一种利用干法水泥厂转型处理锰渣生产活性掺合材的方法技术

一种利用干法水泥厂转型处理锰渣生产活性掺合材的方法，包括以下步骤：（1）将第一组份电解锰渣与辅助物料制成粉料，得生料粉，经预热器系统预热入分解炉，连续送入窑尾烟室；（2）将第二组份电解锰渣经锁风喂料系统，连续送入窑尾烟室，与生料粉初步混合；（3）将生料粉和第二组份电解锰渣的初步混合料从窑尾烟室送入回转窑内，在回转窑内进一步充分混合，同时进行煅烧，得熟渣；（4）将所得熟渣从回转窑的窑头卸入篦冷机冷却，即得活性掺合材。本发明专利技术不需事先对所有电解锰渣进行干燥、粉磨，可节省大量能耗；有效利用电解锰渣中的硅、铝、铁、钙及硫酸钙等成分；避免挥发性污染物污染环境；生产投资低。

A method of producing active admixture by transforming manganese slag from dry process cement plant

【技术实现步骤摘要】
一种利用干法水泥厂转型处理锰渣生产活性掺合材的方法
本专利技术涉及一种利用水泥厂转型生产活性掺合材的方法，尤其涉及一种利用水泥厂转型处理电解锰渣生产活性掺合材的方法。
技术介绍
电解锰渣是锰矿酸浸制备锰电解液过程中，经压滤产生的中性或弱酸性废渣。当前，我国电解锰产能每年已逾200万吨，每生产1吨电解锰所排放的酸浸废渣量达5～7吨，当原料锰矿石品位较低时，每吨电解锰产渣可达10吨，年实际堆积或掩埋量达数亿吨，年新增量达数千万吨。电解锰渣成分及性质因锰矿石原料成分、酸浸工艺等的差异而存在一定的区别。锰渣大多呈黑色，少数呈棕灰色，经压滤后呈饼状，入库堆存后逐渐粉化，吸收水分变为糊状。由于压滤工艺及锰渣持水能力限制，脱水的新鲜锰渣含水率约25~32%，其水溶液成分主要为浓度约35g/LMnSO4、100g/L(NH4)2SO4、25g/LMgSO4等。这些酸浸废渣颗粒细小，一般为细小黑色颗粒的泥糊状物质，其颗粒粒径分布一般为＜15μm占31～36%、15～30μm占45～50%、30～45μm占4～6%、45～60μm占1.5～3%、60～80μm占3.5～6%、80～100μm占＜1%、＞100μm占4～8%，可见，渣中颗粒粒径主要集中在3~30μm，约占70%以上。其平均粒径小于水泥生料粉，保水性好，含水量高，烘干脱水困难，烘干过程有氨等挥发性气体排出。烘干后电解锰渣的化学成分主要为烧失量9～14%、SiO222～35%、Al2O36～12%、Fe2O35～12%、CaO6～18%、MgO1～4%、MnO2～5%、SO320～37%、K2O0.8～2%、Na20.2～1%及少量铅、锌、镉、钴等；主要矿物成份为硫酸盐（以二水石膏为主）和SiO2（石英）、2CaO·SiO2·2H2O（C2SH2）和Fe2O3等，其中SO3达20～37%，折算为石膏（若CaO含量高时）占比45%以上，即电解锰渣实质上属于较低品位的工业副产品化学石膏或硫酸盐废渣。由于电解锰渣颗粒微细、且含大量硫酸根、氨态氮及一定量的重金属有害元素，任其排放将严重污染地表水、地下水及土壤，严重影响生态环境。为此，国内外对锰渣的处置利用进行了大量的研究和实践。国外对锰渣的综合利用主要集中在锰矿渣作为配料生产水泥和锰渣作为水泥生产的缓凝剂石膏的部分替代上。