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424《华东科技》
陈 佳
（湘西自治州环境评估服务中心，湖南 吉首 416000）
摘要：湘西自治州电解锰生产历史悠久，近40年来电解锰企业产生锰渣总贮存量超过1000万吨。大量堆存的锰渣即增加了环境风险也浪费了资源。本文结合湘西自治州电解锰行业现状，提出以电解锰生产企业为主体，利用电解锰生产企业现有生产设施作为锰渣综合利用设备，以可溶性锰浸出、制砖为手段，实现提高金属锰回收率、降低锰渣处置成本的目的。最终1t 电解锰渣可回收0.013tMn，锰综合回收率提高7%。 关键词：电解锰渣；可溶性锰回收；制砖；综合利用
金属锰是一种重要的冶金、化工原料，广泛应用于钢铁冶炼、合金制造等行业。湘西自治州地处武陵山区，锰矿资源十分丰富，已探明储量0.48亿吨，其电解金属锰生产已有37年历史，形成了约40座电解锰渣尾矿库，电解锰渣总贮存量超过1000万吨。电解锰渣长期大量堆存即对地表水、地下水环境安全构成严重威胁，也浪费了矿产资源，其综合利用已成为必然。 1 电解锰渣理化性质 电解锰渣为黑细小颗粒，压滤后为块状，pH 值5.8-6.0，呈弱酸性，属第Ⅱ类一般工业固体废物，主要化学成分为SiO 2、CaO、Al 2O 3、Fe 2O 3、MgO、MnO 等（详见表1）。电解锰渣中Mn 存在形态以(NH 4)2Mn(SO 4)3、Mn(O,OH)2、CaMn 2O 4、MnFe 2O 4为主，对应矿物质为硫酸锰铵、六方锰矿、钙锰氧化物、锰尖晶石。其中硫酸锰铵是电解锰生产过程产生并沉积在电解锰渣中的复合盐，易溶于
水，为可溶性锰。六方锰矿、钙锰氧化物、锰尖晶石多为原矿石中难溶性锰。电解锰渣因含2%以上可溶性锰，即具有一定的利用价值，但也是锰
渣污染主要来源。
表1 电解锰渣化学成分
名称 SiO CaO Al O Fe O MgO MnO SO K
O Na
O P 0
ZNO 含量
32.15
12.56
7.68
5.36
3.00
2.93
31.78
2.42
0.81
0.62
0.015
2 电解锰渣综合利用方案水土保持学报
根据以上特性，一是电解锰渣含有硫酸锰铵，易溶于水，锰渣中可溶性锰具体一定回收价值。二是电解锰渣主要含有二氧化硅、氧化钙、氧化铁和氧化铝等，适合用于制砖。目前国内提出多种电解锰渣可溶性锰回收方案，但投入工业化生产的却很少。主要在于可溶性锰含量不高，常规湿法回收利用成本高、效益低，并且二次污染（主要为废水）处理难度大。因此本文提出以电解锰生产企业为主体，
利用电解锰生产企业现有生产设施作为锰渣综合利用设备，以锰渣浸出、制砖为手段，达到提高金属锰回收率、降低锰渣处置成本的目的。具体思路为：首先将锰渣通过酸浸、水洗、固液分离等工序后，浸出液作为电解锰生产用电解液补充液体返回电解生产系统，从而实现可溶性锰回收及提高锰元素综合回收率。水洗渣再采用制砖技术，实现资源化。通过以上过程，最终达到锰渣资源化
目的。
图1 电解锰渣综合利用技术路线
2.1 可溶性锰回收方案
阳极液酸性浸出按固液比1:3进行机械搅拌浸出，浸出时间达到120min 时，可溶性锰基本溶出。将酸性浸出后的矿浆泵入隔膜压滤机中，调节阀门控制进料压力维持在0.4MPa，打开清水水泵，同时打开进料管路阀门进行水洗，调节阀门控制水洗压力维持在
0.25MPa，清水流量为0.1m 3
/min。水洗过程可大幅降低锰渣中锰和硫酸铵含量，当水洗时间达到11min 时，洗涤水中的锰和硫酸铵浓度趋于稳定。洗涤液作为电解锰电解液补充用水返回生产系统。经过计算1t 电解锰渣可回收Mn0.013t。水洗压滤干渣作为制砖原料。 2.2 电解锰渣制砖方案
中华人民共和国律师法
郭一锋等以适量的硅灰与P·O42.5水泥复合组成的胶材与锰渣按0.2:1.3:8.4比例经过拌合、成型、养护等工序后，制得锰渣轻质保温墙砖，通过对其强度、导热系数探究其性能满足在日常工作温度（5-50℃）时，锰渣墙砖表现出了良好的体积稳定性，避免了
因水化放热产生的胶面结温差拉应力使墙砖内部产生裂纹。并且郭一锋等利用锰渣为主要原料，加入胶凝材料和早强激发外加剂（CaCl 2、Na 2S 4），以85%锰渣、12%水泥、2%硅灰、1%剑麻纤维材料混合，加入微量的化学激发剂（CaCl 2、Na 2SO 4），添加少许聚羧酸减水剂，制备出优良性能的非承重性保温墙材料，导热系数为 0.12- 0.13W／(M·K)，抗压强度可达 2.0MPa，均优于国家相关标准。并且该技术已应用在西安文理学院第二教学楼，其工程于2008年4月开工，于2010年 12月通过竣工验收。在经过质检部门检测，各项指示均达到要求。余举学将电解锰渣与水泥、石灰及水料等按一定比例经过磨细、配料、浇注、切割、蒸压养护等工序，利用电解锰渣生产超轻混凝土作为墙体填充材料，得出通过水泥为20％、石灰为8%、锰渣为50%、粉煤灰为15%及其他掺杂混合，水料比为0.57-0.62，将所得加气混凝土浇注至空心砌块中，得到与普通混凝土空心砌块相比更节能、更环保传热系数降低40%的新型建材产品。水洗渣制砖后，最终实现电解锰渣无害化、资源化，具有很好的经济效益、环保效益。 3 结语
（1）依托电解锰企业现有生产设施回收电解锰渣中可溶性锰，具有投入低，二次污染小等优点。
（2）采用阳极液酸浸、清水洗涤方式，可实现1t 电解锰渣可回收0.013tMn，电解锰企业可实现金属锰综合回收率提高7%，经济效益显著。
（3）水洗渣制砖后，最终实现电解锰渣无害化、资源化。 （4）地方人民政府应制定相应规划、政策，鼓励建设锰渣综合利用项目及使用以锰渣为原料的新型墙体材料。 参考文献：
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