工业固废（电解锰渣）无害化资源化技术研发与应用
一、提要
一种电解锰渣无害化、资源化利用生产建筑材料的新技术，该技术是我公司联合高校、生产企业以及设备厂家强强联合，从锰渣原料属性、物理和化学性质等逐一分析，从小试和中试研究，再到半工业化试验验证，最终通过权威检测机构《四川省工业环境检测研究院》检测认定所生产的锰渣砖符合《JC422-2007非烧结垃圾尾矿砖》要求。该技术成功开发彻底解决了电解锰渣处理难，处理费用高的问题。
二、技术介绍
电解锰酸浸渣（锰渣）一般是指电解锰酸浸渣，是在电解锰生产过程中，碳酸锰矿粉经过硫酸浸出后再经压滤固液分离产生的残渣，属于一般工业固废中的二类固废。属性判断。
锰渣成分十分复杂，主要来源于电解锰工艺酸浸渣，数量巨大，可溶性锰离子和氨氮浓度很高。
XRD分析：电解锰渣的主要矿物质为CaSO4•2H2O，SiO2(石英)，2CaOSiO2•2H2O(水化硅酸二钙，C2SH2)、Al2O3和Fe2O3等。因此，开发一种电解锰渣无害化、资源化利用方式是目前解决电解锰渣迫切需求的。
锰渣经过105oC烘干后干料中主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和SO3等。与一般硅酸盐材料的化学成分类似，以黏土类矿物为主，但其硅铝组分含量较低，不宜作为建筑材料的原料使用。
新鲜的电解锰酸浸渣为黑色泥糊状粉体物质，含水率在30%左右（与压滤方式及压力有关），密度在2000kg/m3左右，湿渣堆积密度为1800kg/m3左右，pH值在5.8-6.6。锰渣经过105oC烘干后，干渣堆积密度为780kg/m3左右，比表面积为681m2/g。电解锰渣颗粒细小，分布集中，小于30um的颗粒占到83.33%，近一半的颗粒集中在15~30um之间。
综合上述分析结果，可知：
1）锰渣为黑色泥糊状粉体物质，粒径主要集中在30um以下，其化学成分主要是SiO2、CaSO4•2H2O，其次是A12O3、Fe2O3、MnO；
2）锰渣中化学成分较复杂，其中锰、氨氮的含量较大，危害性最为严重，为锰渣中主要污染组分。
3）石膏是锰渣的主要矿物成分，含量高，硅铝组分含量较低，不宜作为建筑材料的原料使用。
4）通过对锰渣中矿物组成的分析可知，锰渣中主要矿物成分为石英、石膏、云母和钠长石，锰矿中可能含有部分非晶态物质。
5）由于锰渣中多种检测项浸出含量超过了《污水综合排放标准》（GB8978-2008）标准的限值，锰渣具有较高的环境危害性，必须加以妥善处理。
6）锰渣的放射性检测结果符合GB6566-2001《建筑材料放射性核元素限量》中的要求，因此锰渣如果进行资源化利用，其使用量不受限制。
“固体废物是一种放错了地方的资源”，可通过各种途径和方法对其进行物质回收或重新利用，这不仅可以带来良好的环境效益和社会效益，还可为电解锰企业带来良好的经济效益。
电解锰渣的资源化利用途径主要包括蒸压制砖、作肥料、铺路材料、水泥缓凝剂和生产水泥等，但受产品质量或技术的种种限制，产业化应用受到各方面的约束，致使电解锰渣资源化利用受到限制。综合考虑锰渣的无害化、资源化利用途径，认为电解锰渣制备蒸压砖和水泥可能是解决电解锰渣堆放问题的重要突破口，并且可能会有较好的经济效益，主要有3点原因：
1）两种利用途径中对于锰渣的消耗量较其他资源化利用大；
2）产品有较大的市场需求量；
3）已有大量的研究数据支撑，结合国家和地方相关政策更有利于推广应用。
但是，电解锰渣需要经过高温煅烧脱硫才能大量用于制砖、生产水泥生产，也会因此增加生产成本，对锰渣进行前端处理的设备包括锰渣脱硫、脱氨、高温煅烧等必然造成投资高。
根据电解锰渣理化分析数据和资源化利用途径，制定电解锰无害化、资源化利用技术路线。具体过程为：首先对锰渣中宝贵的可溶解性的锰深度压榨脱水回收可溶性锰；然后采用碱性破粘固化剂对锰渣中剩余水溶性锰、重金属等进行固化，与此同时促使锰渣中的氨回收；固化后的废渣作为建筑原料，通过添加骨料、改性凝胶剂压制成型，最终凝胶化养护生产符合建筑用砖质量标准的建筑砖或其他材料。
三、工程实例
10万t/a电解锰渣无害化资源化利用项目
10万t/a电解锰渣无害化资源化利用项目
