专利名称：氧化锰渣回收的综合利用方法
技术领域：
本发明涉及工业废渣的回收及综合利用技术领域，具体的说是一种氧化 锰渣回收的综合利用方法。
技术背景氧化锰(二氧化锰)是软锰矿的主要组成，软锰矿是一种常见的锰矿物，某些氧化锰矿含锰超过60%,是重要的锰矿石。氧化锰矿是其他锰矿石变成 的，在沼泽、湖海等形成的沉积物中也可以形成氧化锰矿，经电解法提炼后， 其产品可用于制备髙纯氧化锰精矿，是生产硫酸锰、电解金属锰、活性二氧 化锰、电解二氧化锰、四氧化锰等主要原料，广泛应用于钢铁工业、铝合金 工业、磁性材料工业、化学工业等多个领域。然而，我国锰矿资源贫乏，锰矿石品位低。同时，电解锰工艺处理氧化 锰矿后产生的废渣量巨大，每提取1吨金属锰将产生2-4吨的氧化锰渣。目 前我国锰渣年排放量超过200万吨，利用率极低。长期以来，对锰渣的处理 均没有找到综合的、有效的利用途径，基本上是采用堆积或填埋的方式，由 此，占用的土地资源量逐年增加，污染地下水源，矿产资源浪费严重，生产 成本逐年上升。如何进一步回收氧化锰渣中的高品位氧化锰精矿，并对其余部分综合利 用，是人们长期希望努力的目标。CN1837120A公开名称为"利用电解锰渣生 产的水泥"的发明专利申请、CN1830865A公开名称为"利用电解锰渣生产生 态型胶凝材料的方法"的发明专利申请、CN1080950A公开名称为"以电解金属锰废渣为组分的型煤"的发明专利申请，都是对电解锰渣作了部分利用的 尝试。所有专利都只是把电解锰渣作为原料，生产水泥、生态型胶凝材料、 型煤，均未对电解锰渣中含有的氧化锰精矿进行回收利用，从而未完全综合 利用锰渣，不能彻底解决锰渣对环境的污染，也不能实现氧化锰渣零排放。 发明内容本发明的目的是研制一种氧化锰渣回收综合利用的方法，利用综合分选技术回收氧化锰渣中30%左右的氧化锰精矿(金属锰含量在30%以上)以及铁 等重金属，综合分选后剩余的二次尾渣部分替代石膏作为水泥缓凝剂，或作 为墙体材料，或作为矿渣水泥部分替代传统水泥；从根本上解决氧化锰渣对 环境的污染问题，使氧化锰渣中的资源得到充分、合理的利用，节约土地资 源，提高氧化锰渣的综合回收利用价值，基本上实现氧化锰渣的零排放。本发明是在对氧化猛渣进行化验分析的基础上提出的。据分析数据表明， 氧化锰渣中含有氧化锰(Mn0)约18.26%、三氧化二铝(A1A)约6.68%、 二氧化硅(Si02)约48.6%、三氧化二铁(Fe203)约6.8%,三氧化硫(S03) 约23.6%，其中除了氧化锰的含量较高外，二氧化硅和三氧化硫含量较多。本发明氧化锰渣回收的综合利用方法，其步骤如下(1) 筛分对电解后氧化锰渣进行筛分，采用筛分设备，氧化锰渣的粒度 依据综合分选设备的要求确定，粒度在10 120目/ciif之间，经过筛分，除去 杂质等，保证进入综合分选设备物料的粒度；(2) 稀释搅拌加入水进行稀释搅拌，使在氧化锰渣中土杂质与氧化锰渣 尽最大量脱离；(3) 综合分选采用已申请专利的设备进行综合分选，专利申请号为200910061341.9，名称为永磁筒偏心内表面轴向分选方法及设备；专利申请 号为200910061407.4，名称为永磁弧形槽内表面轴向分选方法及设备；以上 设备利用氧化锰渣中各组成的比磁化率系数的差异(锰矿物属于弱磁性矿物 (比磁化率系数X二100 600X10-6cm7g ))，对氧化锰渣进行分选，回收氧 化锰渣中的精矿及重金属部分；(4) 脱水干燥对氧化锰精矿进行脱水干燥；(5) 包装将从氧化锰渣中分选出的能达到入矿品位(金属锰含量为30%) 的氧化锰矿进行包装；(6) 复配制成水泥缓凝剂或混合、压制制成墙体材料或复配制成矿渣水泥 ①复配制水泥缓凝剂石膏是水泥生产过程中必不可少的原材料之一，其主要作用是调节水泥 的初、终凝结时间，为水泥的缓凝剂， 一般水泥中S03含量在1.5 3.5%，石 膏的主要化学成分为CaS0r2H20，理论上S03含量46.5y。