一种用于混凝土掺合料的锰渣活性微粉制备方法.pdf

本发明公开了一种用于混凝土掺合料的锰渣活性微粉制备方法，该方法以电解锰压滤渣的回收利用为目的，将电解锰压滤渣通过焙烧、冷却、添加还原剂、增钙剂、活性激发剂制备成锰渣活性微粉，使其用于在混凝土中作为一种微细填料，该方法不仅对电解锰压滤渣循环利用，而且通过该方法生产出的活性微粉能够有效提高混凝土的胶凝活性，实现工业矿渣的循环利用，具有可观的经济和环保意义。

1.  一种用于混凝土掺合料的锰渣活性微粉制备方法，其具体包括以下步骤：
步骤一：将电解锰压滤渣进行破碎、干燥和分散后得到物料I；
步骤二：将经步骤一处理过的物料I与适量的含碳还原剂和增钙剂充分混料，得到物料II；
步骤三：将经步骤二处理得到的物料II置入焙烧装置进行焙烧，焙烧温度700-1600℃，焙烧时间0.5-6h；
步骤四：将经步骤三处理后的剩余物料置入冷却装置进行冷却，再经过烘干、破碎和磨细后得到物料III；
步骤五：将经步骤四处理得到的物料III与适量的活性激发剂混料和磨细，得到锰渣活性微粉。

2.  如权利要求1所述的一种用于混凝土掺合料的锰渣活性微粉制备方法，其特征在于，步骤一所述物料I和步骤二所述物料II的平均粒径不大于1cm，含水量不高于12％。

3.  如权利要求1所述的一种用于混凝土掺合料的锰渣活性微粉制备方法，其特征在于，步骤二所述的含碳还原剂为活性炭、烟煤、木炭、无烟煤、焦炭中的一种或多种，含碳还原剂的含量为物料I质量的0～20％。

4.  如权利要求3所述的一种用于混凝土掺合料的锰渣活性微粉制备方法，其特征在于，步骤二所述的增钙剂为氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙的一种或多种，增钙剂的含量为物料I质量的0～30％。

5.  如权利要求1所述的一种用于混凝土掺合料的锰渣活性微粉制备方法，其特征在于，步骤三所述的焙烧装置为回转窑、立窑、电炉、沸腾炉的一种或多种。

6.  如权利要求1所述的一种用于混凝土掺合料的锰渣活性微粉制备方法，其特征在于，步骤四所述的冷却装置为单筒冷却机、多筒冷却机、篦式冷却机、水淬容器的一种或多种。

7.  如权利要求1所述的一种用于混凝土掺合料的锰渣活性微粉制备方法，其特征在于，步骤五所述的活性激发剂为碳酸钠、水玻璃、铝酸钙的一种或多种，活性激发剂的含量为物料III质量的0.5～5％。

8.  如权利要求1所述的一种用于混凝土掺合料的锰渣活性微粉制备方法，其特征在于，步骤五所述的锰渣活性微粉的比表面积为400～600m²/Kg。

9.  如权利要求1所述的一种用于混凝土掺合料的锰渣活性微粉制备方法，其特征在于，步骤五所述的锰渣活性微粉，用于混凝土掺合料，用于混凝土掺合料的掺加量范围为等量取代混凝土中水泥质量的10-35％。

