直接在壓濾板框內(nèi)無(wú)害化處理電解錳渣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對(duì)電解錳渣進(jìn)行無(wú)害化處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電解錳渣是用電解法生產(chǎn)金屬錳過(guò)程中產(chǎn)生的一種工業(yè)廢渣，它在壓濾車間（通 常用板框壓濾機(jī)）被壓濾成濾餅后，仍然含有可溶性錳(Mn)和以離子態(tài)NH4+存在的氨氮。 若將這樣的電解錳渣堆放在渣場(chǎng)，其中的可溶性錳與氨氮會(huì)在雨水的沖刷下逐漸轉(zhuǎn)移到周 邊的土壤、地下水以及河流中，從而破壞周邊的生態(tài)環(huán)境--既造成重金屬含量超標(biāo)，又造 成嚴(yán)重的水體富營(yíng)養(yǎng)化，即便人們采用回收的方法，電解錳渣中的可溶性錳與氨氮等也不 可能完全除盡。因此，一方面為避免電解錳渣對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，另一方面為了安全堆存 與資源化利用它(例如，將電解錳渣用于建筑材料，用于路基材料)，人們就采用了將可溶性 污染物轉(zhuǎn)化(也稱"固定"）為不可溶的物質(zhì)等措施。公開(kāi)號(hào)為CN103286116A、名稱為《一種 無(wú)害化處理電解錳渣的方法》的現(xiàn)有技術(shù)就是這類措施之一，它是以磷酸鈉與生石灰(氧化 鈣)作為處理劑將可溶性錳固定為不可溶性錳。該現(xiàn)有技術(shù)的確取得了較好的技術(shù)效果，然 而，由于該現(xiàn)有技術(shù)是將含水率高達(dá)25~30% (質(zhì)量計(jì)）的新鮮電解錳渣裝入攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn) 行處理，增加了攪拌機(jī)，這就必然會(huì)增加裝置成本。若遇處理不及時(shí)而在事后對(duì)濾餅狀的電 解錳渣進(jìn)行再處理，那么，除增加裝置成本之外，還需增加搬運(yùn)、恢復(fù)待處理電解錳渣的含 水率等工序，這又增大了處理過(guò)程中的工時(shí)成本。另外，該現(xiàn)有技術(shù)采用釋放的方式處理氨 氮，雖然同時(shí)采用了"不斷回收攪拌過(guò)程中產(chǎn)生的氨氣"的方法，但這樣做必然會(huì)增加回收 氨氣的裝置。本來(lái)，電解錳渣中的氨氮對(duì)環(huán)境造成的污染是個(gè)長(zhǎng)期集聚的結(jié)果，而將它們直 接轉(zhuǎn)化成氨氣釋放出來(lái)，肯定對(duì)操作者的健康造成不利的影響，但要增加回收氨氣的裝置 成本又大大超過(guò)能夠回收的氨氣的價(jià)值。因此，該現(xiàn)有技術(shù)存在總的處理成本較高的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種總的處理成本較低的直接在壓濾板框內(nèi)無(wú)害化處理電 解錳渣的方法。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)所述目的，提供這樣一種直接在壓濾板框內(nèi)無(wú)害化處理電解錳渣的方法。 與現(xiàn)有技術(shù)相同的方面是，該方法的處理劑中有磷酸鹽與氧化鈣。其改進(jìn)之處是，該方法處 理的電解錳渣，是位于板框壓濾機(jī)的壓濾板框內(nèi)經(jīng)壓濾后的電解錳渣濾餅；所述磷酸鹽是 磷酸二氫鈉，所述處理劑中還有氧化鎂和聚丙烯酰胺；該方法的步驟如下： (1) 將磷酸二氫鈉與水充分混合，然后用進(jìn)料泵通過(guò)板框壓濾機(jī)的洗滌孔注入各壓濾 板框內(nèi)，對(duì)電解錳渣濾餅進(jìn)行洗滌，并收集洗滌后的濾液； 其中，磷酸二氫鈉與電解錳渣濾餅的質(zhì)量比為1~4% ;電解錳渣濾餅與水之比為Ikg； 1 ~3L; (2) 將氧化鎂、氧化鈣和聚丙烯酰胺加入到步驟（1)收集的濾液中充分混合，然后仍用 進(jìn)料泵通過(guò)板框壓濾機(jī)的洗滌孔注入各壓濾板框內(nèi)，對(duì)電解錳渣濾餅進(jìn)行再次洗滌； 其中，氧化鎂與電解錳渣濾餅的質(zhì)量比為0. 2~0. 5% ;氧化鈣與電解錳渣濾餅的質(zhì)量 比為0. 3~0. 8% ;聚丙烯酰胺與電解錳渣濾餅的質(zhì)量比為0. 5~1%。； (3)排放并收集步驟（2)產(chǎn)生的濾液，松開(kāi)板框壓濾機(jī)卸下電解錳渣濾餅，即得到被無(wú) 害化處理了的電解錳渣。