，实际使用时一般采 用低品位石膏S03含量30。/。以上，氧化锰渣S0:,含量20。/。左右，可利用氧化锰渣 替代石膏，其掺入量在5 15%之间。首先，除去氧化锰渣中的有害成分。例如可溶性磷，使其转换成磷酸盐， 消除了可溶性磷对水泥生产的影响，即对氧化锰渣做必要的改性，因为可溶 性磷的存在会导致水泥凝结时间的不稳定，影响水泥质量；将氧化锰渣按5 15%之间的比例替代石膏，加入到水泥熟料中，作为水泥缓凝剂；或②混合、压制制成墙体材料免烧墙体材料，主要用粉煤灰、石灰、石膏、集料及少量水泥等原材料按一定的配比经混合、压制成型后制得；综合分选后的氧化锰渣在墙体材料 中用于代替石膏和部分集料，因其粒度细，并含有30%左右的水，可不经处理 直接与粉煤灰、石灰、水泥混合后制成各种用途的免烧墙体材料；按照水泥5-20%，石灰4-10%,粉煤灰10-40%，氧化锰渣30-75% 的重量比经混合、压制成型后制成的免烧墙体材料，重量轻，其强度在20 30Mpa之间，可作为承重墙墙体材料用；改变氧化锰渣与粉煤灰、石灰、水泥配比则可制成各种用途的免烧墙体 材料，如果掺入量在5 70%之间，墙体材料的颜色为黑色，有一定的装饰效 果；或③复配制成矿渣水泥经过分选后氧化锰渣，其主要成分为二水石膏CaS04 2H20和石英Si02， 活性极低，经适当温度(60(TC 90(TC)煅烧后能激发其活性，可部分取代 水泥，取代比例10 15%之间，水泥的各项性能指标不会下降。本发明氧化锰渣回收的综合利用方法的优点是利用综合分选技术回收 氧化锰渣中30%左右能达到入矿品位(金属锰含量30%)的氧化锰精矿以及铁 等重金属，节约矿产资源；通过综合分选技术后剩余的二次尾渣部分替代石 膏作为水泥缓凝剂，在水泥生产过程中，可替代5 15%的石膏，减少了石膏 的用量；通过综合分选技术分选后剩余的二次尾渣部分可用作生产免烧墙体 材料，在免烧墙体材料的制作过程中，可掺入5 75%的氧化锰渣，制成的免 烧墙体材料的强度在20 30MPa之间，可作为承重墙或分隔墙用，相对传统 免烧墙体材料，产品重量轻，强度高；通过综合分选技术分选后剩余的二次 尾渣部分激发其活性，做成矿渣水泥，部分替代水泥；从根本上解决氧化锰渣对环境的污染问题，使氧化锰渣中的资源得到充分、合理的利用，节约土 地资源，提高氧化锰渣的综合回收利用价值，实现了氧化锰渣的零排放。
具体实施方式
实施例一一种氧化锰渣回收的综合利用方法，其步骤如下(1) 筛分对电解后氧化锰渣进行筛分，采用筛分设备，氧化锰渣的粒度依据综合分选设备的要求确定，粒度为10 120目/cm2，经过筛分，除去杂质 等，保证了进入综合分选设备物料的粒度；(2) 稀释搅拌加入水进行稀释搅拌，使在氧化锰渣中土杂质与氧化锰渣 尽最大量脱离；(3) 综合分选采用已申请专利的设备进行综合分选，专利申请号为 200910061341.9，名称为永磁筒偏心内表面轴向分选方法及设备；专利申请 号为200910061407.4，名称为永磁弧形槽内表面轴向分选方法及设备；以上 设备利用氧化锰渣中各组成的比磁化率系数的差异(锰矿物属于弱磁性矿物〔比磁化率系数X二100 600X10-6cm7g ))，对氧化锰渣进行分选，回收氧 化锰渣中的精矿及重金属部分；(4) 脱水干燥对氧化锰精矿进行脱水干燥；(5) 包装将从氧化锰渣中分选出的能达到入矿品位(金属锰含量为30%) 的氧化锰矿进行包装；(6) 复配制水泥缓凝剂首先，除去氧化锰渣中的有害成分。