电解锰渣处理

电解锰渣无害化处理技术方案2020年5月目录1 电解锰渣简介 (1)1.1电解锰渣污染现状 (1)1.2.电解锰渣的研究现状 (2)1.3. 电解锰渣研究及产业化发展存在的问题 (4)2电解锰渣稳定化固化研究现状 (7)2.1 固化稳定化技术介绍 (7)2.2 电解锰渣稳定化固化新思路 (8)3 电解锰渣无害化处理技术方案 (9)3.1 电解锰渣来源与特点 (9)3.2 电解锰渣稳定化固化需要解决的问题 (9)3.3技术方案 (10)3.3.1 方案一工艺流程 (11)3.3.2 方案二工艺流程 (12)3.3.3方案三工艺流程 (13)3.3.4 方案比选 (15)1电解锰渣简介金属锰是钢铁工业、有色金属冶金、磁性材料加工及化工等领域不可或缺的重要原材料之一，在国民经济中占有重要的地位。

锰是地壳中分布比较广泛的元素之一，主要是作为氧化物矿的形式存在。

随着国外一些国家相继将锰列入国家战略资源后，中国在“十一五”规划中也将锰列为国家重要的战略物资。

现在纯锰主要通过电解法来制取，但在制造过程中会产生大量的锰废渣，大概每生产 1 吨金属锰所产生的渣量为7～9 吨。

电解锰渣是电解金属锰后产生的过滤酸渣，是电解锰行业的重点污染物，锰渣中除含有金属锰外，还含有镍、铅、铬、锌等重金属有毒有害元素，此外，由于电解锰生产过程中需要加入氨水和硫酸铵等化学物质，堆放消耗大面积土地的同时，还造成了严重的环境污染问题。

1.1电解锰渣污染现状首先电解锰渣的堆放占用了大量土地污染土壤。

电解锰渣的大量堆放必然会占用大量的土地废渣堆放和当地农业争地的矛盾日益尖锐。

并且电解锰渣中的有毒物质对土壤造成污染，毁坏了农田和森林破坏了植被。

其次电解锰渣污染地表水和地下水。

废渣中除主要含锰外还含有镍、铅、铬、锌等有害元素，可见种类很多。

电解锰渣污染水体的途径除了通过土壤渗入地下水以外还可以通过风吹雨淋或者被人为的投入地面水。

电解锰渣在雨水、雪水的作用下很容易流入江河湖海成水体的严重污染与破坏，引起大批水生生物与第1页共16页鱼类中毒死亡。

第３８卷第６期２０２０年１２月中　国　锰　业ＣＨＩＮＡ′ＳＭＡＮＧＡＮＥＳＥＩＮＤＵＳＴＲＹＶｏｌ．３８Ｎｏ．６　Ｄｅｃ．２０２０收稿日期：２０２０－０８－２９作者简介：徐金荣（１９８９－），男，广西玉林人，工程师，从事有色金属矿山的建设和管理、矿石的加工和利用。

Ｅ ｍａｉｌ：１０３６０９２８１１＠ｑｑ．ｃｏｍ。

电解锰渣无害化处理技术及资源化利用研究进展徐金荣（中信大锰矿业有限责任公司，广西南宁　５３００２９）摘　要：电解锰渣是电解锰采用湿法冶炼生产过程中产生的浸酸压滤渣。

随着我国电解锰产量的不断提高和原矿品位的下降，锰渣堆存量直线上升。

一方面，锰渣中含有多种污染物，对地表水以及土壤、地下水体具有巨大的污染性；另一方面，渣坝的高势能也成为溃坝灾害的重要隐患。

电解锰渣的优化处理越来越成为锰矿企业安全生产和可持续发展的重大考验。

基于当前电解锰渣在无害化处理和资源化利用的研究现状，总结了各处理方法的优越点，并将电解锰渣资源化利用研究与等发展应用前景相结合，探索锰渣在高效率无害化处理、有机化肥制备、新材料制备等研究方向，实现环保型、经济型的锰渣无害化处理及其资源化利用。

关键词：电解锰渣；无害化处理；资源化利用中图分类号：Ｘ７８１．１ 文献标识码：Ａ　ｄｏｉ：１０．１４１０１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１００２－４３３６．２０２０．０６．００２０　前　言当前，我国电解金属锰（以下简称：电解锰）以湿法冶炼的方法进行生产为主，其主要生产流程包括用锰矿石经酸浸获得锰盐，再经过电解槽电解析出得到纯的锰金属。

