锰矿渣综合利用综述

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1、1锰矿渣概述锰是国民经济中重要的基础物资和国家重要战略资源之一.继美国、日本、瑞典和加拿大等国将锰列入国家战略物资之后，我国在“十一五”期间也将锰列入了国家战略资源.纯锰主要通过电解法和还原法制得，其中电解法制锰约占纯锰制取总量的95%以上［1］.我国电解锰企业在湖南、重庆、贵州、广西、湖北和四川等11个省、直辖市、自治区都有分布，但主要集中在湖南、贵州和重庆交界地区，近几年广西产能也增长迅速.目前我国已成为全球最大的电解锰生产国、消费国和出口国［2］.据统计，2008年电解锰产能达187.9×104t，产量达113.

2、9×104t，分别占全球的98%和97%.电解锰作为一种重要的冶金、化工原材料，为我国工业发展和地区经济建设作出了巨大贡献.但电解锰行业作为典型的湿法冶金行业，在其快速发展的同时，也引发了严重的环境污染，其中电解锰废渣污染尤为突出.据统计，每生产1t电解锰粉所排放的酸浸渣量为7～9t［3］.随着矿石品位越来越贫化，吨电解锰产渣量还会大幅增加［4］.目前国外电解锰企业对电解锰废渣一般采用尾库处置，要求较为严格［5］，而我国电解锰企业大都将废渣输送到堆场，筑坝湿法堆存，不仅占用土地，而且大量有害物质渗透到土壤、地表水和地下

3、水中［6］，存在严重的环境污染和安全隐患.最大限度地降低电解锰废渣的危害，并进行多渠道的综合利用，已迫在眉睫.2研究现状国外对锰渣的综合利用大致集中在作为配料生产水泥方面。我国在90年代以后，开展了关于锰渣的系列综合研究。当前国内外综合利用锰渣资源，主要有以下几条途径:一用于水泥生产(1)生产普通硅酸水泥锰渣的主要物相是无定形玻璃体，具有较高的活性，在激发剂的作用下能起水化反应而产生胶凝性，可作为水泥生料和水泥混合材用于生产普通硅酸盐水泥[6]。江西新余钢铁总厂利用锰渣生产普通硅酸盐水泥，每生产一吨水泥约消耗锰渣860

4、kg，年利用锰渣10万吨。李文斌[7]等综合利用硅锰渣、镍渣、煤研石、粉煤灰等固体废渣，合理配料，在机立窑上烧成熟料生产普通硅酸盐水泥。该水泥物化性能均满足水泥标准要求，取得了显著的社会效益和经济效益。(2)代替熟料晶种配料生产高标号水泥蒋冬青等[8,9]分析了利用锰渣代替熟料晶种配料的机理，论述了利用锰渣代替熟料晶种配料在塔式机立窑上锻烧高强度硅酸盐水泥熟料以及稳定生产水泥的方法和措施。湖南益阳裕民水泥有限公司用锰渣代替熟料晶种配料生产高标号水泥。生产实践证明，用锰渣作非熟料晶种配丰，可以显著改善生料的易烧性，提高熟

5、料质量，提高机立窑台时产量，降低熟料热耗和生产成本。目前，该公司已能稳定生产水泥，深受用户青睐，取得了较好的经济效益，同时又综合利用了工业废渣，具有一定的社会效益。(3)代替石膏作水泥缓凝剂电解锰渣为含CaS04·2H20较高的工业废料，如果加以利用，将获得较好的经济效益与社会效益。用废锰渣替代石膏作水泥缓凝剂对于节约石膏资源、利用工业废渣和保护环境等方面意义重大，值得在水泥工业中推广应用。冯云等[4,10]利用陕西石头河电解锰厂锰渣代替石膏作水泥缓凝剂，研究表明在理论、试验和生产实践上均是可行的。贵州省黔东水泥厂曾木

6、森[11]等把铜津电解锰厂的工业废锰渣引入到水泥生产中替代部分石膏，从而改变了该厂水泥颜色(原水泥颜色带黄色不能满足顾客要求)，有效的改善了水泥的颗粒级配，为该厂带来了巨大的经济效益。锰渣在水泥生产方面的应用，不仅减少了环境污染，同时也为水泥生产找到了新资源，适用于水泥生产。(二)用于生产灰渣砖[12]江西新余钢铁总厂用锰渣与高炉瓦斯灰生产灰渣砖，无需烧制，不需要特别养护，在室外自然放置7天后，抗压强度可达6.7~9.3MPa，抗折强度可达1.7~2.4MPa。(三)用于生产小型空心砌块在锰渣中加入少量水泥，再加水搅拌

7、均匀，经成型机挤压成型，生产小型空心砌块。生产的小型空心砌块经自然养护后，可代替红砖用于一般工业和民用建筑。辽宁省辽阳辽化朝阳水泥厂任素梅[13,14]等利用辽阳铁合金厂冶炼锰钢生铁留下的锰渣生产空心砌砖，该空心砌砖单块重3~4kg，密度在750~850k留m3，平均导热系数0.42W/m·K,吸水率48h为12.6%，10d后为15.4%抗压强度平均值为4.SMPa，单块最低在3.7MPa，干缩率0.62%，碳化系数0.89，软化系数0.92。该砌砖经抹灰粘结效果好，吸水快，其性能粘土空心砖和加气混凝土砌块好，为该企

8、业获得了良好的经济效益和社会效益。四)用于混凝土生产硅锰渣用于生产C60混凝土[12]硅锰渣中含有较高的玻璃体，潜在活性很高，在激发剂的存在下其活性得到发挥。利用水泥水化时产生大量的Ca(OH)2，以及水泥中含有3~5%的二水石膏，这些激发剂将与锰渣超细微粒发生二次反应产生多种新物质，使混凝土强度得到较大的提高。辽宁省辽阳辽化朝阳