[0005] 從方案中可以看出，本發(fā)明是直接利用板框壓濾機(jī)里的壓濾板框作為處理容器來(lái) 處理電解錳渣的，這樣一來(lái)，就可省去現(xiàn)有技術(shù)中不得不增加的攪拌機(jī)，節(jié)省了裝置成本。 由于電解錳渣是一批一批在壓濾車間進(jìn)行壓濾的，因此，壓濾每一批電解錳渣都有較長(zhǎng)的 時(shí)間間隔，而本發(fā)明采用洗滌方法來(lái)無(wú)害化處理電解錳渣就正好利用了這一時(shí)間間隔，也 就不會(huì)出現(xiàn)處理不及時(shí)的問(wèn)題，這就省去了因處理不及時(shí)而事后再搬運(yùn)、再恢復(fù)電解錳渣 含水率等工序，就又節(jié)省了不必要的工時(shí)成本。另外，本發(fā)明用磷酸二氫鈉替換了現(xiàn)有技 術(shù)處理劑中的磷酸鈉，并增加了用量不大的氧化鎂，電解錳渣中可溶性錳在磷酸二氫鈉、氧 化鎂、氧化鈣以及聚丙烯酰胺的共同作用下被固定成不可溶物，而且電解錳渣中的可溶性 氨氮也被一并固定為不可溶的，這又減少了氨氮回收裝置的成本。在本發(fā)明處理劑中增加 了用量更少的聚丙烯酰胺，具有絮凝、膠粘和吸附作用，保證了壓濾板框內(nèi)的所有電解錳渣 能夠被洗滌到。其具體處理過(guò)程是，磷酸二氫鈉在電解錳渣孔隙水中迅速溶解并離子化生 成Na+、H+、PO43'當(dāng)氧化鎂顆粒受到水與氫離子的浸蝕后，顆粒表面溶解生成Mg2+，游 離出的Mg2+與PO43+、NH4+能夠在加了氧化鈣的弱堿環(huán)境中形成一種無(wú)定形的絡(luò)合物水化 凝膠，這絡(luò)合物水化凝膠的成分或被其包裹的成分均是不溶于水的，它們分別是磷酸鎂銨 (MgNH4PO4?6H20，俗稱烏糞石)、磷酸錳銨（MnNH4PO4?6H20)、磷酸錳[Mn3 (PO4)2 ]、二水磷酸二 氫錳[Mn(H2PO4)2CH2O],二水磷酸二氫鎂[Mg(H2P04)2*2H20]、磷酸氫鈣（CaHP04)、羥基磷灰 石（Ca5 (PO4) 30H)和P -磷酸鈣[P -Ca3 (PO4) 2]等化合物和一些其他雜質(zhì)。這就是說(shuō)，可溶 性錳與氨氮，乃至其他雜質(zhì)都一并被固定在電解錳渣中了，即在步驟（3)得到被無(wú)害化處理 了的電解錳渣后，就可直接地安全堆存與資源化利用了，例如用于建筑材料和路基材料。另 外，在步驟（3)收集到步驟（2)產(chǎn)生的濾液，還能夠循環(huán)利用。簡(jiǎn)言之，由于本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn) 有技術(shù)節(jié)省了攪拌機(jī)、回收氨氣的裝置并完全避免了工時(shí)浪費(fèi)，且最后收集的濾液還能夠 循環(huán)利用。所以，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明無(wú)害化處理電解錳渣的總成本要低得多。
[0006] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0007] 直接在壓濾板框內(nèi)無(wú)害化處理電解錳渣的方法，該方法的處理劑中有磷酸鹽與氧 化鈣（CaO)。本發(fā)明處理的電解錳渣，是位于板框壓濾機(jī)的壓濾板框內(nèi)經(jīng)壓濾后的電解錳渣 濾餅；所述磷酸鹽是磷酸二氫鈉（NaH2PO4),所述處理劑中還有氧化鎂(MgO)和聚丙烯酰胺 [PAM，（C3H5NO)n];該方法的步驟如下： (1) 將磷酸二氫鈉與水充分混合，然后用進(jìn)料泵通過(guò)板框壓濾機(jī)的洗滌孔注入各壓濾 板框內(nèi)，對(duì)電解錳渣濾餅進(jìn)行洗滌，并收集洗滌后的濾液； 其中，磷酸二氫鈉與電解錳渣濾餅的質(zhì)量比為1~4% ;電解錳渣濾餅與水之比為Ikg； 1 ~3L; (2) 將氧化鎂、氧化鈣和聚丙烯酰胺加入到步驟（1)收集的濾液中充分混合，然后仍用 進(jìn)料泵通過(guò)板框壓濾機(jī)的洗滌孔注入各壓濾板框內(nèi)，對(duì)電解錳渣濾餅進(jìn)行再次洗滌； 其中，氧化鎂與電解錳渣濾餅的質(zhì)量比為0. 2~0. 5% ;氧化鈣與電解錳渣濾餅的質(zhì)量 比為0. 3~0. 8% ;聚丙烯酰胺與電解錳渣濾餅的質(zhì)量比為0. 5~1%。； (3)排放并收集步驟（2)產(chǎn)生的濾液，松開(kāi)板框壓濾機(jī)卸下電解錳渣濾餅，即得到被無(wú) 害化處理了的電解錳渣。