例如可溶性磷，使其转换成磷酸盐， 消除了可溶性磷对水泥生产的影响，即对氧化锰渣做必要的改性，因为可溶性磷的存在会导致水泥凝结时间的不稳定，影响水泥质量；将氧化锰渣按5 15%之间的比例替代石膏，加入到水泥熟料中，作为水泥缓凝剂。 实施例二一种氧化锰渣回收的综合利用方法，其步骤如下(1) 筛分对电解后氧化锰渣进行筛分，采用筛分设备，氧化锰渣的粒度依据综合分选设备的要求确定，粒度为10 120目/cm2，经过筛分，除去杂质 等，保证了进入综合分选设备物料的粒度；(2) 稀释搅拌加入水进行稀释搅拌，提高其分散度，使氧化锰渣中等杂 质与氧化锰渣尽最大量脱离；(3) 综合分选采用已申请专利的设备进行综合分选，专利申请号为 200910061341.9，名称为永磁筒偏心内表面轴向分选方法及设备；专利申请 号为200910061407.4，名称为永磁弧形槽内表面轴向分选方法及设备；以上设备利用氧化锰渣中各组成的比磁化率系数的差异(锰矿物属于弱磁性矿物 〔比磁化率系数X二100 600X10-6cm7g 〕)，对氧化锰渣进行分选，回收氧化锰渣中的精矿及重金属部分；(4) 脱水干燥对氧化锰精矿进行脱水干燥；(5) 包装将从氧化锰渣中分选出的能达到入矿品位(金属锰含量为30%) 的氧化锰矿进行包装；(6) 混合、压制制成墙体材料按照水泥5 20%，石灰4 10%，粉煤灰10 40%，氧化锰渣30 75%的重量比经混合、压制成型后制成的免烧墙体材料，重量轻，其强度在20 30Mpa之间，作为承重墙墙体材料用；同时，改变氧化锰渣与粉煤灰、石灰、水泥配比制成各种用途的免烧墙
体材料，如果掺入量为5 70%，墙体材料的颜色为黑色，有一定的装饰效果。 实施例三
一种氧化锰渣回收的综合利用方法，其步骤如下
(1) 筛分对电解后氧化锰渣进行筛分，采用筛分设备，氧化锰渣的粒度
依据综合分选设备的要求确定，粒度为10 120目/cm2，经过筛分，除去杂质 等，保证了进入综合分选设备物料的粒度；
(2) 稀释搅拌加水进行稀释搅拌，提高其分散度，使氧化锰渣中杂质与 氧化锰渣尽最大量脱离；
(3) 综合分选采用已申请专利的设备进行综合分选，专利申请号为 200910061341.9，名称为永磁筒偏心内表面轴向分选方法及设备；专利申请 号为200910061407.4，名称为永磁弧形槽内表面轴向分选方法及设备；以上
设备利用氧化锰渣中各组成的比磁化率系数的差异(锰矿物属于弱磁性矿物 〔比磁化率系数X二100 600X10-6cm7g 〕)，对氧化锰渣进行分选，回收氧
化锰渣中的精矿及重金属部分；
(4) 脱水干燥对氧化锰精矿进行脱水干燥；
(5) 包装将从氧化锰渣中分选出的能达到入矿品位(金属锰含量为30%) 的氧化锰矿进行包装；
(6) 复配制成矿渣水泥
经过分选后氧化锰渣，其主要成分为二水石膏CaS04 2H20和石英Si02， 活性极低，经适当温度(60(TC 90(TC)煅烧，激发其活性，部分替代水泥， 替代比例为10 15%，水泥的各项性能指标不会下降。
权利要求
