电解锰渣的综合利用进展与研究展望

电解锰渣是电解金属锰时产生的酸性滤渣,含有大量有害物质。随着电解锰行业的快速发展,大量堆放填埋的电解锰渣引发了严重的水土、生态环境污染问题,对锰渣的无害化处理与资源化利用已成为电解锰行业和环保领域的研究热点。在电解锰渣特性的分析基础上,对国内外电解锰渣的综合利用进展(如锰离子回收、肥料制作和建筑材料应用)进行了回顾,分析了锰渣各种资源化利用方法的优缺点。最后,展望了电解锰渣的研究与应用前景,旨在为锰矿资源的可持续性开发与电解锰渣的综合回收利用提供参考。     

电解锰技术创新联盟成立

由中国环境科学研究院联合国内11家电解锰企业组建的全国电解锰行业清洁生产技术创新战略联盟于7月24日在北京成立。中国工程院院士段宁当选为联盟理事长。从2005年起,中国环境科学研究院一直专注于电解锰行业清洁生产技术研发、应用和推广,取得了     

基于层次分析法的电解锰废水处理技术评价

基于电解锰废水处理技术现状,采用层次分析法建立了一个4层10指标3方案的技术评价体系,从环境效益、经济效益、技术性能3个方面,对3种电解锰废水处理技术进行分析。采用专家评分的方法,根据各指标的权重,对3种技术进行评分。结果表明,电解锰废水全过程控制技术由于低廉的运行成本,较易运行,较高的锰、铬、氨氮去除率和回收率等优点使其总评分高于其他2种技术,是电解锰废水处理技术的首选。     

碱激发电解锰渣制备水泥掺合料

电解锰渣是湿法冶炼金属锰的残渣,为降低其对环境的浸出毒性影响并提高其在水泥产品中的掺入量,利用碱激发技术处理电解锰渣制备水泥掺合料是一种可行的方法。主要研究了碱激发剂种类、掺量对电解锰渣的激发效果,并将碱激发电解锰渣用作水泥掺合料与水泥按不同比例混合研究对水泥抗压强度和浸出毒性的影响。结果表明:碱激发电解锰渣活性显著提高,NaOH中Na_2O当量为10%时试件M-SH10的3、7、28 d抗压强度最高,分别为7.15、9.46、10.03 MPa;将此条件下激发的电解锰渣按质量比取15%与85%的水泥混合制得的掺合料其抗压强度较净水泥试件有一定程度的提高;浸出毒性结果显示Cd、Cr、Pb、Ni、Mn和Zn浓度均下降,且低于GB 8978-1996限值。     

电解锰渣中锰的浸出条件及特征

采用水洗-酸解法回收电解锰渣中锰,探讨了清水量、酸量以及温度在不同阶段对锰浸(洗)出条件的影响,分析了回收锰的主要因素及浸出特征。实验结果表明,50 g电解锰渣经m渣∶m水=1∶10的清水水洗后,采用10%的硫酸在70℃的水浴温度下酸解2 h,Mn2+浸出量为1.673 g,回收率达到97.3%,而温度和酸度对锰离子的浸出影响明显,酸度调控可有效分离酸浸锰液中金属成分,为减少电解锰渣环境污染的同时,实现电解锰渣资源化利用。     

超声辅助烷基糖苷去除电解锰渣中金属离子

以电解锰渣为研究对象,采用淋洗法研究超声辅助非离子型表面活性剂烷基糖苷(APG)对电解锰渣中有害金属的去除效果,为矿渣的无害化处理提供理论基础。水浴振荡实验中探究了反应时间、pH、APG浓度及转速对金属离子去除率的影响,超声辅助水浴振荡实验中优化了超声时间及超声功率2个条件,并用BCR连续提取法对表面活性剂处理前后矿渣中金属的存在形态进行分析。结果表明,在超声功率为450 W、超声时间为40 min的辅助处理下,当淋洗液pH为5.0,APG浓度为80 g·L~(-1),转速为180 r·min~(-1),处理24 h后电解锰渣中Mn、Cd、Co和Ni的去除率分别可达85.17%、78.29%、68.25%和71.34%。且比较表面活性剂处理前后电解锰渣中金属赋存形态发现,APG对不同形态的金属离子的去除能力存在差异,其中以弱酸提取态和可还原态重金属的去除效果最为明显。通过分析可知超声辅助烷基糖苷洗脱是一种有效的电解锰渣中金属离子无害化处理技术,具有环境、经济的双重效益。     

锰渣堆肥过程中理化性质及基于Tessier法的重金属行为分析

通过堆肥发酵,研究了电解锰渣、废糖蜜和甘蔗渣在一定配比下添加活性污泥、猪粪水、城市河湖污泥、树林腐土、生物菌剂以及不添加微生物来源物对废渣中重金属化学形态和理化特性的影响。堆肥处理30 d监控其物理特性,采用ICP法分析了6种重金属元素总量,并利用Tessier五步连续浸取法对堆肥前后做重金属的形态分析。结果表明:堆肥过程中系统温度均高于环境温度;6种条件下,堆肥体系的pH值均得到了显著提高;堆肥可以降低电解锰渣态中重金属的生物有效性。堆肥处理有利于降低电解锰渣利用中重金属污染的风险。     

城市生活垃圾焚烧飞灰与电解锰渣烧制陶粒

为减少城市生活垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)与电解锰渣中的重金属对环境的危害,考察了利用两者辅以粉煤灰烧制陶粒的可行性。通过单因素实验确定原材料最佳配比以及最宜烧制工艺条件,并对焙烧后陶粒的微观形貌以及重金属浸出浓度进行分析。结果表明:随着飞灰掺量的增加,陶粒的颗粒强度与堆积密度降低,1 h吸水率升高;确定最佳原料配比为飞灰掺量12%、电解锰渣掺量43%、粉煤灰掺量45%;确定最宜烧制工艺条件为预热温度600℃、焙烧温度1140℃。在最佳条件下,烧制陶粒的颗粒强度为769 N,堆积密度为687 kg·m~(-3),1 h吸水率为6.44%。通过微观结构观察,陶粒表面致密呈釉化,内部呈现多孔隙结构。陶粒中重金属浸出浓度均低于国家标准。此陶粒的使用可为飞灰与电解锰渣资源化利用提供参考。     

乳化液膜体系去除电解锰废水中的Mn~（2＋）

采用乳化液膜法处理电解锰废水,考察制乳条件和提取条件对去除效果的影响。研究结果表明最佳制乳条件为：4%（V/V）span-80做表面活性剂,3%二（2-乙基己基）磷酸酯做载体,柴油做膜溶剂,用NaOH调节内水相pH为12,制乳时间为10 min,油内比2∶1;最佳提取条件：外水相pH为6～7、乳水比1∶10、提取时间10 min。制得的乳化液膜对电解锰废水中的Mn2＋去除率可高达99.99%,出水Mn2＋浓度低于2mg/L,实现水质达标排放。     

乳化液膜体系去除电解锰废水中的Mn2+

采用乳化液膜法处理电解锰废水,考察制乳条件和提取条件对去除效果的影响。研究结果表明最佳制乳条件为:4%(V/V)span-80做表面活性剂,3%二(2-乙基己基)磷酸酯做载体,柴油做膜溶剂,用NaOH调节内水相pH为12,制乳时间为10 min,油内比2∶1;最佳提取条件:外水相pH为6～7、乳水比1∶10、提取时间10 min。制得的乳化液膜对电解锰废水中的Mn2+去除率可高达99.99%,出水Mn2+浓度低于2mg/L,实现水质达标排放。