[发明专利]一种电解硫酸锰渣制备陶粒的方法

说明书

技术领域

本发明属于有色冶金处理及资源化利用技术领域，尤其涉及一种利用电解硫酸锰渣生产保温砌块用陶粒的生产方法。

背景技术

近年来，陶粒作为一种新型建材产业，发展势头劲猛。这主要表现为：①使用的原材料突破了石渣(人工砂或河砂)，逐渐研发了粉煤灰、煤渣灰、建筑垃圾、高炉渣、冶金尾矿等工业废渣；②制备方法也出现了烧结型、高温热胀型和免烧型；③应用领域从最初的砌块和轻集料混凝土，到污水处理滤料、无土栽培、绿化、透水混凝土等众多领域，充分发挥了陶粒所具备的质轻、密实、保温隔热、透水等众多优良性能，有力地推进了我国新型无机材料的发展。

保温陶粒在我国已经有很多文献进行报道。专利201210115005.X报道了一种大掺量粉煤灰陶粒及制备空心砌块的方法，专利201310123385.6报道了一种用硼泥/黄土制作陶粒混凝土空心保温砌块，专利201310123432.7报道了一种用煤矸石/高岭土制备陶粒混凝土空心保温砌块的方法。这些专利文献突破原有的页岩原料的限制，使用粉煤灰等工业废渣替代粘土或页岩，但是其生产出陶粒具有干缩开裂的不足，究其原因，主要是这些无机工业废渣主要是充当填料，活性低，经高温反应后再次水化形成钙矾石等物相较难。

电解锰是应用于化学工业、航天工业和冶金工业等众多部门的十分关键的原材料。我国主要是以菱锰矿粉(即碳酸锰矿)为原料生产锰及二氧化锰。这种工艺一般先用硫酸浸出，然后通过氧化、中和、净化(包括粗滤、净化、精滤)、电解及成品处理工序，最后可得到电解锰。然而在浸出等工序中会产生大量电解锰渣，由组分差异很大的精压渣和粗压渣组成。目前电解硫酸锰渣的处置方式基本都是渣场堆放，占用大量土地，此外电解硫酸锰渣中的锰元素呈二价，在水中的溶解性较大，长期放置会污染水体，破坏生态环境。而以电解硫酸锰渣为主要原料烧制的陶粒产品在工程应用中不仅不会对环境造成污染，还可以对其中含有的重金属产生很好的固化作用。因而电解硫酸锰渣是生产陶粒十分理想的材料。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种电解硫酸锰渣制备陶粒的方法，用该电解硫酸锰渣陶粒生产的空心砌块具有保温、抗震、抗冻、耐火等性能，同时解决了目前电解硫酸锰渣堆积和污染环境的问题，提高锰渣利用的附加值。

为达上述目的，本发明的一种电解硫酸锰渣制备陶粒的方法，是按质量计称取电解硫酸 锰渣50～70份、粘土20～30份、粉煤灰10～20份，赤泥5～15份，在研磨机中混磨成100～150目粉末，然后在搅拌机里搅拌15～18min，均匀后称取水8～12份加入，在搅拌机中再混合搅拌18～22min，搅拌速度为200～250r/min，混匀得混合物；然后高压对辊压球机上造球得到球形粒状生料，粒径为2～15mm；将所得球形生料进入干燥系统，提升球团温度至60～70℃后，再进行烘干，烘干炉温度125～250℃，烘干时间90～180min。然后进入回转窑进行450～550℃生烧10～30min，最后在1050～1250℃高温焙烧10～25min，经冷却后即得电解硫酸锰渣陶粒。

更进一步地，上述步骤所述的电解硫酸锰渣尾渣为电解硫酸锰渣经过磁选后的尾渣，其化学成分为SiO₂、Al₂O₃、S、TFe、FeO、Al、Mn，金属锰含量小于5％，平均粒径为0～9.5mm。

更进一步地，所述的粉煤灰为燃煤电厂中煤燃烧后的副产物，其化学成分为Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、CaO、C。

更进一步地，所述的粘土塑性指数高于8，主要化学成分是Al₂O₃、SiO₂、H₂O，粘土为白云母、高岐石、蒙脱石、伊利石中的一种或几种的组合。

更进一步地，所述的赤泥是制铝工业提取氧化铝中产生的固体废料，主要成分为CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等。

本发明的有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有以下显著效果：

(1)本发明将大掺量地利用了电解硫酸锰渣作为合成陶粒的部分原料，使得电解硫酸锰渣得以回收利用，而且有效降低了砌块用陶粒的生产成本，同时使电解硫酸锰渣得到资源化利用；