰渣主要物相含有CaCO₃、SiO₂、Ca₂Mn₂(OH)₄Si₄O₁₁·2H₂O、Mg_5.0Al₆Fe₄Si_2.5Al_1.5O₁₀(OH)₈以及KAl₃Si₃O₁₀(OH)₂等,其中浸出锰渣中MnO含量由未浸出前的7.45%提高到14.71%。转变规律表明,NH₄HCO₃与锰渣中的石膏反应转变成(NH₄)₂SO₄和CaCO₃,而NH₄Cl作为盐试剂可进一步促进石膏的溶解,从而提高石膏的浸出率。     

浅谈电解锰渣的综合利用

企业加工提炼金属锰等产品时排放的固体废弃物——锰渣,堆放这些锰渣不仅占用大片土地,而且还严重污染周边的环境,危及人类健康,破坏生态平衡,所以对锰渣综合利用是一种必然趋势。目前,锰渣的应用主要有两方面:一是将电解锰渣进行二次提取以得到有用物质;二是建筑陶瓷行业发展迅速,优质的原材料趋于枯竭。为了缓解建筑陶瓷原料的紧缺及解决锰渣对环境造成成的污染,将其添加至水泥中或是制备成陶瓷砖使用。本文主要从以上两个方面对电解锰渣的应用做出了阐述,并对其以后的发展做出展望。     

电解锰渣综合利用评述

电解锰渣是电解锰过程中产生的过滤酸浸渣。近几年来,随着电解锰行业的快速发展,带来了很大利益的同时也带来了严重的环境污染问题,对电解锰渣的资源化利用已经成为亟待解决的问题,现已成为电解金属锰行业和环境保护领域的研究热点。介绍了目前电解锰渣综合利用的研究进展,总结了目前各种方法的不足,并提出了一些对电解锰渣的研究及应用前景的想法,旨在为未来电解锰废渣的资源化综合利用提供参考。     

皂化渣固化电解锰渣机理及毒性浸出研究

基于“以废治废”思路,以皂化渣固化电解锰渣,不同固化方法的毒性浸出对比表明,30%皂化渣+3%生石灰复合,可实现对电解锰渣的无害化处理,SEM结果显示,经皂化渣和生石灰固化处理后,含锰的颗粒状矿物向更稳定的块状转变,有效的将各组分胶结在一起,从而抑制了Mn²⁺的浸出。最后,通过柱浸试验验证了本研究固化方法的长期环保特性。     

电解锰渣中铝的析出性能研究

电解锰渣本身呈酸性,其中的金属元素会随着雨水析出,严重污染周边环境。主要采用正交实验法从固液比、温度和时间这三个方面对电解锰渣中铝随水的析出特性进行了研究。实验结果表明,在渣水比为1:100,浸出温度为99.99℃,浸出时间为120min时,锰渣中铝随水析出最多,达82.83%。     

电解锰渣资源化技术研究进展

近年来,电解锰行业发展迅速,其产生的大量锰渣导致的环保问题也日益突出,成为制约电解锰行业发展的瓶颈。随着我国对环境保护的要求越来越严格,电解锰渣的资源化利用研究日益受到公众的重视。本文分析了锰渣的组成及锰渣资源化利用进展情况,总结了锰渣资源化利用不同方向的局限性,指出了锰渣资源化利用应该结合当地实际情况,提高锰渣资源化产品的附加价值等,以期为锰渣资源化利用提供参考。     

电解锰渣制备微晶玻璃正交实验研究

将煅烧后的电解锰渣作为单一的实验原料,采用烧结法,制备微晶玻璃,通过正交实验对锰渣微晶玻璃的热处理方案及性能进行探讨。实验通过DSC、XRD、SEM等方法对样品的性能进行表征,并测试了样品的体积密度、抗弯强度等性能。结果显示:不同的热处理条件下的锰渣微晶玻璃的主晶相均为透辉石(含铁),次晶相为普通辉石相。在800℃/0.5 h+980℃/1 h的热处理条件下得到的锰渣微晶玻璃的综合性能最优,其抗弯强度为106.82 MPa;体积密度为2.68 g/cm^3;维氏硬度为4.43 GPa;耐酸度为0.71%;耐碱度为0.07%。此外,锰渣微晶玻璃用作建筑材料,有非常大的应用潜力。     

电解锰渣制备陶瓷砖

为减少电解锰渣对环境的污染,降低重金属锰的毒性,研究了以电解锰渣为主要原料制备陶瓷砖.首先利用CaO-Al_2O_3-SiO_2三元系统相图获得初始配方,然后用正交试验法确定最优配方.在最优配方中,电解锰渣的质量分数高达40%.采用较低温度快速烧成工艺,烧成温度为1079 ℃,烧成时间为30 min.制得的陶瓷砖"主晶相"为普通辉石与锰钙辉石,吸水率为1.86%,主要性能指标符合GB/T 4100-2006<陶瓷砖>中的BⅠb类标准.实验结果显示,重金属锰出现在锰钙辉石的晶格中,成为其晶体结构的组成部分,完成了对锰的解毒.     