电解锰渣则是电解锰采用湿法冶炼生产过程中产生的浸酸压滤渣。

据统计，作为全球最大的电解锰生产国和消费国，同时也是电解锰最大出口国，２０１８年中国大陆存电解锰厂家达４９家，产能达到了２２６万ｔ，年产量达到了１４９万ｔ，占全球总产量的９７％［１］（见表１）。

根据当前的技术条件，每生产１ｔ电解锰约产生电解锰渣８～１６ｔ，据统计，我国已堆存电解锰渣量或超过１亿ｔ，每年新增量也超过１０００万ｔ［２ ３］；随着碳酸锰原矿石品位的下降，电解锰渣的排放量也会不断增大。

安徽农学通报，Anhui Agri.Sci.Bull.2018，24（22）电解锰渣固化/稳定化处理及其浸出毒性分析蒋艳宇1戴慧敏1，2*陈朝猛1*刘迎云1邓钦文1何柳1（1南华大学资源环境与安全工程学院，湖南衡阳421001；2湖南湘牛环保实业有限公司，湖南长沙410000）摘要：为解决电解锰渣的污染问题，采用Na2S、生石灰、粉煤灰为稳定剂，水泥为固化剂，对锰渣进行固化/稳定化处理，研究锰渣中Mn、Pb的稳定化效果。

结果表明：当稳定剂Na2S投加量为1.25%，生石灰2.5%，粉煤灰3%，固化剂水泥投加量为12%时，固化/稳定化效果最佳，Mn、Pb的浸出浓度分别为0.022mg/L、0.019mg/L，符合GB3838-2002Ⅲ类标准。

关键词：电解锰渣；固化/稳定化；Mn；Pb；浸出浓度中图分类号X757文献标识码A文章编号1007-7731（2018）22-0131-04Solidification/stabilization Treatment of Electrolytic Manganese Residues and Analysis of Leaching ToxicityJiang Yanyu1et al.（School of Resources，Environment and Safety Engineering，University of South China1，Hengyang，421001，China；Hunan Xiangniu Environmental Protection Industry Co.，Ltd.2，Changsha，410000，China）Abstract：In order to solve the pollution problem of electrolytic manganese residues，Na2S，quicklime and fly ash are used as stabilizers，cement is used as curing agent to solidifies/stabilize manganese residues，and the stabilization ef⁃fect of Mn and Pb in manganese slag is studied.The results of single factor experiment and orthogonal experiment shows that when the dosage of stabilizer Na2S is1.25%，quicklime is2.5%，fly ash is3%，and curing agent cement dosage is12%，the solidification/stabilization effect is the best.The leaching concentrations of Mn and Pb were0.022 mg/L and0.019mg/L，respectively，which met the GB3838-2002III standard.Key words：Electrolytic manganese residues；Solidification/stabilization；Manganese；Lead；Leaching concentration.我国是世界上最大的电解锰生产国，占全球生产总量的98.6%［1］。

电解金属锰废渣处理现状及其我县处理建议电解金属锰废渣处理利用现状以及对我县锰废渣处理的建议锰是国民经济中不可替代的战略资源。

锰矿资源的开发是我县经济建设的重点项目和骨干财源。

目前，我县电解金属锰产量达3万吨，年排废渣约18万吨。

堆积的锰渣在长期的风化淋溶作用下，可能迁移释放至周边的土壤、地表水、地下水系中，对当地环境与居民用水构成污染。

县科技局遵照县长的意见，就电解锰产生的废渣的处理利用问题进行了技术查新、专利检索和文献资料的收集，现提出初研情况报告，供领导决策参考。

一、电解金属锰废渣对环境的影响1、大量堆积的锰渣渣体有泥石流隐患。

每年约18万吨的渣体堆于半山腰或山脚，若不及时消化处理，多年积累的状如小山而松脆的渣体，极易被山洪携带形成泥石流，冲毁森林、农田和农舍，给人民生命财产安全造成潜在的威胁。

2、渣体淋出液影响河床和水体颜色。

渣体被雨水淋溶后的含泥炭及矿物质的液体呈深褐色，而且附着力强，刺激性大，随水流所到之处，不仅颜色皆为棕褐色，影响观瞻，更重要的是影响河流岸边植被和水体生态环境，对旅游产业和水产业都有较大负面影响。

