直接在压滤板框内无害化处理电解锰渣的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及对电解锰渣进行无害化处理的方法。
【背景技术】
[0002] 电解锰渣是用电解法生产金属锰过程中产生的一种工业废渣，它在压滤车间（通 常用板框压滤机）被压滤成滤饼后，仍然含有可溶性锰(Mn)和以离子态NH4+存在的氨氮。 若将这样的电解锰渣堆放在渣场，其中的可溶性锰与氨氮会在雨水的冲刷下逐渐转移到周 边的土壤、地下水以及河流中，从而破坏周边的生态环境--既造成重金属含量超标，又造 成严重的水体富营养化，即便人们采用回收的方法，电解锰渣中的可溶性锰与氨氮等也不 可能完全除尽。因此，一方面为避免电解锰渣对生态环境的污染，另一方面为了安全堆存 与资源化利用它(例如，将电解锰渣用于建筑材料，用于路基材料)，人们就采用了将可溶性 污染物转化(也称"固定"）为不可溶的物质等措施。公开号为CN103286116A、名称为《一种 无害化处理电解锰渣的方法》的现有技术就是这类措施之一，它是以磷酸钠与生石灰(氧化 钙)作为处理剂将可溶性锰固定为不可溶性锰。该现有技术的确取得了较好的技术效果，然 而，由于该现有技术是将含水率高达25~30% (质量计）的新鲜电解锰渣装入搅拌机内进 行处理，增加了搅拌机，这就必然会增加装置成本。若遇处理不及时而在事后对滤饼状的电 解锰渣进行再处理，那么，除增加装置成本之外，还需增加搬运、恢复待处理电解锰渣的含 水率等工序，这又增大了处理过程中的工时成本。另外，该现有技术采用释放的方式处理氨 氮，虽然同时采用了"不断回收搅拌过程中产生的氨气"的方法，但这样做必然会增加回收 氨气的装置。本来，电解锰渣中的氨氮对环境造成的污染是个长期集聚的结果，而将它们直 接转化成氨气释放出来，肯定对操作者的健康造成不利的影响，但要增加回收氨气的装置 成本又大大超过能够回收的氨气的价值。因此，该现有技术存在总的处理成本较高的不足。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种总的处理成本较低的直接在压滤板框内无害化处理电 解锰渣的方法。
[0004] 为实现所述目的，提供这样一种直接在压滤板框内无害化处理电解锰渣的方法。 与现有技术相同的方面是，该方法的处理剂中有磷酸盐与氧化钙。其改进之处是，该方法处 理的电解锰渣，是位于板框压滤机的压滤板框内经压滤后的电解锰渣滤饼；所述磷酸盐是 磷酸二氢钠，所述处理剂中还有氧化镁和聚丙烯酰胺；该方法的步骤如下： (1) 将磷酸二氢钠与水充分混合，然后用进料泵通过板框压滤机的洗涤孔注入各压滤 板框内，对电解锰渣滤饼进行洗涤，并收集洗涤后的滤液； 其中，磷酸二氢钠与电解锰渣滤饼的质量比为1~4% ;电解锰渣滤饼与水之比为Ikg； 1 ~3L; (2) 将氧化镁、氧化钙和聚丙烯酰胺加入到步骤（1)收集的滤液中充分混合，然后仍用 进料泵通过板框压滤机的洗涤孔注入各压滤板框内，对电解锰渣滤饼进行再次洗涤； 其中，氧化镁与电解锰渣滤饼的质量比为0. 2~0. 5% ;氧化钙与电解锰渣滤饼的质量 比为0. 3~0. 8% ;聚丙烯酰胺与电解锰渣滤饼的质量比为0. 5~1%。； (3)排放并收集步骤（2)产生的滤液，松开板框压滤机卸下电解锰渣滤饼，即得到被无 害化处理了的电解锰渣。