我国自90年代开始，数十家高校科研院所及几乎所有电解锰企业都开展了锰渣利用的系列研究和实践，现有研究成果可概括为如下六类：（1）用于水泥生产或作为掺合材CN1837120A公开了一种利用电解锰渣生产水泥的方法，是利用石灰石63～63.5%、电解锰渣19～19.5%、铁粉1.5～2%、萤石1.3～1.8%、无烟煤13.2～13.7%混合粉磨为生料、成球焙烧为熟料，其配料为正常的普通硅酸盐熟料生产配料，电解锰渣耗量小，煤耗高，成本高，水泥质量不高，稳定性差；CN101948254A公开了一种电解锰渣生态水泥的制备方法，是在500～900℃煅烧后的电解锰渣10～50%、炼铁高炉矿渣10～50%、熟料10～50%、粉煤灰或钢渣0～20%、石膏3～7%、添加剂（碳酸钾、氯化钠、氯化钙、硫酸钠等）粉磨至比表面积为360～580m2/kg制成电解锰渣生态水泥，该方法须采用大量的熟料和矿渣等，其经济性极差，没有工业实用性；CN102167533A公开了一种锰渣复合激活改性的矿渣水泥掺合材及其制法，是以经干燥、超细粉磨至比表面积＞13m2/g（远高于水泥细度3～5m2/g），再经350℃～450℃焙烧活化的改性电解锰渣78～82%、熟石灰（Ca(OH)2）0～18%和熟料粉0～22%混合均匀，制成矿渣水泥掺和料，其实质即是以超细粉磨后的硫酸盐废渣低温焙烧活化为可溶性的无水硫酸钙再加碱（Ca(OH)2）等复合制成硫碱复合激发剂，相对成本高，较用廉价的二水石膏或硬石膏和石灰作硫碱激发剂没有显著技术效果优势，经济性差。客观上，以上现有的电解锰渣直接作为水泥的生产原料或作为掺合材的生产方法，除实际效果极不理想外（均有停产或半停产的示范应用线），其能耗偏高，二次污染亦严重。（2）作缓凝剂、硫酸盐激发剂即用经处理的电解锰渣替代石膏作缓凝剂，如湖南省建材研究设计院和中南大学合作研发的电解锰渣的综合利用成果，其实质是以电解锰渣中的硫酸盐矿物活化作为水泥生产的活化剂和替代石膏的缓凝剂。李坦平等公开了如下技术方案：于750℃热处理电解锰渣，可开发作为粉煤灰、高炉矿渣的硫酸盐激发剂，也可与粉煤灰或高炉矿渣配合生产混凝土复合掺合料，或替代石膏作为水泥缓凝剂（参见“电解锰渣的理化特征及其开发应用的研究”，李坦平等，中国锰业，第24卷第2期，2006年5月）。该方法相对于用天然硬石膏或工业氟石膏而言，无显著的技术效果，但成本却很高，无经济性。CN103553378A公开了一种利用电解锰渣作缓凝剂制备水泥的方法，是以电解锰渣加碱性改性剂（生石灰CaO）和水按8:1:1比例配料搅拌改性，制成水泥缓凝剂，水泥中用量为熟料产量的4～10%。这种替代性缓凝剂较廉价的二水石膏或改性的廉价的磷石膏无显著的技术效果，没有经济性。且上述方法不仅影响水泥性能，其加工处理过程中还造成二次污染。（3）用于生产砖、砌块、陶粒、骨料建材电解锰渣用于建材生产包括水泥胶结固化法和烧结法两大类。其中水泥胶结固化法是以电解锰渣或水洗锰渣为主要原料，用水泥作胶凝材料成型固化，除污染扩散外，其产品后期体积稳定性极差，已有的数十条生产线都已停产。烧结法是以锰渣加粘土/页岩等混合成型烧结，二次污染大，掺量较高时产品体积稳定性差。（4）用作路基材料以堆存的锰渣代替部分土石料筑造公路路基、底基层、基层及路面筑造，实质上仅仅是一种污染物转移方法。（5）用锰渣制造锰肥或锰硅肥如湖南湘西环保局的王怀安及邓建奇等都研究开发了锰渣制备复合肥的方法。CN102674965A公开了一种锰渣复合肥及其制备方法，是以锰渣、含碳酸盐的化肥、含木质素的添加剂生产锰渣复合肥，客观上是概念性操作，产生了污染物转移。（6）锰渣的综合利用方法锰渣的综合利用现着重于提取锰渣中的某些有价元素或化合物。CN104017998A公开的一种锰渣综合利用方法及CN104016357A公开的一种锰渣综合利用生产化工原料的方法，是将锰渣粉碎后与氟硅酸水溶液或氟化铵溶液混合加热反应，经多级分离提取得到白炭黑、硫酸锰和硫酸盐及氢氧化铝。