3、锰渣中可溶性矿质元素直接危害动物和人体身体健康。

锰渣经雨水冲刷进入水体，其中过量的锰离子（含量在渣体总量的1%左右，过量锰可使人肝功能受损、肠道不畅、神经系统功能障碍）、硒元素（硒过量易引起头发脱落、指甲变形）等直接危害人体健康；渣体中含有大量的可溶性氮、磷、硫元素，流入河道可引起水体富营养化，形成水华现象，并造成一系列恶性循环。

所以，被锰渣淋出液污染的水体是不能饮用的，污染水体周边居民的饮水便成了严重的社会问题。

4、锰渣是可循环利用的宝贵资源。

锰渣中的锰、硒、氮、磷、钾、硫等元素都是可利用的元素，特别是渣中氮、磷、钾的含量很丰富，还含有锰、硒、钙、镁、钼、硼等十多种植物需要的微量元素，可生产富硒全价肥料。

锰渣中含硅达20％可代替石膏作水泥缓凝剂、胶凝材料等。

故，可将锰渣对环境的负面影响改造有利作用，将环境破坏型废物变成环境友好型资源。

电解锰渣无害化处理技术方案51电解锰渣无害化处理技术方案51电解锰渣是指由电解锰生产过程中产生的废渣，其中含有锰、钠、钠锰、氧化锰等有机物和无机物。

这些物质对环境和人体健康都有一定的危害。

因此，需要进行无害化处理。

以下是可行的技术方案。

1.锰渣酸浸法该方法采用酸浸的方式将锰渣中的有害物质溶解出来，从而达到无害化处理的目的。

具体步骤如下：（1）将锰渣与硫酸进行反应，生成锰酸盐。

（2）将锰酸盐溶解在适当的酸性介质中。

（3）通过滤液来分离溶液和残渣。

残渣经过干燥处理后，可用作肥料等。

2.热处理法该方法通过高温处理锰渣，将有害物质转化成无害物质，从而达到无害化处理的目的。

具体步骤如下：（1）将锰渣置于高温炉中，升温到一定温度。

（2）在高温下，有害物质发生化学反应，转化成无害物质，并随烟气排出。

（3）对烟气进行处理，如洗涤、除尘等，以防止对大气环境造成污染。

3.微生物处理法该方法利用特定的微生物，如锰氧化细菌等，通过代谢作用将锰渣中的有害物质转化成无害物质的方法。

具体步骤如下：（1）培养适宜的锰氧化细菌。

（2）将锰渣与适量的培养液混合，使微生物能够生长和代谢。

（3）供给适宜的条件，如温度、氧气等，促进微生物生长并转化有害物质为无害物质。

（4）对微生物进行处理，如分离、杀菌等，以防止对环境造成二次污染。

4.磁选法该方法利用磁性材料对锰渣中的有害物质进行分离和去除，从而达到无害化处理的目的。

（1）将锰渣与磁性材料混合，使有害物质与磁性材料发生吸附。

（2）通过磁力，将吸附的有害物质与渣体分离。

（3）对分离后的有害物质进行处理，如焚烧、填埋等，以防止造成二次污染。

综上所述，电解锰渣的无害化处理可采用酸浸法、热处理法、微生物处理法和磁选法等多种技术方案。

这些方案均能有效地将锰渣中的有害物质转化为无害物质或将其分离出来，达到无害化处理的目的。

不同的方案适用于不同的条件和要求，可以根据具体情况选择合适的处理方法。

电解锰渣处理方法研究背景和现状1电解锰渣概述 (1)1.1 电解锰渣的来源 (2)1.2 电解锰渣的性质特点 (3)(1) 电解锰渣的物理性质 (3)(2) 电解锰渣的化学组成 (3)(3) 电解锰渣的矿物组成 (4)(4) 电解锰渣中锰元素的存在形态 (4)(5) 锰对人体的毒性 (4)1.3 电解锰渣的环境危害 (5)2 电解锰渣处理方法及其研究现状 (5)2.1 固化稳定化处理 (6)2.2 资源化利用技术 (7)①水泥调凝剂应用 (8)②农用肥料应用 (8)③生产建筑材料 (8)3电解锰渣环境特性 (9)3.1腐蚀性 (9)3.2放射性 (9)3.3浸出毒性 (9)1电解锰渣概述金属锰是冶金、航天、化工等工业部门的关键基础材料，锰矿资源属于国家战略资源之一。

