[发明专利]一种电解锰渣制备的复合硅钙板

说明书

本发明公开了一种电解锰渣制备的复合硅钙板，涉及装饰用低密度、防火硅钙板技术领域。本发明按质量百分数计，制备所述复合硅钙板的原材料包括电解锰渣40‑60%，碱性钙质材料10‑20%，水泥熟料10‑20%，海泡石2‑10%，木浆2‑10%，膨胀珍珠岩5‑8%。本发明采用除氨的电解锰渣完全取代硅质材料制备出一种内部装饰用低密度、防火的复合硅钙板。本发明的复合硅钙板早期料坯成型时具有一定强度，极易成型，也有利于后期的高温养护。

技术领域

本发明涉及装饰用低密度、防火硅钙板技术领域，更具体地说涉及一种电解锰渣制备的复合硅钙板。

背景技术

电解锰行业是一个典型的“高投入、高消耗、高污 染、低效益”的“三高一低”行业，在其高速发展的同时，资源短缺、环境污染问题也日益凸显，其中锰渣污染显得尤为突出，每生产 1吨锰将产生6t～10t锰渣。目前我国电解金属锰生产企业131家，生产力达 100万吨，这些企业每年将产生约600～1000万吨废渣，2亿吨废水，80 多万吨 ，废气（主要是 CO2气及硫酸雾）。我国现存5000万吨以上电解锰渣，并且正在以每年约1000多万吨的量增加。锰渣中含有Mn²⁺、NH⁴⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺ 等重金属离在内的各种污染物，在堆放过程中，极易随雨水、渗滤液等进入当地生态环境，污染当地的土壤、河流和地下水，导致触目惊心的生态环境问题据统计，2012年我国电解锰渣年排放量达1000 余万吨，贵州省电解锰渣年排放量260万吨，占全国的26%(其中仅铜仁地区2012年排放的电解锰渣达200余万吨，电解锰渣累计堆积量已达1000万吨 左右)，遵义市每年电解锰渣排放量在40万吨左右，基本是零利用。电解锰渣的长期大量露天堆存，对地下水、周边环境影响极大，已经引起省政府、省环保厅及铜仁地区政府的极大关注，电解锰渣的资源化利用问题亟须解决。而利用电解锰渣生产新型节能墙体材料是解决电解锰渣大量堆存和污染环境的最佳方式。

电解锰渣中大量存在矿石中不能反应的石英，黏土类矿物，残存的可溶性离子及重金属离子。由于电解锰渣是通过压滤工艺产生的渣样。锰渣是颗粒及其微小的颗粒（粒径在100-200目），且其中含有除杂后保留的铁的氢氧化物胶体，使得其中的水份难以压滤完全。这些可溶性离子的存在会通过水循环进入土壤进一步进入生物圈后危害人类。这些可溶性离子主要包括氨、氮、锰、汞、砷、钴等，其中有研究表明锰渣中锰浸出浓度可以达到163 mg·L^-1，为国家标准限度(2mg·L^-1)的 80 多倍。重金属类污染物的污染程度排序为锰、硒、镉以及铬和铅等。

由于电解锰渣是一种相对特殊的废渣，粘度大、含水率高，基本属于惰性材料，一直缺少有效的利用方式。现有的无害化处置方式几乎为空白，主要的基础性研究利用方式包括以下几方面：

（1）利用电解锰渣部分代替石膏作为水泥缓凝剂。在掺量较少的情况下，电解锰渣符合作为水泥缓凝剂的技术要求。作为缓凝剂在水泥中应用，电解锰渣重金属离子造成水泥的凝结时间异常，存在用量少的问题。且迫切需要一种消纳量大的处置方式。

（2）利用电解锰渣配制复合胶凝材料。这种应用较多，资源化处置方式主要是利用电解锰渣中存在的大量硫酸盐对火山灰材料的激发作用制备胶凝材料。鉴于电解锰渣中硫酸根离子数量的激发效果不明显，胶凝材料的强度不高。

如CN110903046A“一种用电解锰渣浸出渣制备建筑胶凝材料的方法”，主要采用浓硫酸处理电解金属锰渣浸出渣，生成硫酸盐渣和酸浸电解金属锰渣液，酸浸电解金属液经去除各种金属，有效回收复合磷酸铁铝、铜钴镍硫化精矿、碳酸锰精矿和氨水后与硫酸盐渣混合，与硅酸盐水泥混合，生成胶凝材料。主要的问题在于制备过程较为复杂，需要大量清水制备成矿浆，对矿浆进行多次pH值进行调节，搅拌硅酸盐水泥进行混合，制备出具有胶凝性的建筑材料。其操作过程流程复杂，中间过程再次产生大量的废水废渣，增加环境负担。对于消解处理电解锰渣这种自然界难以处理的固体废弃物效果不佳，胶凝材料的强度偏低。