電解錳礦渣制備免燒磚的試驗研究

陳文姣 潘杰文 李濤

（1西南科技大學材料學院 四川綿陽 621010 2西南科技大學工程技術中心 四川綿陽 621010）

1 引言

我國電解錳產量超過百萬噸/年[1-2]。其冶煉工作為R.S.Dean提出的酸浸電解的濕法冶金工藝，該工藝壓濾后的濾渣即為電解錳礦渣（EMR）。因我國錳礦品位較低，每生產1噸錳所釋錳渣約6t～7t。錳渣的堆放一方面占用大量土地資源，另一方面錳渣含有一定量的有害元素，未經處理任其排放會污染土壤和水源。因此，對錳渣進行無害化處理和有效利用，可解決錳渣對環境的污染[3-5]。實驗研究了電解錳渣-粉煤灰-石灰-水泥膠凝材料及其用于制備免燒磚的配方及工藝，為電解錳渣的綜合利用提供技術支持。

2 實驗

所用材料有電解錳渣（岷江電解錳廠），粉煤灰（江油電廠），生石灰（天津科密歐），水泥（拉法基42.5級），砂（市售標準砂）。采用震動成型技術，采用150mm×150mm×150mm成型模具。強度測定參照GB/T17671-1999《水泥膠砂強度檢驗方法》，性能檢測參照GB/T2542-2003《人民共和國國家標準砌墻磚試驗方法》。

3 結果與討論

按照表1所示的膠凝體系配比表配制出不同的配方體系。按照水固比1：10，膠凝材料與標準砂的比例控制為1：1，再通過震動成型、養護與力學性能檢測，其7天與28天的抗壓強度檢測結果見表1所示。

表1 抗壓強度檢測結果

由表中檢測結果可知，隨著電解錳渣含量的增加，制備樣品的抗壓強度逐漸降低；同時隨著石灰含量的減少其抗壓強度也有明顯的下降；這主要是因為，水泥在水化過程中，水泥水化產生的水化硅酸鈣、鈣礬石，以及在電解錳渣作用下粉煤灰與氫氧化鈣、電解錳渣中硫酸鹽發生水化反應生成的類似于水泥水化產物的水硬性膠凝物質：水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣、鈣礬石等膠凝物質均勻地包裹在各惰性顆粒周圍形成網絡結構，在骨料粒子間起架橋作用，提高了粒子間的黏結強度，從而使磚具有較好的強度。在本實驗中，由于電解錳渣的水化活性較低，其加入量的增加使得整個體系的化學反應后顆粒之間的結合強度降低，而石灰的加入量的降低明顯減弱了反應體系中對錳礦渣和粉煤灰的堿激發效應，也使錳礦渣的水化活性下降，從而使得實驗樣品的強度隨著電解錳渣的添加量的增加而降低。從表中還可以看出，在本實驗的配方條件下，制備的錳渣磚的抗壓強度均達到了使用強度要求，均大于10Mpa，說明實驗配方是可行的。

4 結語

4.1 隨著石灰含量的增加和電解錳礦渣成分的降低，水化產生的膠凝物質使電解錳渣免燒磚的強度逐步增強。

4.2 電解錳礦渣免燒磚適宜配方：電解錳渣40%，粉煤灰40%，生石灰10%，水泥10%；膠砂比為1，水固比為0.1。

4.3 電解錳渣需要通過添加較多堿性激發劑（氧化鈣）來提高其水化活性，以提高其膠凝材料的力學強度。

[1]夏一仁.再訪“錳三角”——錳污染進入“倒計時”[J].中國經濟周刊,2005(37):20-23.

[2]李啟.重慶市秀山縣電解金屬錳行業發展現狀與對策[J].中國錳業，2005，23(3):18-19.

[3]EDWIN SAFARI,GHOLAMREZA NABI BIDHENDI.Removal of manganese and zinc from Kahrizak landfill leachate using daily cover soil and lime[J].Waste Management,2007,27:1551-1556.