可用于建筑材料的电解锰渣性能试验研究

可用于建筑材料的电解锰渣性能试验研究

可用于建筑材料的电解锰渣性能试验研究/钱觉时等 59

可用于建筑材料的电解锰渣性能试验研究3

钱觉时,侯鹏坤,王 智,章一颖

(重庆大学材料科学与工程学院,重庆400045)

摘要  电解锰渣是由锰矿(通常为碳酸锰矿)采用电解方法生产金属锰过程中产生的废渣,了解电解锰渣的基本性质有利于其资源化利用。采用X射线衍射、DSC、化学分析和筛分等手段对2种来源的电解锰渣的基本性能进行了分析。结果表明,电解锰渣中的主要结晶矿物为石英、二水石膏、莫来石及赤铁矿,电解锰渣有比较明显的石膏受热脱水峰,但峰值小;电解锰渣中SiO2、SO3、Al2O3、CaO和Fe2O3的总量占80%以上;电解锰渣中硫酸盐有二水石膏,也有含量较高的大溶解度硫酸盐。结果还表明,电解锰渣可归属于硅酸盐材料;由于电解锰渣存在多种硫酸盐,在利用石膏作为水泥缓凝剂等时还需深入研究。

电解锰渣 石膏 硫酸盐关键词  

PropertiesofElectrolyticManganeseSlagUsedasBuildingMaterials

QIANJueshi,HOUPengkun,WANGZhi,ZHANGYiying

(CollegeofMaterialsScienceandEngineering,ChongqingUniversity,)

Abstract  Theelectrolyticmanganeseslagisaresiduefofintheman2ganeseore(manganesecarbonate).Itisnecessarytorealizetheutilization.TwoelectrolyticmanganeseslagsareinvestigatedusingXRD,screening.Itisshownthatthemainmineralsintheslagarequartz,,characteristicapexofgypsumappearsintheDSCcurvewhenisamountofSiO2,SO3,Al2O3,CaOandFe2O3isabove80%;thereare,calciumsulphatebutalsoothersulphateswithhighsolubility.Itissuggestedslagbeclassifiedasasilicateresidueandmorestudiesbedonebeforeusingtheslagasacementduetothesolublesulphates.

Keywords  electrolyticmanganeseslag,gypsum,sulphate

  锰是冶金、航天、化工等工业部门的关键基础材料。我

国是世界上主要的锰矿与锰产品生产地之一,目前探明的锰矿资源有7.1亿t。锰矿资源的利用一般是通过电解锰方法生产金属锰这一中间产品来实现的。2006年我国电解锰产量超过100万t,电解锰的生产对于我国冶金、化工等行业的发展具有重要的促进作用,电解锰企业也为当地GDP的增长作出了很大的贡献,但电解锰生产过程会引起比较严重的环境问题,一般情况下1t电解锰会产生6~7t电解锰渣,这些电解锰渣不仅占用土地堆放,还污染水源、土壤。虽然很多电解锰厂也采用不同方法对电解锰渣进行了处置,带来了很大的经济负担,但环境污染问题仍然很严重,造成了生产企业与当地居民的严重冲突[1]。

如果能对电解锰渣加以有效利用,不仅能彻底解决电解锰渣的污染问题,甚至还能给电解锰生产企业带来一定的经济效益。由于电解锰渣排放量巨大且对环境有比较大的危害,因此无论从环保角度还是从消纳容量角度来看,电解锰渣用于建筑材料都可能是比较有效的途径之一[2],或者说是最终的有效利用途径之一。但从建筑材料利用角度对电解

锰渣性能的研究结果则非常少。本文选择来自2个生产厂家的电解锰渣,从建筑材料的利用角度对其基本性能进行了分析。

1 电解锰渣的产生过程

用于电解锰生产的主要原材料有氧化锰矿和碳酸锰矿。锰矿来源不同,制取电解锰液的工序也有很大不同[3]。由于碳酸锰矿浸取锰液方法的成本较低,因此我国目前生产电解锰的主要原料是碳酸锰矿。

对于碳酸锰矿,可直接利用硫酸与碳酸锰化合反应制取硫酸锰溶液,然后通过中和、净化、过滤等一系列工艺制备出电解液,经加入添加剂如二氧化硒、亚硫酸铵等即可进入电解槽进行电解。利用氧化锰矿生产电解锰时,由于二氧化锰在通常条件下不与硫酸反应,需要将其处理为二价锰后再与硫酸反应制备硫酸锰溶液,处理方法一般为焙烧法,即将二氧化锰与还原性物质(一般为炭)共同混合后密闭加热,在一定温度下通过炭将四价锰还原为二价锰,粉碎后再与硫酸反应;另一种方法称为两矿法,即采用二氧化锰矿粉与硫铁矿

 3国家高技术研究发展计划重点项目(863计划)(2008AA031206);重庆市科技攻关项目(CSTC2007AB4019)

 钱觉时:男,1962年生,教授,博导,博士,主要从事水泥混凝土及固体废弃物建材资源化利用研究 E2mail:qjs@http://www.51wendang.com

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