316l不銹鋼無縫管電解錳渣處理仍任重道遠

　我國是全球最大的電解金屬錳生產、消費和出口國，產能已超過200萬噸，占全球電解錳總產能的98%。電解錳渣是電解金屬錳后產生的過濾酸渣，是電解錳行業的重點污染物。電解錳渣產生量達7~11噸/噸錳，每年產生量約為2000萬噸，歷年累積超過8000萬噸，存量巨大。目前，企業尚未找到妥善處理電解錳渣的方法，一般將電解錳渣運輸到堆場筑壩堆放。國內錳渣尾礦壩占地面積大，安全系數低，且長期在風化淋溶的作用下，污染了大片耕地和地下水源，對生態環境造成嚴重破壞。
　　電解錳渣的處理技術
　　316l不銹鋼無縫管電解錳渣的處理是控制與治理錳渣污染的必經之路。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。該技術利用電解錳渣各礦相間不同的物理化學特性，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電解錳的合格原料。
　　二是電解錳渣固化處理技術。該技術將電解錳渣中的有害成分固定或包裹在惰性的固化基礎材料中，是一種無害化處理方法。它一般將水泥作為固化添加的基礎材料，水泥的添加量不少于45%。
　　三是電解錳渣化學處理技術。錳渣中的有害成分主要是可溶性重金屬和氨氮。該技術通過添加合適的物料，破壞錳渣中的有害成分，從而使其無害化。目前，最常用且廉價的化學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變為殘渣，將氨氮轉變為氨氣，從而基本實現有害物質的去除或分離。
　　近年來，錳礦石的品位逐漸降低。同時，隨著生產工藝水平的提高，生產環節的效率不斷提高，電解錳渣中錳的含量進一步降低，電解錳渣中的錳已經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，但對于堆積成山的錳渣，該方法可能會消耗大量的水泥，勢必會造成處理成本的增加，工業化應用前景一般。化學處理技術的添加藥劑來源廣、成本低，且處理原理簡單、效果顯著，所以化學處理技術是實現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，給我國環保工作帶來了很大壓力。對電解錳渣進行資源化利用，不僅可以解決其對環境的污染問題，還能夠為企業創造效益，降低生產成本。目前，電解錳渣的資源化利用主要有以下幾種方式：
　　回收有價金屬。316l不銹鋼無縫管電解錳渣中錳資源占比達到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菌和鐵氧化細菌浸出錳渣中的錳，錳的浸出率可達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，錳的回收率可達到99%以上，回收得到的富錳沉淀料中，錳的含量可達到30%以上。
　　酸性浸出法和水洗沉淀法由于工藝復雜、成本較高且會造成二次污染，導致應用受限。生物法是一個極具潛力的回收錳渣中錳及其他金屬離子的方法，但對菌種和浸出條件的要求較高，并且細菌浸出時間普遍較長。此外，菌種的培育也比較復雜，目前仍未能找到最合適的菌種。
　　制備全價肥。電解錳渣中富含有機物質和植物所需要的大量營養元素，如錳、硒、鉀、鈉、鐵、硼等，這為利用電解錳渣制備全價肥提供了可能。目前，電解錳渣制備的全價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，促進農作物生長的同時也會污染土壤，危害人類健康。若能在施用錳渣肥料前，對其進行無害化處理，那么錳渣肥料將在農業實際生產中得到廣泛采用。
　　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，減小其對環境的危害。盡管如此，實際中，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，使得企業很難通過自建水泥廠來合理利用電解錳渣。在電解錳渣中添加還原劑并進行高溫脫硫處理，可提高電解錳渣在混合材料中的添加量，添加量可達30%以上。
　　生產墻體材料。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，利用電解錳渣生產的主要產品有免燒磚、燒結磚、陶瓷磚、蒸壓磚和保溫磚。電解錳渣在制備墻體材料領域的主要問題有：一是錳渣的摻入比例相對較少，增加摻加量將導致磚體的強度下降；二是錳渣中重金屬和有毒雜質需進一步去除。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、生產工藝簡單、成本低、產品用途廣且用量大等特點，具有較好的工業化應用前景。
　　生產路基材料。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定性、強度、黏附性和抗腐性能。該瀝青混合料使用1年后的抗壓強度仍可達到10兆帕，滿足交通道路建設的要求。錳渣的添加量達到80%時，所制備的瀝青膠漿和瀝青混合料的性能和經濟性最好。當然，大規模地推廣錳渣在公路路基材料方面的應用，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通過雨水滲透到路基附近的土壤，從而影響其周邊環境。
　　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，錳渣摻入量可達到75%以上。電解錳渣微晶玻璃的制備方法具有工藝簡單、能耗低和環保等特點，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。這種方法可以達到“以廢制廢”的目的。
　　目前，電解錳渣的資源化利用技術研究大多處于理論研究階段，在實際工業化中得到應用的寥寥無幾，其原因主要有以下3點：一是回收電解錳渣中的金屬錳無法取得良好的經濟效益，且二次利用價值不大。二是電解錳渣在水泥行業和墻體材料領域進行資源化利用時，摻入比例相對較低，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、墻體材料、制備全價肥等領域的資源化利用過程中，均需要考慮對有害元素或重金屬的無害化處理，成本較高。
　　電解錳渣資源化利用建議
　　從目前情況來看，電解錳渣主要用于水泥生產和墻體材料制備。綜合比較來看，利用電解錳渣制備陶瓷磚和蒸壓磚，具有錳渣消耗量大、生產工藝簡單、成本低、產品用途廣且用量大、工業化應用前景廣闊等特點。另外，已有回轉窯設備的企業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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