[0005] 从方案中可以看出，本发明是直接利用板框压滤机里的压滤板框作为处理容器来 处理电解锰渣的，这样一来，就可省去现有技术中不得不增加的搅拌机，节省了装置成本。 由于电解锰渣是一批一批在压滤车间进行压滤的，因此，压滤每一批电解锰渣都有较长的 时间间隔，而本发明采用洗涤方法来无害化处理电解锰渣就正好利用了这一时间间隔，也 就不会出现处理不及时的问题，这就省去了因处理不及时而事后再搬运、再恢复电解锰渣 含水率等工序，就又节省了不必要的工时成本。另外，本发明用磷酸二氢钠替换了现有技 术处理剂中的磷酸钠，并增加了用量不大的氧化镁，电解锰渣中可溶性锰在磷酸二氢钠、氧 化镁、氧化钙以及聚丙烯酰胺的共同作用下被固定成不可溶物，而且电解锰渣中的可溶性 氨氮也被一并固定为不可溶的，这又减少了氨氮回收装置的成本。在本发明处理剂中增加 了用量更少的聚丙烯酰胺，具有絮凝、胶粘和吸附作用，保证了压滤板框内的所有电解锰渣 能够被洗涤到。其具体处理过程是，磷酸二氢钠在电解锰渣孔隙水中迅速溶解并离子化生 成Na+、H+、PO43'当氧化镁颗粒受到水与氢离子的浸蚀后，颗粒表面溶解生成Mg2+，游 离出的Mg2+与PO43+、NH4+能够在加了氧化钙的弱碱环境中形成一种无定形的络合物水化 凝胶，这络合物水化凝胶的成分或被其包裹的成分均是不溶于水的，它们分别是磷酸镁铵 (MgNH4PO4?6H20，俗称乌粪石)、磷酸锰铵（MnNH4PO4?6H20)、磷酸锰[Mn3 (PO4)2 ]、二水磷酸二 氢锰[Mn(H2PO4)2CH2O],二水磷酸二氢镁[Mg(H2P04)2*2H20]、磷酸氢钙（CaHP04)、羟基磷灰 石（Ca5 (PO4) 30H)和P -磷酸钙[P -Ca3 (PO4) 2]等化合物和一些其他杂质。这就是说，可溶 性锰与氨氮，乃至其他杂质都一并被固定在电解锰渣中了，即在步骤（3)得到被无害化处理 了的电解锰渣后，就可直接地安全堆存与资源化利用了，例如用于建筑材料和路基材料。另 外，在步骤（3)收集到步骤（2)产生的滤液，还能够循环利用。简言之，由于本发明相对于现 有技术节省了搅拌机、回收氨气的装置并完全避免了工时浪费，且最后收集的滤液还能够 循环利用。所以，相比于现有技术，本发明无害化处理电解锰渣的总成本要低得多。
[0006] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步的说明。
【具体实施方式】
[0007] 直接在压滤板框内无害化处理电解锰渣的方法，该方法的处理剂中有磷酸盐与氧 化钙（CaO)。本发明处理的电解锰渣，是位于板框压滤机的压滤板框内经压滤后的电解锰渣 滤饼；所述磷酸盐是磷酸二氢钠（NaH2PO4),所述处理剂中还有氧化镁(MgO)和聚丙烯酰胺 [PAM，（C3H5NO)n];该方法的步骤如下： (1) 将磷酸二氢钠与水充分混合，然后用进料泵通过板框压滤机的洗涤孔注入各压滤 板框内，对电解锰渣滤饼进行洗涤，并收集洗涤后的滤液； 其中，磷酸二氢钠与电解锰渣滤饼的质量比为1~4% ;电解锰渣滤饼与水之比为Ikg； 1 ~3L; (2) 将氧化镁、氧化钙和聚丙烯酰胺加入到步骤（1)收集的滤液中充分混合，然后仍用 进料泵通过板框压滤机的洗涤孔注入各压滤板框内，对电解锰渣滤饼进行再次洗涤； 其中，氧化镁与电解锰渣滤饼的质量比为0. 2~0. 5% ;氧化钙与电解锰渣滤饼的质量 比为0. 3~0. 8% ;聚丙烯酰胺与电解锰渣滤饼的质量比为0. 5~1%。； (3)排放并收集步骤（2)产生的滤液，松开板框压滤机卸下电解锰渣滤饼，即得到被无 害化处理了的电解锰渣。
