316l不銹鋼無(wú)縫管電解錳渣處理仍任重道遠(yuǎn)

　我國(guó)是全球最大的電解金屬錳生產(chǎn)、消費(fèi)和出口國(guó)，產(chǎn)能已超過200萬(wàn)噸，占全球電解錳總產(chǎn)能的98%。電解錳渣是電解金屬錳后產(chǎn)生的過濾酸渣，是電解錳行業(yè)的重點(diǎn)污染物。電解錳渣產(chǎn)生量達(dá)7~11噸/噸錳，每年產(chǎn)生量約為2000萬(wàn)噸，歷年累積超過8000萬(wàn)噸，存量巨大。目前，企業(yè)尚未找到妥善處理電解錳渣的方法，一般將電解錳渣運(yùn)輸?shù)蕉褕?chǎng)筑壩堆放。國(guó)內(nèi)錳渣尾礦壩占地面積大，安全系數(shù)低，且長(zhǎng)期在風(fēng)化淋溶的作用下，污染了大片耕地和地下水源，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。
　　電解錳渣的處理技術(shù)
　　316l不銹鋼無(wú)縫管電解錳渣的處理是控制與治理錳渣污染的必經(jīng)之路。目前，電解錳渣的處理方法有以下3種：
　　一是電解錳渣分選處理技術(shù)。該技術(shù)利用電解錳渣各礦相間不同的物理化學(xué)特性，將各種成分分開，如利用錳的磁性得到的磁選精料可成為生產(chǎn)電解錳的合格原料。
　　二是電解錳渣固化處理技術(shù)。該技術(shù)將電解錳渣中的有害成分固定或包裹在惰性的固化基礎(chǔ)材料中，是一種無(wú)害化處理方法。它一般將水泥作為固化添加的基礎(chǔ)材料，水泥的添加量不少于45%。
　　三是電解錳渣化學(xué)處理技術(shù)。錳渣中的有害成分主要是可溶性重金屬和氨氮。該技術(shù)通過添加合適的物料，破壞錳渣中的有害成分，從而使其無(wú)害化。目前，最常用且廉價(jià)的化學(xué)處理方法是在電解錳渣中添加石灰，將可溶性的重金屬鹽轉(zhuǎn)變?yōu)闅堅(jiān)瑢钡D(zhuǎn)變?yōu)榘睔猓瑥亩緦?shí)現(xiàn)有害物質(zhì)的去除或分離。
　　近年來(lái)，錳礦石的品位逐漸降低。同時(shí)，隨著生產(chǎn)工藝水平的提高，生產(chǎn)環(huán)節(jié)的效率不斷提高，電解錳渣中錳的含量進(jìn)一步降低，電解錳渣中的錳已經(jīng)很難通過分選處理的方法再次回收利用。固化處理效果雖然良好，但對(duì)于堆積成山的錳渣，該方法可能會(huì)消耗大量的水泥，勢(shì)必會(huì)造成處理成本的增加，工業(yè)化應(yīng)用前景一般。化學(xué)處理技術(shù)的添加藥劑來(lái)源廣、成本低，且處理原理簡(jiǎn)單、效果顯著，所以化學(xué)處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)錳渣資源化利用的有效方法。
　　電解錳渣資源化利用
　　大量電解錳渣的囤積，給我國(guó)環(huán)保工作帶來(lái)了很大壓力。對(duì)電解錳渣進(jìn)行資源化利用，不僅可以解決其對(duì)環(huán)境的污染問題，還能夠?yàn)槠髽I(yè)創(chuàng)造效益，降低生產(chǎn)成本。目前，電解錳渣的資源化利用主要有以下幾種方式：
　　回收有價(jià)金屬。316l不銹鋼無(wú)縫管電解錳渣中錳資源占比達(dá)到9%~13%。錳的回收方法主要有生物法、酸性浸出法和水洗沉淀法3種。生物法主要利用硫氧化細(xì)菌和鐵氧化細(xì)菌浸出錳渣中的錳，錳的浸出率可達(dá)90%以上。酸性浸出法則在電解錳渣中添加酸性浸出液、浸取助劑，超聲、除雜后能夠得到純度較高的硫酸錳產(chǎn)品。水洗沉淀法采用“清水洗渣+銨鹽沉淀”的方法回收可溶性錳，錳的回收率可達(dá)到99%以上，回收得到的富錳沉淀料中，錳的含量可達(dá)到30%以上。
　　酸性浸出法和水洗沉淀法由于工藝復(fù)雜、成本較高且會(huì)造成二次污染，導(dǎo)致應(yīng)用受限。生物法是一個(gè)極具潛力的回收錳渣中錳及其他金屬離子的方法，但對(duì)菌種和浸出條件的要求較高，并且細(xì)菌浸出時(shí)間普遍較長(zhǎng)。此外，菌種的培育也比較復(fù)雜，目前仍未能找到最合適的菌種。
　　制備全價(jià)肥。電解錳渣中富含有機(jī)物質(zhì)和植物所需要的大量營(yíng)養(yǎng)元素，如錳、硒、鉀、鈉、鐵、硼等，這為利用電解錳渣制備全價(jià)肥提供了可能。目前，電解錳渣制備的全價(jià)肥雖可增加一定肥效，但其肥效不如普通氮肥和磷肥。此外，電解錳渣中也含有很多有害元素，促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)的同時(shí)也會(huì)污染土壤，危害人類健康。若能在施用錳渣肥料前，對(duì)其進(jìn)行無(wú)害化處理，那么錳渣肥料將在農(nóng)業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中得到廣泛采用。
