一种脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣及其制备方法、应用技术

本发明专利技术提出了一种脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣及其制备方法、应用，包括如下步骤：(1)在电解锰压滤渣中加入熟石灰，调节pH值，空气吹脱进行脱氨氮，脱氨氮后，加入吸附助剂，搅拌，低温浸出，固液分离，得脱氨氮产物；(2)将脱氨氮产物烘干，破碎，加入焦粉和活化剂，球磨，焙烧，得脱硫产物；(3)成品：将脱硫产物经干式冷却，得脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣。本发明专利技术制备的脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣，电解锰渣压滤的氨氮去除率和硫脱除率分别达到97.5～98.7％和98.6～99.8％，烟气中NO

【技术实现步骤摘要】
一种脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣及其制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及电解锰压滤渣处理
，特别涉及一种脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]电解锰压滤渣，也称为电解锰渣，是工业生产金属锰过程中，将碳酸锰采用湿法酸浸电解工艺后产生的一种工业废渣，属一般工业固体废弃物(Ⅱ类)。每生产出1t的电解金属锰产品，一般生成的电解锰渣高达7
‑
9t以上，每年全国由于电解锰工业所产生的电解锰渣在1000万t以上。目前，电解锰企业大多将锰渣输送到堆场，筑坝湿法堆存，不仅占用土地，而且大量有害物质渗透到土壤、地表水和地下水中，存在严重的环境污染和安全隐患。电解锰渣已经成为制约锰业发展的主要瓶颈。
[0003]电解锰渣中物质种类多，化学组成复杂，通常含有锰、氨、氮、硫等多种元素，也含有石膏、石英、菱锰矿、黄铁矿和硫酸镁。石膏、石英和硫酸镁可以作为炼钢过程的造渣剂，菱锰矿可以替代电解锰作为脱氧剂、脱硫剂以及制造铁锰合金。但电解锰渣中含有30％左右的硫元素，以及高浓度的氨氮，直接加入炼钢则会影响刚的“热脆性”，此外，硫还会明显地降低钢的焊接性能，引起高温龟裂，并在金属焊缝中产生许多气孔和疏松，从而降低焊缝的强度。而高浓度的氨氮会四处逸散，恶化钢厂环境，对工人健康不利。因此，电解锰压滤渣进入炼钢工序的关键在于氨氮和硫元素的去除。
[0004]现有技术关于电解锰渣脱氨氮和脱硫的研究较多，也有学者多研究电解锰渣的无害化处理和综合利用方面，例如对NH+4
‑
>N和锰的回收，可制备陶瓷、水泥、墙体和路基等基建材料，作为废水处理的吸附剂等，但并未考虑同时脱氨氮、硫元素工艺之间的相互影响，且在脱除氨氮、硫元素过程中也易造成环境污染，也并未考虑电解锰渣在同时脱除氨氮、硫元素后，可作为炼钢脱氧工序的脱氧剂的应用。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本专利技术的目的之一在于提出一种脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣，达到对电解锰压滤渣无害化处理的同时，降低生产过程中废气的有害物质，进一步减少环境污染。
[0006]本专利技术的目的之二在于提出一种脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣的制备方法，达到同时可高效率地去除电解锰压滤渣的氨氮和硫含量，降低废气中NO
X
的排放浓度，使NO
X
含量达到国家标准排放水平。
[0007]本专利技术的目的之三在于提出一种脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣在炼钢脱氧工艺时，经过脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣可作为脱氧剂降低钢水中的含氧量，有效地控制钢水中的氧含量，并提高钢水的纯净度。
[0008]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0009]一种脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣的制备方法，包括如下步骤：
[0010](1)脱氨氮：在电解锰压滤渣原料中加入熟石灰，调节pH值为11
‑
13，以80
‑
100℃、
反应时间0.5
‑
1h、气体流量80
‑
120L/h进行脱氨氮，脱氨氮后，加入吸附助剂，搅拌，18
‑
24℃低温浸出10
‑
40min，固液分离，得脱氨氮产物；所述吸附助剂为细菌混合液掺杂纳米颗粒；所述电解锰压滤渣原料、熟石灰和吸附助剂的质量比为100：8
‑
12：0.8
‑
1.3；
[0011](2)脱硫：将脱氨氮产物烘干，破碎，加入焦粉和活化剂，球磨，900
‑
1000℃焙烧20
‑
40min，得脱硫产物；
[0012](3)成品：将脱硫产物经干式冷却，得脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣。
[0013]进一步说明，所述细菌混合液掺杂纳米颗粒为由绿硫细菌和球形红杆菌的混合液与改性二氧化硅纳米颗粒共培养，使得绿硫细菌和球形红杆菌固定在改性二氧化硅纳米颗粒表面而制得。
[0014]进一步说明，绿硫细菌和球形红杆菌的混合液为由体积比为1：0.5
‑
