[发明专利]一种利用磷石膏废渣固化电解锰渣的方法

说明书

本发明公开了一种利用磷石膏废渣固化电解锰渣的方法，该方法是将电解锰渣、磷石膏废渣、磷酸盐和水搅拌混合均匀，再加入软化固化剂搅拌均匀、密封、静置反应后，压制成型，养护。该方法降低了电解锰进行胶结固化时固化剂添加量，获得的固结体无侧限抗压强度较高，软化系数强，该方法可以实现电解锰渣和磷石膏的有效固结资源化利用，以提高电解锰物料及磷石膏废渣在道路基层及坝体材料方面高耗量资源化消纳，降低电解锰渣及磷石膏对矿山环境的污染，同时实现了以废治废。

技术领域

本发明涉及一种电解锰渣的处理方法，特别涉及一种利用磷石膏废渣来固化电解锰渣的方法，属于固体废弃物处理技术领域。

背景技术

作为全球最大的电解锰生产、消费及出口大国，近年来，随着中国锰业的迅速发展，大量锰资源利用电解技术被开采及生产出来，为世界经济的发展做出重要贡献。同时，因锰资源开采力度逐年加大，锰矿资源品味明显下降，从而导致在开采及生产金属锰过程中产生大量固体废物，尤其是电解锰渣。据统计，当前我国平均每生产1吨电解金属锰需要碳酸锰矿8-10吨，产生电解锰渣9-11吨；每年所排放电解锰渣接近千万吨，且当前电解锰渣堆存量超过7000万吨。一般而言，电解锰渣中主要成分包括常规无机矿物质(SiO₂、CaSO₄、Al₂O₃、MgO、Fe₂O₃等)，同时含有大量可溶性盐(主要为铵盐)及部分重金属元素(Mn、Ag、Cr、Co、Ni、Se等)，加之其粒度较细，极易产生扬尘，其可溶性盐及重金属在各种物理化学环境条件下，对周边水体、土壤及空气产生严重威胁。

当前，电解锰渣的资源化二次无害化消纳成为矿山企业及社会各界关注的重点。据文献调研结果来看，我国电解锰渣资源化消纳研究主要集中在回收有价金属、生产建筑材料以及制造肥料等方面。但综合来看，不论采取上述何种处置方式，电解锰渣的资源化有效利用仍存在大量问题，如有价金属二次回收效益不大、所制备建筑材料性能较差、用作肥料时重金属含量达不到土壤利用环境标准，因此达不到无害及高耗量资源化消纳。

磷石膏废渣作为生产磷肥、磷酸时所排放的固体废弃物，其主要成分为硫酸钙(二水石膏及半水石膏)，同时夹杂少量磷酸、硅、铝、铁、镁、有机质杂质及重金属等。当前，我国磷石膏产量约7500万吨，且每生产一吨磷酸约产生4.5～5吨磷石膏废渣，因其粒度较细、排放量较大、pH值偏低、资源化利用率低(约2～3％)等特点，其堆积量逐年加大，在占用大量土地资源的同时，对周边生态环境产生严重威胁，主要为重金属污染及扬尘污染。因此，将磷石膏废渣进行高资源化及无害化有效消纳亦是当前矿山企业及社会各界关注的重点。

基于上述电解锰渣及磷石膏废渣的利用状态及对当前生态环境的严重影响，开发一种磷石膏废渣和电解锰渣协同固化处理，防止其中重金属的浸出污染环境，实现电解锰渣及磷石膏废渣在道路基层应用中的可行性，有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是在于提供一种磷石膏废渣和电解锰渣协同固化处理的方法，该方法可以获得高抗压强度和软化系数的固结体，同时可以将砷元素及其他重金属得到有效固结，砷和重金属的浸出浓度能够达到环保要求，实现了以废治废的绿色工艺。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种利用磷石膏废渣固化电解锰渣的方法，该方法是将电解锰渣、磷石膏废渣、磷酸盐和水搅拌混合均匀，再加入软化固化剂搅拌均匀、密封、静置反应后，压制成型，养护。

本发明技术方案实现了以磷石膏废渣来实现电解锰渣的有效固结，电解锰渣的主要成分为硫酸钙，磷石膏废渣和磷酸盐引入大量磷酸根，在水的作用下，磷酸根和硫酸钙发生反应，生成磷酸钙，因为磷酸钙在水中的溶解度小于硫酸钙，在软土固化剂的胶凝特性下，固结体的固结效果会得到加强，同时固结体在经过泡水处理后，不容易发生分散，使得其软化系数增强。

作为一个优选的方案，电解锰渣和磷石膏废渣的含水率低于20％。