　　用作水泥添加料。電解錳渣具有潛在的活性，其主要礦物為二水石膏。目前，錳渣可以作為水泥添加料的輕骨料、緩凝劑、礦化劑等。添加電解錳渣不僅能改善混凝土的各種性能，還能將部分重金屬離子固化在混凝土中，減小其對(duì)環(huán)境的危害。盡管如此，實(shí)際中，電解錳渣最高摻入量只有5%，較合適的摻入量為3%。電解錳渣摻入量如此之少，使得企業(yè)很難通過自建水泥廠來(lái)合理利用電解錳渣。在電解錳渣中添加還原劑并進(jìn)行高溫脫硫處理，可提高電解錳渣在混合材料中的添加量，添加量可達(dá)30%以上。
　　生產(chǎn)墻體材料。電解錳渣主要含有二氧化硅、氧化鈣、氧化鐵和氧化鋁等，適合用于制磚。目前，利用電解錳渣生產(chǎn)的主要產(chǎn)品有免燒磚、燒結(jié)磚、陶瓷磚、蒸壓磚和保溫磚。電解錳渣在制備墻體材料領(lǐng)域的主要問題有：一是錳渣的摻入比例相對(duì)較少，增加摻加量將導(dǎo)致磚體的強(qiáng)度下降；二是錳渣中重金屬和有毒雜質(zhì)需進(jìn)一步去除。綜合比較，利用電解錳渣制備陶瓷磚和蒸壓磚具有錳渣消耗量大、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低、產(chǎn)品用途廣且用量大等特點(diǎn)，具有較好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
　　生產(chǎn)路基材料。電解錳渣粉配加粉煤灰和電石泥制備不含熟料的瀝青混合料，能有效提高瀝青混合料的穩(wěn)定性、強(qiáng)度、黏附性和抗腐性能。該瀝青混合料使用1年后的抗壓強(qiáng)度仍可達(dá)到10兆帕，滿足交通道路建設(shè)的要求。錳渣的添加量達(dá)到80%時(shí)，所制備的瀝青膠漿和瀝青混合料的性能和經(jīng)濟(jì)性最好。當(dāng)然，大規(guī)模地推廣錳渣在公路路基材料方面的應(yīng)用，還得考慮錳渣中重金屬離子的“毒化”影響。錳渣中的重金屬離子會(huì)通過雨水滲透到路基附近的土壤，從而影響其周邊環(huán)境。
　　制備微晶玻璃。電解錳渣是SiO2-CaO-MgO-Al2O3四元渣系，適合制備微晶玻璃。采用燒結(jié)法制備微晶玻璃的工藝流程為：混合配料—高溫熔化—成核晶化—切割拋光—成品。利用電解錳渣可制出咖啡色的微晶玻璃，錳渣摻入量可達(dá)到75%以上。電解錳渣微晶玻璃的制備方法具有工藝簡(jiǎn)單、能耗低和環(huán)保等特點(diǎn)，可以成為電解錳渣資源化利用的重要方向。
　　制備多孔陶瓷。多孔陶瓷是一種新型陶瓷，可以用作過濾材料、吸音材料和保溫保濕材料等。利用電解錳渣制備的強(qiáng)度和氣孔率大的多孔陶瓷可用作過濾材料，吸附廢水中的重金屬。這種方法可以達(dá)到“以廢制廢”的目的。
　　目前，電解錳渣的資源化利用技術(shù)研究大多處于理論研究階段，在實(shí)際工業(yè)化中得到應(yīng)用的寥寥無(wú)幾，其原因主要有以下3點(diǎn)：一是回收電解錳渣中的金屬錳無(wú)法取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，且二次利用價(jià)值不大。二是電解錳渣在水泥行業(yè)和墻體材料領(lǐng)域進(jìn)行資源化利用時(shí)，摻入比例相對(duì)較低，難以解決大量電解錳渣的堆積問題。三是電解錳渣在水泥行業(yè)、墻體材料、制備全價(jià)肥等領(lǐng)域的資源化利用過程中，均需要考慮對(duì)有害元素或重金屬的無(wú)害化處理，成本較高。
　　電解錳渣資源化利用建議
　　從目前情況來(lái)看，電解錳渣主要用于水泥生產(chǎn)和墻體材料制備。綜合比較來(lái)看，利用電解錳渣制備陶瓷磚和蒸壓磚，具有錳渣消耗量大、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低、產(chǎn)品用途廣且用量大、工業(yè)化應(yīng)用前景廣闊等特點(diǎn)。另外，已有回轉(zhuǎn)窯設(shè)備的企業(yè)可考慮利用電解錳渣制備微晶玻璃和多孔陶瓷材料。

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