[0008] 鑒于本發(fā)明是用洗滌方法來(lái)對(duì)電解錳渣中的可溶性錳和氨氮進(jìn)行固化處理的，所 以，在實(shí)踐中的洗滌速度不應(yīng)過(guò)快。又因?qū)Ρ绢I(lǐng)域的技術(shù)人員而言，這洗滌速度僅僅只通過(guò) 有限的常規(guī)試驗(yàn)即可確定下來(lái)，故僅提醒一下而不詳述。
[0009] 特別說(shuō)明，在循環(huán)利用步驟（3)收集的濾液時(shí)，實(shí)際是將步驟（3)收集的濾液作為 步驟（1)中的"水"來(lái)使用。因此，當(dāng)替換水的濾液量不夠而不能滿足電解錳渣濾餅之比等 于Ikg: 1~3L時(shí)，當(dāng)然通過(guò)補(bǔ)充水來(lái)滿足。
[0010] 本發(fā)明通過(guò)了在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所做的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證步驟與【具體實(shí)施方式】所述相同。 驗(yàn)證時(shí)，根據(jù)GB/T5086. 2-1997《固體廢物浸出毒性測(cè)試方法-水平震蕩法》，先后用潔凈水 與處理前的電解錳渣和步驟（3)所得的被無(wú)害化處理了的電解錳渣分別混合，在得到浸出 液后，再測(cè)量前后兩種浸出液中錳與氨氮的濃度，然后計(jì)算出可溶性錳的固化率和氨氮的 固化率。
[0011] 驗(yàn)證表[注：表中各的含意與【具體實(shí)施方式】各對(duì)應(yīng)步驟中的相同]
【主權(quán)項(xiàng)】
1.直接在壓濾板框內(nèi)無(wú)害化處理電解錳渣的方法，該方法的處理劑中有磷酸鹽與氧化 鈣；其特征在于，該方法處理的電解錳渣，是位于板框壓濾機(jī)的壓濾板框內(nèi)經(jīng)壓濾后的電解 錳渣濾餅；所述磷酸鹽是磷酸二氫鈉，所述處理劑中還有氧化鎂和聚丙烯酰胺；該方法的 步驟如下： (1) 將磷酸二氫鈉與水充分混合，然后用進(jìn)料泵通過(guò)板框壓濾機(jī)的洗滌孔注入各壓濾 板框內(nèi)，對(duì)電解錳渣濾餅進(jìn)行洗滌，并收集洗滌后的濾液； 其中，磷酸二氫鈉與電解錳渣濾餅的質(zhì)量比為1~4% ;電解錳渣濾餅與水之比為Ikg； 1 ~3L; (2)將氧化鎂、氧化鈣和聚丙烯酰胺加入到步驟（1)收集的濾液中充分混合，然后仍用 進(jìn)料泵通過(guò)板框壓濾機(jī)的洗滌孔注入各壓濾板框內(nèi)，對(duì)電解錳渣濾餅進(jìn)行再次洗滌； 其中，氧化鎂與電解錳渣濾餅的質(zhì)量比為〇. 2~0. 5% ;氧化鈣與電解錳渣濾餅的質(zhì)量 比為0. 3~0. 8% ;聚丙烯酰胺與電解錳渣濾餅的質(zhì)量比為0. 5~1%。； (3) 排放并收集步驟（2)產(chǎn)生的濾液，松開(kāi)板框壓濾機(jī)卸下電解錳渣濾餅，即得到被無(wú) 害化處理了的電解錳渣。
【專利摘要】直接在壓濾板框內(nèi)無(wú)害化處理電解錳渣的方法，該方法處理的電解錳渣，是位于板框壓濾機(jī)的壓濾板框內(nèi)經(jīng)壓濾后的濾餅，處理劑中有磷酸二氫鈉、氧化鈣、氧化鎂和聚丙烯酰胺。其步驟有：（1）采用磷酸二氫鈉與水混合后的溶液洗滌各壓濾板框內(nèi)電解錳渣濾餅；（2）將氧化鎂、氧化鈣和聚丙烯酰胺溶于步驟（1）收集的濾液后，對(duì)電解錳渣濾餅進(jìn)行再次洗滌；（3）收集步驟（2）產(chǎn)生的濾液，松開(kāi)板框壓濾機(jī)卸下濾餅，即得到被無(wú)害化處理后的電解錳渣。本發(fā)明在固定電解錳渣中的可溶性錳的同時(shí)，也一并固定了其中的可溶性氨氮，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明既保留了其優(yōu)點(diǎn)，又克服其不足—降低了無(wú)害化處理電解錳渣的總成本。
【IPC分類】B09B5-00, B09B3-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104690080
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510139926
【發(fā)明人】劉仁龍, 舒建成, 劉作華, 陶長(zhǎng)元, 杜軍, 唐金晶, 范興, 孔令峰, 孫大貴, 左趙宏, 謝昭明, 周小霞, 張興然, 邱江, 李明強(qiáng), 郭嵐峰, 趙楊
【申請(qǐng)人】重慶大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月28日