一种利用沸腾炉协同处理锰渣生产活性微粉的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用沸腾炉协同处理锰渣生产活性微粉的方法，该活性微粉的制备方法包括：先将破碎后的电解锰渣进行干燥处理，再与煅烧助剂混合后送入沸腾炉中进行煅烧，最后对煅烧后的样品进行粉磨；其中煅烧助剂的添加量为干燥后电解锰渣质量的1

【技术实现步骤摘要】
一种利用沸腾炉协同处理锰渣生产活性微粉的方法


[0001]本专利技术涉及工业固体废弃物的资源化利用领域，具体涉及一种利用沸腾炉协同处理锰渣生产活性微粉的方法。

技术介绍

[0002]锰是我国重要的战略资源之一，在国民经济建设中起着非常重要的作用。金属锰的生产方法主要是电解法，我国是全球最大的电解锰生产、消费和出口的国家，占全球电解锰产量的98%以上。电解锰产业在发展的同时也面临巨大的环境和资源压力，其中电解锰渣的处置问题尤为突出。
[0003]电解锰渣是电解金属锰生产过程中锰矿浸出后产生的一种高含水率工业固体废弃物，含有大量的重金属和氨氮，属于第Ⅱ类一般工业固体废物。电解锰渣含水率高（25~28%）、颗粒细小（40~250μm），在环境中的迁移性和流动性强；锰渣中含有硫酸钙、硫酸锰、硫酸铵及硫酸锰铵等水合物，其自身含水和自然降水作用下，易形成含氨氮和金属锰离子等有害物质的渗滤液。
[0004]目前，我国现露天堆存的电解锰渣有1.2~1.3亿吨，每年新排放1000万吨。而随着锰矿的日益消耗，锰矿主流品位逐渐下降，每生产1t金属锰要产生8~10t电解锰渣。根据电解锰渣特性和环保要求，企业一般是采取建渣场高坝堆存的处理方式，待渣场堆满后进行闭库和复垦。国内外对电解锰渣资源化利用开展了大量的积极探索，但大部分工作还处于实验室探索阶段，有待进一步探索和完善，仍没有一项技术能在实际生产中大规模应用。如何有效利用电解锰渣是目前面临的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于，提供一种利用沸腾炉协同处理锰渣生产活性微粉的方法，所要解决的技术问题是通过沸腾炉的处理，实现氨氮脱除、锰离子氧化和硫酸盐分解，最终制备出高活性的电解锰渣活性微粉。
[0006]本专利技术技术方案为：一种利用沸腾炉协同处理锰渣生产活性微粉的方法，包括：先将破碎后的电解锰渣进行干燥处理，再与煅烧助剂混合后送入沸腾炉中进行煅烧，最后对煅烧后的样品进行粉磨；其中煅烧助剂的添加量为干燥后电解锰渣质量的1
‑
15%。
[0007]优选的，所述的煅烧助剂选自氧化硼、氧化铝、氧化钇、氟化钙中的至少一种。
[0008]优选的，所述的煅烧助剂，以质量百分比计，由以下组分组成：氧化硼70
‑
90%、氧化铝10
‑
30%。
[0009]优选的，所述的煅烧助剂，以质量百分比计，由以下组分组成：氧化硼85
‑
95%、氧化钇5
‑
15%。
[0010]优选的，所述的煅烧助剂，以质量百分比计，由以下组分组成：氧化硼70
‑
85%、氧化铝10
‑
20%、氟化钙5
‑
10%。
[0011]优选的，其中，干燥处理的温度为90
‑
110
°
C，时间为10
‑
120min，气氛为空气。
[0012]优选的，其中，沸腾炉内的沸腾气为经预热的空气、氧气中的一种。
[0013]优选的，其中，沸腾炉内的温度维持在900
‑
1300
°
C，煅烧时间控制在0.5
‑
8小时。
[0014]优选的，其中，煅烧温度为950
‑
1100
°
C，煅烧时间为30
‑
60min。
[0015]优选的，其中，对煅烧后的样品的粉磨是在球磨机或振动磨中进行；粉磨时间为10
‑
60min；粉磨后的样品，用细度为80μm的方孔筛进行筛分，筛余在10.0%范围内，筛下粉磨即为电解锰渣活性微粉。
[0016]借由上述技术方案，本专利技术提出的一种利用沸腾炉协同处理锰渣生产活性微粉的方法至少具有下列优点：1、本专利技术中通过加入煅烧助剂，在高温熔融的状态下对改变了电解锰渣的物相结构。引入煅烧助剂能够有效降低熔融体的粘度、促进锰渣中的结晶体熔化，从而有效降低电解锰渣的熔点。同时，煅烧助剂能够打断电解锰渣中的原有骨架及高键能组分，降低晶体的析出，提高电解锰渣中的玻璃体含量，达到提高电解锰渣活性微粉活性的作用。
