[发明专利]一种水泥窑协同处置电解锰渣的方法及其系统

说明书

本发明公开了一种水泥窑协同处置电解锰渣的方法及其系统，属于电解锰渣利用技术。在新型干法水泥熟料生产线中，将电解锰渣与煤按比例加入煤磨中，两者边混合、边干燥、同时被磨细，得到的含电解锰渣的煤粉进行存储，通过喷煤管将存储的煤粉喷入分解炉中，并使得分解炉保持正常运行。本发明利用现有预分解窑水泥熟料生产线，对电解锰渣进行无害化处置和资源化利用。

技术领域

本发明涉及电解锰渣利用技术领域，特别是一种水泥窑协同处置电解锰渣的方法及其系统。

背景技术

水泥生产工艺主要是“两磨一烧”，由钙质原料、硅质原料等按一定比例配合后经磨细成生料，然后在窑炉系统中高温煅烧形成水泥熟料，再加石膏等磨细而成。在水泥熟料的煅烧过程中，会产生大量的氮氧化物(NOx)，环保部门相关统计数据显示，水泥工业的氮氧化物排放量约占全国总量的10～12％。NOx的危害多种多样，通过呼吸进入人体肺的深部，可引起支气管炎或肺气肿，还能和大气中其他污染物发生光化学反应形成光化学烟雾污染，同时也是造成酸雨的原因之一。为此，我国对水泥工业烟气中NOx排放限制越来越严格，脱硝是水泥工业面临的一大任务。

SNCR是我国水泥工业应用较为广泛的一种烟气脱硝技术，利用分解炉内合适的温度区间(900～1100℃)，向其内喷入氨水混合物，在此温度下，氨(NH₃)与烟气中NO_x反应生成N₂和H₂O。但该技术氨水消耗量较大。

电解锰渣是电解锰生产过程中碳酸锰矿经酸浸、中和、压滤等工序产生的酸性废渣，含有SiO₂、CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、SO₃、MgO、R₂O及重金属等化学成分，其主要污染物是重金属、氨和残留酸，堆放时会渗透到周围的水体和土壤中，危害生态环境和人类健康。我国是电解锰生产大国，在生产过程中产生的电解锰渣高达1000多万吨/年，迄今尚缺少经济和安全的处置方法，因而面临严峻的处置压力。

水泥窑协同处置固废是水泥工业研究和实践的热点，其中就包括水泥窑协同处置电解锰渣方面的尝试。现有水泥生产中对锰渣的利用处置包括：将锰渣作为生料的原料，助燃剂组成材料、掺合料组成材料等。作为助燃剂组成材料时，锰渣用量占比小，处置量十分有限，无法满足对锰渣处置需求。作为水泥掺合料或原料处置，需要对电解锰渣进行高温煅烧脱硫才能大量应用，一般须再设置对电解锰渣预处理设备，因而处置成本高。现有水泥窑协同处置电解锰渣中还没有不需新增重要设备、不影响现有生产线水泥生产的处置方法。

CN1837120A公开了一种利用电解锰渣生产水泥的方法，利用石灰石、电解锰渣、铁粉、萤石、无烟煤混合粉磨为生料、成球焙烧为熟料。该方法只适用于立窑水泥生产，立窑是落后的生产工艺装备，由于产量低、水泥质量差等原因，在我国已经被淘汰。

CN201911374625.3公开了一种基于干法旋窑水泥生产线协同处理电解锰渣的设备及方法，也利用了水泥生产的回转窑、窑尾烟室、分解炉等装备，同时，还设有锰渣加入窑尾烟室的计量、输送和国入装置。电解锰渣在窑尾烟室中加热分解，其无机组分成为水泥熟料成分，而氨挥发后进入分解炉，也起到脱硝作用。但是该方法有以下不足之处：(1)含水的原状锰渣直接由窑尾烟室加入，得不到均匀分散，致使锰渣与其它物料不能均匀混合和反应，从而影响水泥熟料质量；(2)锰渣中的水分高，在窑尾烟室加入后，水分蒸发，需要吸收较多热量，不仅提高热耗，更是干扰了热工制度，影响正常生产；(3)窑尾烟室的流场特性以及水泥窑中NOx形成与还原反应特性，锰渣中的氨对降低烟气中NOx的作用几乎没有。