[发明专利]一种电解锰渣微波碱熔活化制备高吸附量沸石的方法

说明书

本发明涉及一种电解锰渣微波碱熔活化制备高吸附量沸石的方法，属于冶金固体废物资源化利用技术领域。将电解锰渣粉碎后，采用电解锰阳极液配制成料浆，浸出10～60min，固液分离后，得到的固体为富硅锰渣；将得到的富硅锰渣与活化剂混合均匀后置于石墨坩埚中，然后将载有物料的坩埚置于微波反应器中加热焙烧，取出冷却至室温并磨细至过150目筛得到焙砂；于得到的焙砂中加入氢氧化钠稀溶液并混合均匀，然后向其中逐滴加入铝酸钠溶液，升温快速搅拌，静置得到晶化浆液；将得到的晶化浆液过滤、洗涤至中性、干燥得到高吸附量沸石。本方法工艺简单、条件温和、绿色节能，还可以回收锰，真正实现了电解锰渣的资源化利用，具有很好的经济和环境效益。

技术领域

本发明涉及一种电解锰渣微波碱熔活化制备高吸附量沸石的方法，属于冶金固体废物资源化利用技术领域。

背景技术

我国是全球最大的电解金属锰生产、消费和出口国，2017年我国电解金属锰产量高达175万吨，占全球电解锰总产量的98.5%。电解锰渣是电解金属锰生产工艺过程中碳酸锰矿石经酸解、中和、压滤、除杂后产生的酸浸渣、硫化渣和阳极渣的混合体，是电解锰行业的重点污染物。电解锰渣产生量达7～11吨/吨锰，每年产生量约为2000万吨，历年累积存量巨大。目前，企业尚未找到妥善处理电解锰渣的方法，一般将电解锰渣运输到堆场筑坝堆放。国内锰渣尾矿坝占地面积大，安全系数低，且长期在风化淋溶的作用下，污染了大片耕地和地下水源，对生态环境造成严重破坏，已引起了国家相关部门的高度关注。因此，电解锰渣的处置技术已成为亟待解决的重要课题。

研究发现，锰渣的主要成分为SiO₂和Al₂O₃，两者之和可高达60%以上，硅铝比约为3：2，从化学成分角度出发，是一种制备铝硅酸盐沸石的良好原料。这不仅为电解锰渣的资源化利用开辟了新的途径,而且可以研究开发出一种新型吸附材料，用于受污染水体的吸附及治理等方面。

一种利用电解锰渣制备方沸石的方法（CN 109205638 A）专利中将电解锰渣粉末与水混合调浆后，在浆料中加入氧化剂进行氧化反应使浆料中的低价铁转化成三价铁，再加入草酸溶液络合浆料中的三价铁，固液分离后所得除铁锰渣与碳酸钠混合煅烧活化，再与三氧化二铝、氢氧化钠及水混合、陈化、结晶化得到高纯相方沸石。但该方法存在工艺过程冗长、试剂耗量大、能耗较高、成本高。

一种电解锰渣高效资源化利用的方法（CN108203097A）专利中将电解锰渣的活化、分离、水化硅酸钙及沸石材料制备技术有机结合，制备得到附加值高的水化硅酸钙及沸石材料的合格产品，实现了电解锰渣中有用成分的综合利用。但该方法存在硝酸浓度高、酸碱中和试剂耗量大，锰渣中锰离子流失等不足。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种电解锰渣微波碱熔活化制备高吸附量沸石的方法。本方法工艺简单、条件温和、绿色节能，还可以回收锰，真正实现了电解锰渣的资源化利用，具有很好的经济和环境效益。本发明通过以下技术方案实现。

一种电解锰渣微波碱熔活化制备高吸附量沸石的方法，包括如下步骤：

步骤1、将电解锰渣粉碎后，采用电解锰阳极液配制成固体质量百分含量为20～40wt%的料浆，在40～80℃条件下搅拌浸出10～60min，固液分离后，得到的固体为富硅锰渣；

步骤2、将步骤1得到的富硅锰渣加与活化剂混合均匀后置于石墨坩埚中，首先以5～10℃/min的升温速率微波加热至300℃保温20～30min，然后继续以10～20℃/min的升温速率微波加热至400～600℃保温30～90min，取出冷却至室温并磨细至过150目筛得到焙砂；

步骤3、将步骤2得到的的焙砂中加入氢氧化钠稀溶液并混合均匀，然后向其中逐滴加入铝酸钠溶液，升温至90～100℃条件下快速搅拌60～90min后，静置4～6h得到晶化浆液；