[0017]2、本专利技术中对电解锰渣的干燥处理在90
‑
110
°
C之间，在此阶段电解锰渣中的吸附水和部分结晶水得到脱除，大幅降低了电解锰渣的含水率，提高了后续高温煅烧的效率；同时，干燥过程中电解锰渣中的氨氮也会大量分解，避免了后续释出对沸腾炉的损坏。
[0018]3、本专利技术中对煅烧后的电解锰渣进行粉磨，这破坏了电解锰渣活性微粉中的SiO2的晶体结构，产生不同程度的晶体缺陷、晶粒尺寸变小等现象，有利于提高活性微粉的活性。同时，通过粉磨能够提高活性微粉的比表面积，激发活性微粉表面的自由能，这都能够提高其活性。
[0019]4、采用本专利技术方法得到的电解锰渣活性微粉拥有较高的胶凝活性，可用作水泥混合材和混凝土掺合料，实现了电解锰渣的资源化利用。
[0020]5、采用本专利技术方法得到的电解锰渣活性微粉中的氨氮、硫酸盐较电解锰渣都有大幅降低，锰离子也得到了固化，其浸出溶液中相应的指标均符合国家标准《污水综合排放标准》（GB 8978）中的一类污染物。
附图说明
[0021]图1为电解锰渣样品的XRD图谱。
具体实施方式
[0022]为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种利用沸腾炉协同处理锰渣生产活性微粉的方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
[0023]本专利技术的一个实施方式提出的一种利用沸腾炉协同处理锰渣生产活性微粉的方法，其包括：先将破碎后的电解锰渣进行干燥处理，再与煅烧助剂混合后送入沸腾炉中进行煅烧，最后对煅烧后的样品进行粉磨；其中，煅烧助剂的添加量为干燥后电解锰渣质量的1
‑
15%。
[0024]在本实施方式中的电解锰渣的类型不做限制，包括但不限于酸浸锰渣、压滤锰渣、硫化锰渣。
[0025]当助剂的添加量<1%时，由于添加量太少达不到预期的效果，而助剂添加量过多时，容易造成锰渣原本的玻璃网络硅氧四面体被破坏严重，多余的助剂与锰渣中的断键形成新的矿物，抑制了锰渣的胶凝活性。
[0026]通过加入煅烧助剂，在高温熔融的状态下对改变了电解锰渣的物相结构（即晶体结构）。通过煅烧助剂，打断了电解锰渣烧结过程中原本应该产生的硅氧四面体和锰氧八面体的化学键，使得晶体难以析出，因此改变了其物相结构。
[0027]引入煅烧助剂能够有效降低熔融体的粘度、促进锰渣中的结晶体熔化，从而有效降低电解锰渣的熔点。煅烧助剂应用于冶炼行业中，能够在熔融状态下和锰渣形成低温共融现象，从而降低了锰渣的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用沸腾炉协同处理锰渣生产活性微粉的方法，其特征在于，包括：先将破碎后的电解锰渣进行干燥处理，再与煅烧助剂混合后送入沸腾炉中进行煅烧，最后对煅烧后的样品进行粉磨；其中，煅烧助剂的添加量为干燥后电解锰渣质量的1
‑
15%。2.根据权利要求1所述利用沸腾炉协同处理锰渣生产活性微粉的方法，其特征在于，所述的煅烧助剂选自氧化硼、氧化铝、氧化钇、氟化钙中的至少一种。3.根据权利要求2所述利用沸腾炉协同处理锰渣生产活性微粉的方法，其特征在于，所述的煅烧助剂，以质量百分比计，由以下组分组成：氧化硼70
‑
90%、氧化铝10
‑
30%。4.根据权利要求2所述利用沸腾炉协同处理锰渣生产活性微粉的方法，其特征在于，所述的煅烧助剂，以质量百分比计，由以下组分组成：氧化硼85
‑
95%、氧化钇5
‑
15%。5.根据权利要求2所述利用沸腾炉协同处理锰渣生产活性微粉的方法，其特征在于，所述的煅烧助剂，以质量百分比计，由以下组分组成：氧化硼70
‑
85%、氧化铝10
‑
20%、氟化钙5
‑
10%。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈阁，房晶瑞，郅晓，马腾坤，石信超，曲齐齐，刘姚君，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：