在众多工业部门中，冶金行业是最重要的用锰行业，其用锰量占锰总量的90％以上。

世界锰矿资源及锰生产分布呈现相对集中的特点。

下表为世界锰金属储量分布表：虽然世界上锰矿资源在不少国家有分布，且在这些国家锰矿资源开发也有所开展，但由于电解锰行业是高污染行业，环境保护等诸多方面的原因使得一些发达国家停止了锰的生产，现世界锰生产企业主要分布在为数不多的几个国家。

以上锰矿主要产地中，除中国外均是世界锰矿石主要出口国。

亚洲主要钢铁生产大国，如中国、日本、韩国三国2004年进口锰矿石占世界销量的50％左右。

由于基础建设的需要，我国是世界最大的钢铁生产基地，我国金属锰用量亦为全球第一。

中国是世界主要锰的生产大国。

中国电解锰企业主要分布在湖南、贵州、重庆、广西、四川、湖北、陕西等10 个省、市、自治区，湖南、贵州、重庆、广西4 省(市、自治区) 占总生产能力90 %以上。

湖南、重庆、贵州三省市交界地更有“锰都”的美誉。

这些地区相当部分的财政收入都来源于电解锰生产企业。

1.1 电解锰渣的来源固体废弃物的来源主要有两大类：第一类是生产过程中所产生的固体废物，称为生产废物；第二类是产品进入市场后在流动过程中和使用过程中产生的固体废弃物，称生活废物，俗称垃圾。

电解锰渣⽆害化处理技术⽅案5.1电解锰渣⽆害化处理技术⽅案2020年5⽉⽬录1 电解锰渣简介 (1)1.1电解锰渣污染现状 (1)1.2.电解锰渣的研究现状 (2)1.3. 电解锰渣研究及产业化发展存在的问题 (4)2电解锰渣稳定化固化研究现状 (7)2.1 固化稳定化技术介绍 (7)2.2 电解锰渣稳定化固化新思路 (8)3 电解锰渣⽆害化处理技术⽅案 (9)3.1 电解锰渣来源与特点 (9)3.2 电解锰渣稳定化固化需要解决的问题 (9)3.3技术⽅案 (10)3.3.1 ⽅案⼀⼯艺流程 (11)3.3.2 ⽅案⼆⼯艺流程 (12)3.3.3⽅案三⼯艺流程 (13)3.3.4 ⽅案⽐选 (15)1电解锰渣简介⾦属锰是钢铁⼯业、有⾊⾦属冶⾦、磁性材料加⼯及化⼯等领域不可或缺的重要原材料之⼀，在国民经济中占有重要的地位。

锰是地壳中分布⽐较⼴泛的元素之⼀，主要是作为氧化物矿的形式存在。

随着国外⼀些国家相继将锰列⼊国家战略资源后，中国在“⼗⼀五”规划中也将锰列为国家重要的战略物资。

现在纯锰主要通过电解法来制取，但在制造过程中会产⽣⼤量的锰废渣，⼤概每⽣产 1 吨⾦属锰所产⽣的渣量为7～9 吨。

电解锰渣是电解⾦属锰后产⽣的过滤酸渣，是电解锰⾏业的重点污染物，锰渣中除含有⾦属锰外，还含有镍、铅、铬、锌等重⾦属有毒有害元素，此外，由于电解锰⽣产过程中需要加⼊氨⽔和硫酸铵等化学物质，堆放消耗⼤⾯积⼟地的同时，还造成了严重的环境污染问题。

1.1电解锰渣污染现状⾸先电解锰渣的堆放占⽤了⼤量⼟地污染⼟壤。

电解锰渣的⼤量堆放必然会占⽤⼤量的⼟地废渣堆放和当地农业争地的⽭盾⽇益尖锐。

并且电解锰渣中的有毒物质对⼟壤造成污染，毁坏了农⽥和森林破坏了植被。

其次电解锰渣污染地表⽔和地下⽔。

废渣中除主要含锰外还含有镍、铅、铬、锌等有害元素，可见种类很多。

电解锰渣污染⽔体的途径除了通过⼟壤渗⼊地下⽔以外还可以通过风吹⾬淋或者被⼈为的投⼊地⾯⽔。