0.8的绿硫细菌培养液和球形红杆菌培养液混合而成；所述绿硫细菌培养液的总菌数≥108cfu/mL；所述球形红杆菌培养液的总菌数为108‑
109cfu/mL。
[0015]进一步说明，上述细菌混合液掺杂纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：
[0016](a1)将石墨烯、葡萄糖和乙二胺混合，160
‑
180℃干燥反应2
‑
4h，加入二氧化硅纳米颗粒，超声2
‑
4h，得改性二氧化硅纳米颗粒；
[0017](a2)在改性二氧化硅纳米颗粒中加入绿硫细菌和球形红杆菌的混合液，25
‑
28℃、150
‑
180r/min培养1
‑
2h，得细菌混合液掺杂纳米颗粒；所述石墨烯、葡萄糖、乙二胺、二氧化硅纳米颗粒和所述混合液的质量体积比为(0.2
‑
0.5)g：2g：(0.8
‑
1)g：10mL。
[0018]进一步说明，方案实施中上述提到的低温浸出包括第一阶段24℃低温浸出30
‑
40min、第二阶段20℃低温浸出10
‑
20min和第三阶段18℃低温浸出10
‑
15min。
[0019]进一步说明，脱硫时所用的活化剂为由质量比为1：1的氧化钙和铝矾土组成；所述脱氨氮产物、焦粉和活化剂的质量比为85：12
‑
18：5
‑
6。。
[0020]进一步说明，方案实施中球磨时加入等离子液体1
‑
丁基
‑3‑
甲基溴化咪唑盐进行球磨；等离子液体的快速固化有利于提高脱氨氮产物中的金属活性成分，加快到达脱硫的终点。
[0021]进一步说明，该球磨的球料液比为2.2
‑
2.3：1：0.3，球磨的时间为1
‑
2h，球磨的转速为600
‑
800r/min。
[0022]进一步说明，本专利技术制得的脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣，可在炼钢中脱氧时作为脱氧剂的应用。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0024]本专利技术先采用空气吹脱结合吸附助剂低温浸出制备脱氨氮产物，再结合活化剂进行等离子液体球磨制备脱硫产物，最终得到脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣，本专利技术的工艺、试剂相互协同，可使电解锰渣压滤的氨氮去除率和硫脱除率分别达到97.5～98.7％和98.6～99.8％，烟气中NO
X
浓度为14.89～17.58mg/m3，在钢水脱氧工艺中可达到脱氧度为77.1～78.7％，有效地实现了电解锰压滤渣无害化处理、高效能应用的利用效果。
[0025]此外，本专利技术采用改性二氧化硅纳米颗粒制备细菌混合液掺杂纳米颗粒作为吸附助剂，结合阶段低温浸出对电解锰渣进行脱氨氮处理与回收，可提高电解锰渣浆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)脱氨氮：在电解锰压滤渣原料中加入熟石灰，调节pH值为11
‑
13，以80
‑
100℃、反应时间0.5
‑
1h、气体流量80
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120L/h进行脱氨氮，脱氨氮后，加入吸附助剂，搅拌，18
‑
24℃低温浸出50
‑
75min，固液分离，得脱氨氮产物；所述吸附助剂为细菌混合液掺杂纳米颗粒；所述电解锰压滤渣原料、熟石灰和吸附助剂的质量比为100：8
‑
12：0.8
‑
1.3；(2)脱硫：将脱氨氮产物烘干，破碎，加入焦粉和活化剂，球磨，900
‑
1000℃焙烧20
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40min，得脱硫产物；(3)成品：将脱硫产物经干式冷却，得脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣。2.根据权利要求1的一种脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣的制备方法，其特征在于，所述细菌混合液掺杂纳米颗粒为由绿硫细菌和球形红杆菌的混合液与改性二氧化硅纳米颗粒共培养，使得绿硫细菌和球形红杆菌固定在改性二氧化硅纳米颗粒表面而制得。3.根据权利要求2的一种脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣的制备方法，其特征在于，所述绿硫细菌和球形红杆菌的混合液为由体积比为1：0.5
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0.8的绿硫细菌培养液和球形红杆菌培养液混合而成；所述绿硫细菌培养液的总菌数≥108cfu/mL；所述球形红杆菌培养液的总菌数为108‑
109cfu/mL。4.根据权利要求1～3任意一项的一种脱氨氮、脱硫的电解锰压滤渣的制备方法，其特征在于，所述细菌混合液掺杂纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：(a1)将石墨烯、葡萄糖和乙二胺混合，160
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180℃干燥反应2
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4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贤明，谭龙辉，李梦婷，胡孝武，蔡鑫，杨劲，
申请(专利权)人：湖南博一环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：