[0008] 鉴于本发明是用洗涤方法来对电解锰渣中的可溶性锰和氨氮进行固化处理的，所 以，在实践中的洗涤速度不应过快。又因对本领域的技术人员而言，这洗涤速度仅仅只通过 有限的常规试验即可确定下来，故仅提醒一下而不详述。
[0009] 特别说明，在循环利用步骤（3)收集的滤液时，实际是将步骤（3)收集的滤液作为 步骤（1)中的"水"来使用。因此，当替换水的滤液量不够而不能满足电解锰渣滤饼之比等 于Ikg: 1~3L时，当然通过补充水来满足。
[0010] 本发明通过了在生产现场所做的实验验证，验证步骤与【具体实施方式】所述相同。 验证时，根据GB/T5086. 2-1997《固体废物浸出毒性测试方法-水平震荡法》，先后用洁净水 与处理前的电解锰渣和步骤（3)所得的被无害化处理了的电解锰渣分别混合，在得到浸出 液后，再测量前后两种浸出液中锰与氨氮的浓度，然后计算出可溶性锰的固化率和氨氮的 固化率。
[0011] 验证表[注：表中各的含意与【具体实施方式】各对应步骤中的相同]
【主权项】
1.直接在压滤板框内无害化处理电解锰渣的方法，该方法的处理剂中有磷酸盐与氧化 钙；其特征在于，该方法处理的电解锰渣，是位于板框压滤机的压滤板框内经压滤后的电解 锰渣滤饼；所述磷酸盐是磷酸二氢钠，所述处理剂中还有氧化镁和聚丙烯酰胺；该方法的 步骤如下： (1) 将磷酸二氢钠与水充分混合，然后用进料泵通过板框压滤机的洗涤孔注入各压滤 板框内，对电解锰渣滤饼进行洗涤，并收集洗涤后的滤液； 其中，磷酸二氢钠与电解锰渣滤饼的质量比为1~4% ;电解锰渣滤饼与水之比为Ikg； 1 ~3L; (2)将氧化镁、氧化钙和聚丙烯酰胺加入到步骤（1)收集的滤液中充分混合，然后仍用 进料泵通过板框压滤机的洗涤孔注入各压滤板框内，对电解锰渣滤饼进行再次洗涤； 其中，氧化镁与电解锰渣滤饼的质量比为〇. 2~0. 5% ;氧化钙与电解锰渣滤饼的质量 比为0. 3~0. 8% ;聚丙烯酰胺与电解锰渣滤饼的质量比为0. 5~1%。； (3) 排放并收集步骤（2)产生的滤液，松开板框压滤机卸下电解锰渣滤饼，即得到被无 害化处理了的电解锰渣。
【专利摘要】直接在压滤板框内无害化处理电解锰渣的方法，该方法处理的电解锰渣，是位于板框压滤机的压滤板框内经压滤后的滤饼，处理剂中有磷酸二氢钠、氧化钙、氧化镁和聚丙烯酰胺。其步骤有：（1）采用磷酸二氢钠与水混合后的溶液洗涤各压滤板框内电解锰渣滤饼；（2）将氧化镁、氧化钙和聚丙烯酰胺溶于步骤（1）收集的滤液后，对电解锰渣滤饼进行再次洗涤；（3）收集步骤（2）产生的滤液，松开板框压滤机卸下滤饼，即得到被无害化处理后的电解锰渣。本发明在固定电解锰渣中的可溶性锰的同时，也一并固定了其中的可溶性氨氮，与现有技术相比，本发明既保留了其优点，又克服其不足—降低了无害化处理电解锰渣的总成本。
【IPC分类】B09B5-00, B09B3-00
【公开号】CN104690080
【申请号】CN201510139926
【发明人】刘仁龙, 舒建成, 刘作华, 陶长元, 杜军, 唐金晶, 范兴, 孔令峰, 孙大贵, 左赵宏, 谢昭明, 周小霞, 张兴然, 邱江, 李明强, 郭岚峰, 赵杨
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月28日