电解锰 年产2000万吨 电解锰渣如何资源化利用？

李彭峰

中国是世界上最大的电解锰金属生产国、消费国和出口国，产能已超过200万吨，占全球电解锰产能的98%。电解锰渣是电解锰后产生的过滤酸渣，是电解锰行业的关键污染物。电解锰渣产量7~11吨/吨锰，年产量2000万吨左右，历年累计8000多万吨，存量巨大。目前，企业还没有找到合适的方法处理电解锰渣，一般将电解锰渣运输到堆场筑坝堆放。国内锰渣尾矿坝占地面积大，安全系数低。在长期的风化淋滤作用下，污染了大面积的耕地和地下水资源，对生态环境造成严重破坏。

电解锰渣处理技术

处理电解锰渣是控制和控制锰渣污染的必由之路。目前，电解锰渣的处理方法有三种:

首先是电解锰渣的分离处理技术。该技术利用每种电解锰渣矿石不同的物理化学特性来分离各种成分。例如，利用锰的磁性获得的磁性精矿可以成为生产电解锰的合格原料。

二是电解锰渣的固化处理技术。该技术将电解锰渣中的有害成分固定或包裹在惰性固化基料中，是一种无害化处理方法。一般采用水泥作为养护和添加的基本材料，水泥的添加量不低于45%。

三、电解锰渣化学处理技术。锰渣中的有害成分主要是可溶性重金属和氨氮。通过添加合适的材料，该技术破坏了锰渣中的有害成分，从而使其无害。目前最常用、最廉价的化学处理方法是在电解锰渣中加入石灰，将可溶性重金属盐变成残渣，将氨氮变成氨气，从而基本实现有害物质的去除或分离。

近年来，锰矿品位逐渐下降。同时，随着生产工艺水平的提高，生产工艺的效率不断提高，电解锰渣中的锰含量进一步降低，使得电解锰渣中的锰难以通过分选处理回收。虽然固化处理效果好，但这种方法对于堆积如山的锰渣可能会消耗大量水泥，必然导致处理成本增加，工业应用前景广阔。化学处理技术添加剂来源广泛、成本低廉、处理原理简单、效果显著，是实现锰渣资源化利用的有效方法。

电解锰渣的资源化利用

大量电解锰渣的堆积给我国的环保工作带来了巨大的压力。回收电解锰渣不仅可以解决环境污染问题，还可以为企业创造效益，降低生产成本。目前，电解锰渣的资源化利用主要包括以下途径:

回收贵重金属。电解锰渣中的锰资源占9%~13%。锰的回收方法主要有生物法、酸浸法和水洗沉淀法。生物法主要利用硫氧化菌和铁氧化菌从锰渣中浸出锰，锰的浸出率可达90%以上。酸浸法:向电解锰渣中加入酸浸液和助浸剂，超声处理，除杂，可得到高纯度的硫酸锰。采用“清水冲渣+铵盐沉淀”的方法回收可溶性锰。锰的回收率可达99%以上，回收的富锰沉淀物中锰的含量可达30%以上。

酸浸法和水洗沉淀法工艺复杂、成本高、二次污染，应用受到限制。生物法是一种很有潜力的从锰渣中回收锰等金属离子的方法，但对菌种和浸出条件要求较高，细菌浸出时间一般较长。另外，菌株的培养比较复杂，目前还没有找到最合适的菌株。

准备全肥。电解锰渣富含有机物和植物所需的大量营养元素，如锰、硒、钾、钠、铁、硼等。，使电解锰渣制备全肥成为可能。目前用电解锰渣制备的全肥可以提高肥效，但肥效不如普通氮肥和磷肥。此外，电解锰渣还含有许多有害元素，能促进作物生长，但也会污染土壤，危害人体健康。锰渣肥料如果能在施用前进行无害化处理，将会在农业生产中得到广泛应用。

用作水泥添加剂。电解锰渣具有潜在活性，其主要矿物为二水石膏。目前，锰渣可用作水泥添加剂的轻集料、缓凝剂和矿化剂。添加电解锰渣不仅可以改善混凝土的各项性能，还可以固化混凝土中的一些重金属离子，从而减少其对环境的危害。但在实践中，电解锰渣的最大掺量仅为5%，更合适的掺量为3%。电解锰渣量很少，企业很难通过自建水泥厂合理利用电解锰渣。在电解锰渣中加入还原剂，高温脱硫，可增加混合料中电解锰渣的加入量，可达30%以上。

墙体材料生产。电解锰渣主要含有二氧化硅、氧化钙、氧化铁、氧化铝，适合制砖。目前电解锰渣生产的主要产品有免烧砖、烧结砖、陶瓷砖、蒸压砖、保温砖。电解锰渣制备墙体材料存在的主要问题是:一是锰渣的掺入比例相对较小，增加掺入量会导致砖强度降低；第二，锰渣中的重金属和有毒杂质需要进一步去除。综合比较，电解锰渣制备的瓷砖和蒸压砖具有锰渣用量大、生产工艺简单、成本低、应用广泛、产品用量大的特点，具有良好的工业应用前景。

路基材料生产。电解锰渣粉与粉煤灰和电石渣混合能有效提高沥青混合料的稳定性、强度、粘附性和耐腐蚀性。沥青混合料使用一年后抗压强度仍可达到10 MPa，满足交通道路建设的要求。当锰渣掺量达到80%时，沥青砂浆和沥青混合料的性能和经济性最好。当然，为了大规模推广锰渣在公路路基材料中的应用，还需要考虑锰渣中重金属离子的中毒效应。锰渣中的重金属离子会通过雨水渗透到路基附近的土壤中，从而影响其周围环境。

准备微晶玻璃。电解锰渣是二氧化硅-氧化钙-氧化镁-氧化铝四元渣系，适用于制备微晶玻璃。烧结法制备微晶玻璃的工艺流程为:配料-高温熔化-成核结晶-切割抛光-成品。电解锰渣可生产棕色微晶玻璃，锰渣含量可达75%以上。电解锰渣微晶玻璃的制备方法具有工艺简单、能耗低、环保的特点，可成为电解锰渣资源化利用的重要方向。

多孔陶瓷的制备多孔陶瓷是一种新型陶瓷，可用作过滤材料、吸声材料、保温保湿材料等。用电解锰渣制备的高强度、高孔隙率的多孔陶瓷可作为过滤材料吸附废水中的重金属。这种方法可以达到“以废制废”的目的。

目前，电解锰渣资源化利用技术的研究大多处于理论研究阶段，很少在实际工业化中得到应用。主要原因如下:一是电解锰渣中锰的回收不能取得良好的经济效益，二次利用价值不大。其次，电解锰渣在水泥工业和墙体材料领域作为资源使用时，配合比相对较低，难以解决大量电解锰渣堆积的问题。第三，电解锰渣在水泥工业、墙体材料、全肥制备等领域的资源化利用过程中，应考虑有害元素或重金属的无害化处理。，而且成本比较高。

电解锰渣资源化利用的建议

目前电解锰渣主要用于水泥生产和墙体材料制备。综合比较表明，用电解锰渣制备瓷砖和蒸压砖具有锰渣用量大、生产工艺简单、成本低、应用广泛、产品用量大的特点，具有广阔的工业应用前景。此外，有回转窑设备的企业可以考虑利用电解锰渣制备微晶玻璃和多孔陶瓷材料。