如贵工大开发的水洗回收硫酸锰、水洗后的固体渣加水泥固化制陶瓷、骨粒等。但是，上述技术方案存在或经济性差或消耗量小或有明显的二次污染等问题，客观上不能有效解决电解锰渣的资源化处理问题。关于电解锰渣的治理和综合利用问题的上述现有各种技术途径或技术方法，客观上都取得了一定的研究成果或应用成果，锰渣的治理也早列入了国家“863计划”课题并得以成果验收，但是，迄今为止，大宗的电解锰渣的实际综合利用效果还是很不尽如人意，大量仍被简单堆埋或弃置于矿洞山沟，或烘干后填埋处理（烘干过程产生严重的气体污本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用干法水泥厂转型处理锰渣生产活性掺合材的方法，其特征在于，利用设有锁风喂料系统的干法旋窑水泥生产线进行生产，包括以下步骤：/n（1）将第一组份电解锰渣与辅助物料制成粉料，得生料粉，经预热器系统预热入分解炉，连续送入窑尾烟室；/n（2）将第二组份电解锰渣经锁风喂料系统，连续送入窑尾烟室，与生料粉初步混合；/n（3）将生料粉和第二组份电解锰渣的初步混合料从窑尾烟室送入回转窑内，在回转窑内进一步充分混合，同时进行煅烧，得熟渣；/n（4）将所得熟渣从回转窑的窑头卸入篦冷机冷却，即得活性掺合材。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用干法水泥厂转型处理锰渣生产活性掺合材的方法，其特征在于，利用设有锁风喂料系统的干法旋窑水泥生产线进行生产，包括以下步骤：
（1）将第一组份电解锰渣与辅助物料制成粉料，得生料粉，经预热器系统预热入分解炉，连续送入窑尾烟室；
（2）将第二组份电解锰渣经锁风喂料系统，连续送入窑尾烟室，与生料粉初步混合；
（3）将生料粉和第二组份电解锰渣的初步混合料从窑尾烟室送入回转窑内，在回转窑内进一步充分混合，同时进行煅烧，得熟渣；
（4）将所得熟渣从回转窑的窑头卸入篦冷机冷却，即得活性掺合材。


2.根据权利要求1所述的利用干法水泥厂转型处理锰渣生产活性掺合材的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述第一组份电解锰渣为堆存干化的电解锰渣，或新鲜电解锰渣；所述辅助物料包括高钙原料、高铝原料中的一种或多种；高钙原料优选石灰石、石屑/石渣、电石渣、石灰石骨料废弃砼中的一种或多种；高铝原料优选铝土矿。


3.根据权利要求1或2所述的利用干法水泥厂转型处理锰渣生产活性掺合材的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述第一组份电解锰渣与辅助物料采用干法旋窑水泥生产线的生料制备系统制成粉料，所得粉料的粒度为：80μm孔径的筛余<30%。


4.根据权利要求1~3之一所述的利用干法水泥厂转型处理锰渣生产活性掺合材的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述第一组份电解锰渣与辅助物料的质量比为：第一组份电解锰渣10～70%：辅助物料90～30%。


5.根据权利要求1~4之一所述的利用干法水...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹小林，
申请(专利权)人：湖南省小尹无忌环境能源科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43