成果簡介：
本組合技術(shù)涉及濕法錳系材料酸浸渣資源綜合利用，通過水洗回收錳渣中的可溶性硫酸鹽，通過礦相重構(gòu)改變渣中惰性礦相性質(zhì)，形成具有膠凝活性的聚合物前驅(qū)體，實現(xiàn)免燒建材中錳渣≥70%的高摻比;通過加入其他工業(yè)廢渣、水泥、外加劑等進行協(xié)同水化膠凝，提高產(chǎn)品強度，制備多元化免燒建材產(chǎn)品。
本技術(shù)解決了濕法錳系材料行業(yè)(電解金屬錳、電解二氧化錳、硫酸錳等)濕法錳渣污染及綜合利用困難的行業(yè)共性問題。其中惰性礦相重構(gòu)制備膠凝前驅(qū)體關(guān)鍵技術(shù)可應用于赤泥、磷石膏等工業(yè)廢渣建材化領域。
應用案例
貴州能礦錳業(yè)集團10萬噸/年錳渣高效洗滌回收可溶銨錳及錳渣無害化示范項目
貴州能礦錳業(yè)集團5萬噸/年錳渣制備高摻量免燒砌體示范項目
貴州能礦錳業(yè)集團5萬噸/年錳渣制備高摻量混凝土及預制件示范項目
研發(fā)背景
我國是全球最大的錳系材料生產(chǎn)國，其中電解錳產(chǎn)能占全球產(chǎn)能95%以上。根據(jù)礦石品位不同，噸金屬錳排放錳酸浸渣約5~9噸。僅按電解金屬錳產(chǎn)量計算，近年來錳渣排放量已超過1200萬噸/年。目前錳酸浸渣均采用筑壩建庫濕法堆存，滲濾液中硫酸錳、硫酸銨含量較高，對地下水及地表水環(huán)境威脅較大，部分地區(qū)污染嚴重。錳渣庫長期運行往往積水嚴重，庫渣呈流態(tài)化，存在嚴重的環(huán)境污染風險和安全隱患。
由于壓濾工藝及錳渣持水能力限制，新生錳渣含水率約27~30%，其溶液成分主要為硫酸錳、硫酸銨、硫酸鎂等。錳渣因礦石成分、浸出工藝不同，成分差異較大、物相復雜，片狀、柱狀及無定型晶體等形成雜亂堆積的結(jié)構(gòu)，活性較差，綜合利用難度較大。
錳渣因綜合利用附加值低，制備建筑材料是大宗消納的主要方向。錳渣制備免燒磚因環(huán)境友好、投資低、規(guī)模靈活等優(yōu)勢成為近年來的研究重點。但由于錳酸浸渣活性低、粒度細、成分及物相復雜，水溶性硫酸鹽含量較高，一旦提高錳渣摻比，錳渣磚使用過程中可溶鹽將逐漸析出，強度嚴重下降，產(chǎn)品質(zhì)量難以滿足要求。如降低摻比，將大大限制錳渣的消納;焙燒預處理、加熱混料、長時間蒸養(yǎng)等雖能部分消除這一影響，但成本較高，產(chǎn)品經(jīng)濟性難以被市場接受。目前，錳酸浸渣的綜合利用已成為影響錳行業(yè)健康發(fā)展的共性問題。
作用原理
本技術(shù)目的在于提供一種錳酸浸渣制備免燒磚的方法，該方法通過水洗回收錳渣中的可溶性硫酸鹽，通過礦相重構(gòu)改變渣中惰性礦相性質(zhì)，形成具有膠凝活性的硅酸鹽、鋁硅酸鹽等聚合物，實現(xiàn)建材中錳渣≥70%的高摻比;通過加入其他工業(yè)廢渣、水泥、外加劑等進行協(xié)同水化膠凝，提高產(chǎn)品強度，制備免燒砌體、陶粒骨料、混凝土、預制件等多元化建材。
市場分析
目前，我國已成為全球最大的電解錳生產(chǎn)國、消費國和出口國，產(chǎn)能占世界的95%以上。行業(yè)內(nèi)大多使用Mn%=12~18%的
低品位礦生產(chǎn)，通常每噸金屬錳產(chǎn)生化合渣7~9噸。隨著國內(nèi)部分區(qū)域礦石貧化程度的加劇，噸錳渣量不斷上升，少數(shù)企業(yè)噸錳產(chǎn)渣量已超過10噸。
按照2018年電解金屬錳產(chǎn)量計算，全國年產(chǎn)渣量約1200萬噸以上。根據(jù)歷史產(chǎn)量累積計算，全國庫存錳渣數(shù)量已超過1億噸。
錳渣引起的安全及環(huán)保問題已引起政府及社會的高度關(guān)注，成為影響行業(yè)健康發(fā)展的共性問題。本技術(shù)原輔料成本低廉、來源廣泛，生產(chǎn)過程無“三廢”產(chǎn)生、環(huán)境友好，生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案靈活，可有效解決錳行業(yè)面臨的廢渣污染及綜合利用問題，是政府及錳行業(yè)急需的重點技術(shù)。
聲明：
“電解錳渣制備綠色免燒膠凝建材技術(shù)” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：貴州大學
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2025年03月25日 ~ 27日 