过硫酸铵容量法分析电解锰渣中锰含量的条件研究

对电解锰渣中准确测定锰的实验条件进行研究,测定方法是将电解锰渣用硫磷混酸分解,硝酸银为催化剂,用过硫酸铵将锰(Ⅱ)氧化为锰(Ⅶ),然后用硫酸亚铁铵进行滴定。研究了待测溶液的pH值、过硫酸铵的用量及煮沸时间对测定结果的影响。结果表明,电解锰渣的用量在0.2g,加过硫酸铵前的pH值为3,过硫酸铵的用量1.5～3.5g,煮沸时间为4min,测定准确度最高,加标回收率在99.6%～100.4%之间,在该条件下不同来源电解锰渣中锰含量测定结果与原子吸收分光光度计测定结果一致。     

电解锰压滤渣高温脱硫研究

采用直接煅烧法、还原法及添加脱硫剂煅烧法对电解锰压滤渣进行了高温脱硫,研究了不同方法得到的脱硫产物的物相、残硫量和活性,并比较了几种方法的工业适用性。结果表明:直接煅烧法的脱硫渣和坩埚粘连严重,实际操作困难;加入煤粉并没有改善脱硫渣和坩埚的粘连问题,且脱硫渣中残硫量高;石灰石虽能减弱脱硫渣和坩埚的粘连,但由于生成惰性物质石英,降低了脱硫渣的活性;采用铝矾土作为脱硫剂进行脱硫,脱硫渣的残硫量低,脱硫渣和坩埚不粘连,脱硫渣活性高。铝矾土添加量为42%(质量分数),脱硫温度为1 250 ℃,脱硫保温时间为5 min时,脱硫渣中硫含量为0.089 4%(质量分数),达到脱硫要求。     

电解锰废水处理及锰回收研究

采用三种方法处理电解锰废水,并进行锰的回收效果研究,结果表明,加碱中和法、碳酸锰沉淀法、离子交换法三种方法中,前两种方法处理后出水中锰浓度难以达到排放标准限值2 mg/L,且沉淀物细微过滤困难,而离子交换法处理后出水可实现达标排放。通过对离子交换法处理电解锰废水工艺影响因素的研究,得出,该法具有较强的吸附性,操作稳定性,易解吸性。模拟交换柱试验,出水锰离子浓度很低,且单次再生效率达到84.5%,表明该法是具有实际价值的减污增效的可行方法。     

电解锰渣中Mn2+的固化及动力学研究

电解锰渣(EMR)中大量可溶性锰会带来严重的环境问题,需要对其进行固化处理.本文利用CaO固化电解锰渣中Mn2+及其动力学机制,系统考察了CaO添加量、液固比、温度和反应时间对Mn2+固化率的影响.通过XRD、SEM-EDS对原EMR和预处理EMR的物相组成、表面形貌检测分析,探讨固化反应机理.结果表明,在CaO与EM...     

碱热预处理电解锰渣对制备地质聚合物的影响

以电解锰渣和粉煤灰的混合物为原料,在水、氢氧化钠和水玻璃混合组成的碱性体系中制备地质聚合物.研究了电解锰渣的碱热预处理方式对试块材料抗压强度的影响,包括碱的种类及添加量、热处理的温度和时间.结果 显示,碱热处理过程中电解锰渣∶氢氧化钠=1∶0.3的质量比混合均匀后,于600℃马弗炉中热处理1.5h后的固体粉料,制备得到的地质聚合物材料的抗压强度效果最佳,达到38 MPa.X-射线衍射(XRD)结果表明,形成的地质聚合物中物质的物相组成发生变化,并且形成了水化硅酸钙.FT-IR结果显示,反应过程中形成了无定型的硅酸盐衍生物.场发射电镜(SEM)结果显示,制备的地质聚合物材料内部结构致密,物质之间相互胶结.