[发明专利]一种电解锰渣无害化处理与资源化利用的方法

说明书

本发明公开了一种电解锰渣无害化处理与资源化利用的方法。其步骤为：首先，通过向浸出液中添加氧化钙和碳酸钙添加剂，有效去除了浸出液中的铁、镁、钙等杂质；其次，通过用氢氧化钠调节浸出液pH值，加入碳酸钠反应得到产物碳酸锰；最后，通过添加氧化钙，空气吹脱去除滤液中高浓度氨氮，逸出的气体采用清水吸收，滤液回用。本发明有效降低了电解锰渣中重金属和氨氮含量，缩短了锰和氨氮浸出时间，提高了电解锰渣中锰和氨氮的浸出率；浸出液中锰主要以碳酸锰进行回收利用，该产品可以直接作为电解金属锰原料使用，此外，吹脱反应后的浸出液可实现循环利用。

技术领域

本发明属于固体废物无害化处理及资源循环利用技术领域，具体涉及一种电解锰渣中重金属去除及浸出液中有用元素资源化回收利用的工艺。

背景技术

电解锰渣是在电解金属锰生产过程中碳酸锰矿经酸浸、中和、压滤工序后产生的酸性废渣。电解锰渣因其含水率较大，常呈酸性或弱酸性，化学成分复杂，其中以Si、Ca、Fe、Al、Mg、Cr等重金属离子、可溶性锰化物以及离子态氨氮（NH₄⁺）为主要污染物。由于历史与技术原因，目前大部分电解锰渣采用直接堆存处理，长期堆存的电解锰渣不仅占用土地资源，更极易在雨季产生大量的渗滤液，渗滤液进入到周边的土壤及地下水造成了严重的环境污染。

至今，国内外学者对电解锰渣的无害化处理和资源化利用作了以下积极探索：学者们相继开发了逆流洗涤法、清水洗渣－铵盐沉淀法、硫酸回浸法、生物还原浸取法、硫酸铝铵结晶法等回收电解锰渣中的可溶性锰和氨氮。段宁等提出了采用阳极液提取锰渣中可溶性锰的成套清洁生产工艺。孟小燕等采用蒸馏水和阳极液对电解锰渣中氨氮和锰二次提取。刘仁龙等采用电场强化方法浸出电解锰渣中含锰和氨氮难溶复盐。此外，电解锰渣还用于制备蒸压砖、发泡陶瓷、水泥熟料、吸附材料以及充填体。

综上可知，电解锰渣的无害化处理及资源化利用主要是针对电解锰渣中的锰和氨氮处理处置。因此，锰和氨氮的处理是电解锰渣无害化处理与资源化利用的关键。然而，电解锰渣堆存过程中，锰和氨氮发生了迁移和转化，采用传统水洗、添加碱性药剂等方法已难以实现含锰和氨氮难溶物相的完全脱除，从而导致电解锰渣无害化处理与资源化利用过程中氨污染严重、产品返霜（蒸压砖表面硫酸铵大量析出）和锰超标（水泥）等问题，所以通过常规湿法浸渣无法得到较高的回收率，也难以去除电解锰渣中重金属及硫酸盐对后续用于建筑。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不能有效去除电解锰渣中重金属及锰、氨氮浸出率低、工艺复杂等问题，本发明的目的是提供一种电解锰渣无害化处理与资源化利用的方法。

本发明公开了一种电解锰渣无害化处理与资源化利用的方法，主要包括如下步骤：

（1）称取压滤车间刚排放出来的100重量份电解锰渣作为物料Ⅰ，置于反应装置，向反应装置中加入添加剂和200～600重量份的水，充分搅拌混合制成物料Ⅱ；

（2）向上述反应装置中，加入阴阳极板，外加电场，电流密度为5～50 mA/cm²，在25～60℃下浸出反应1～5 h，浸出反应后得到物料Ⅲ；

（3）将物料Ⅲ固液分离后得到浸出残渣Ⅰ和物料Ⅳ；

（4）向物料Ⅳ中添加1.5～5.0重量份碳酸钙和0.5～2.5重量份氧化钙，调节pH值至4～6，然后利用固液分离装置分离，得到浸出残渣Ⅱ和物料Ⅴ；

（5）将物料Ⅴ调节pH值至8～8.5，然后再加入2.5～15.0重量份碳酸钠，反应30～60min，反应后浆液倒入固液分离装置，分离后得到产物和物料Ⅵ；

（6）将物料Ⅵ调节pH值至10～13，气液比600:1~800:1进行吹脱，吹脱2～4h，采用清水对逸出的气体进行吸收，滤液回用到步骤（1）中。