1、一种氧化锰渣回收的综合利用方法，其特征在于其步骤如下(1)筛分对电解后氧化锰渣进行筛分，采用筛分设备，氧化锰渣的粒度依据综合分选设备的要求确定，粒度在10～120目/cm2之间，经过筛分，除去杂质等，保证了进入综合分选设备物料的粒度；(2)稀释搅拌加入水进行稀释搅拌，使氧化锰渣中杂质与氧化锰渣尽最大量脱离；(3)综合分选采用已申请专利的设备进行综合分选，专利申请号为200910061341.9，名称为永磁筒偏心内表面轴向分选方法及设备；专利申请号为200910061407.4，名称为永磁弧形槽内表面轴向分选方法及设备；以上设备利用氧化锰渣中各组成的比磁化率系数的差异，锰矿物属于弱磁性矿物，其比磁化率系数X＝100～600×10-6cm3/g，对氧化锰渣进行分选，回收氧化锰渣中的精矿及重金属部分；(4)脱水干燥对氧化锰精矿进行脱水干燥；(5)包装将从氧化锰渣中分选出的能达到入矿品位的氧化锰矿进行包装，入矿品位的金属锰含量为30％；(6)复配制水泥缓凝剂或混合、压制制成墙体材料或复配制成矿渣水泥①复配制水泥缓凝剂石膏是水泥生产过程中必不可少的原材料之一，其主要作用是调节水泥的初、终凝结时间，为水泥的缓凝剂，一般水泥中SO3含量在1.5～3.5％，石膏的主要化学成分为CaSO4·2H2O，理论上S03含量46.5％，实际使用时一般采用低品位石膏S03含量30％以上，氧化锰渣SO3含量20％左右，利用氧化锰渣替代石膏，其替代掺入量在5～20％之间；首先，去除氧化锰渣中的有害成分；对氧化锰渣做必要的改性，使不溶性磷转换成磷酸盐，因为可溶性磷的存在会导致水泥凝结时间的不稳定，影响水泥质量；将氧化锰渣按5～15％之间的比例替代石膏，加入到水泥熟料中，作为水泥缓凝剂；或②混合、压制制成墙体材料免烧墙体材料，主要用粉煤灰、石灰、石膏、集料及少量水泥等原材料按一定的配比经混合、压制成型后制得；综合分选后氧化锰渣可在墙体材料中替代石膏和部分集料，因其粒度细，并含有30％左右的水，可望不经处理直接与粉煤灰、石灰、水泥混合后制成各种用途的免烧墙体材料；按照水泥5-20％，石灰4-10％，粉煤灰10-40％，氧化锰渣30-75％的重量比经混合、压制成型后制成的免烧墙体材料，重量轻，其强度在20～30Mpa之间，可作为承重墙墙体材料用；改变氧化锰渣与粉煤灰、石灰、水泥配比制成各种用途的免烧墙体材料，如果掺入量在5～70％之间，砖的颜色为黑色，有一定的装饰效果；或③复配制成矿渣水泥经过分选后氧化锰渣，其主要成分为二水石膏CaSO4·2H2O和石英SiO2，活性极低，经600℃～900℃的温度煅烧后，激发其活性，部分替代水泥，替代比例10～15％之间，水泥的各项性能指标不会下降。
全文摘要
一种氧化锰渣回收的综合利用方法，其步骤如下(1)筛分；(2)稀释搅拌；(3)综合分选；(4)脱水干燥；(5)包装；(6)复配制水泥缓凝剂或混合、压制制成墙体材料或复配制成矿渣水泥。其优点是利用综合分选技术回收氧化锰渣中30％左右的氧化锰精矿(金属锰含量在30％以上)以及铁等重金属，综合分选后剩余的二次尾渣部分替代石膏作为水泥缓凝剂，或作为墙体材料，或作为矿渣水泥；从根本上解决氧化锰渣对环境的污染问题，使氧化锰渣中的资源得到充分、合理的利用，节约土地资源，提高了氧化锰渣的综合回收利用价值，实现了氧化锰渣的零排放。
文档编号C04B103/22GK101543830SQ20091006190
公开日2009年9月30日 申请日期2009年5月5日 优先权日2009年5月5日
发明者吴天奇, 张晓年, 易继旭, 李家珍, 林宏时 申请人:武汉市翼荣环保科技有限公司