一种用于混凝土掺合料的锰渣活性微粉制备方法
技术领域
本发明涉及一种对电解锰行业工业废渣的加工处理方法，尤其是一种用于混凝土掺合料的锰渣活性微粉制备方法。
背景技术
电解锰压滤渣是工业生产金属锰过程中采用湿法酸浸电解工艺产生的一种工业废渣，属一般工业固体废弃物(Ⅱ类)。近年来，电解锰行业迅猛发展，而锰矿石的品位则逐年降低以及提取效率的限制，导致每生产1t金属锰产生大约6～10t的电解锰渣，全国现存电解锰渣5000万吨以上，并以每年近千万吨电解锰渣的速度增加。目前对电解锰渣的主要处理方式是筑坝湿法堆存，一方面增加了企业堆置废渣的土地征用和场地处置费用，使企业生产成本增加且消耗大量土地资源，另一方面大量的尾渣露天堆集，占用大量农田。电解锰渣中的重金属离子、有毒元素和铵盐等将会随着雨水冲刷渗入到地下水、江河、土壤中，直接危害到周边人和动植物的健康。同时堆放的尾矿坝造成潜在的安全隐患，对居民的人身安全存在威胁。因此，对电解锰压滤渣的资源化综合利用显得十分重要，不仅要求减少对环境的污染，而且要求能够转化为其他可利用的资源产生经济价值。
目前电解锰渣资源化综合利用方面处于起步阶段，相关应用主要集中在作为水泥缓凝剂、制备复合胶凝材料、生产黏土砖类产品以及用于农业化肥等方面。这些应用存在利用率低、工艺流程复杂和附加值低等问题。混凝土行业可以消纳大量的固体废弃物，一些固体废弃物如矿渣和粉煤灰等经过处理和筛选后，可以作为单独的胶凝组分作为混凝土掺合料用于混凝土的生产。本发明所要解决的问题是利用电解锰压滤渣制备混凝土掺合料的活性微粉的方法，使混凝土胶凝活性得以改善。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种锰渣活性微粉制备方法，该方法以电解锰压滤渣为主要原料，制备用于混凝土掺合料的锰渣活性微粉制，该方法不仅对电解锰压滤渣循环利用，而且通过该方法生产出的活性微粉能够有效提高混凝土的胶凝活性，实现工业废渣的循环利用，具有可观的经济和环保意义。
本发明的一种用于混凝土掺合料的锰渣活性微粉制备方法，其具体包括以下步骤：
步骤一：将电解锰压滤渣进行破碎、干燥和分散后得到物料I；
步骤二：将经步骤一处理过的物料I与适量的含碳还原剂和增钙剂充分混料，得到物料II；
步骤三：将经步骤二处理得到的物料II置入焙烧装置进行焙烧，焙烧温度700-1600℃，焙烧时间0.5-6h；
步骤四：将经步骤三处理后的剩余物料置入冷却装置进行冷却，再经过烘干、破碎和磨细后得到物料III；
步骤五：将经步骤四处理得到的物料III与适量的活性激发剂混料和磨细，得到锰渣活性微粉。
进一步的，步骤一所述物料I和步骤二所述物料II的平均粒径不大于1cm，含水量不高于12％。
进一步的，步骤二所述的含碳还原剂为活性炭、烟煤、木炭、无烟煤、焦炭中的一种或多种，含碳还原剂的含量为物料I质量的0～20％。
进一步的，步骤二所述的增钙剂为氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙的一种或多种，增钙剂的含量为物料I质量的0～30％。
进一步的，步骤三所述的焙烧装置为回转窑、立窑、电炉、沸腾炉的一种或多种。
进一步的，步骤四所述的冷却装置为单筒冷却机、多筒冷却机、篦式冷却机、水淬容器的一种或多种。
进一步的，步骤五所述的活性激发剂为碳酸钠、水玻璃、铝酸钙的一种或多种，活性激发剂的含量为物料III质量的0.5～5％。
进一步的，步骤五所述的锰渣活性微粉的比表面积为400～600m²/Kg。
进一步的，步骤五所述的锰渣活性微粉，用于混凝土掺合料，用于混凝土掺合料的掺加量范围为等量取代混凝土中水泥质量的10-35％。
本发明的有益效果在于,1、本发明的一种用于混凝土掺合料的锰渣活性微粉制备方法，以电解锰压滤渣的回收利用为目的，将电解锰压滤渣制备成锰渣活性微粉，用于混凝土掺合料；2、本发明通过焙烧、冷却、添加还原剂、增钙剂、活性激发剂制备锰渣活性微粉，在混凝土中作为一种微细填料，使混凝土具有较高的胶凝活性，可在保证混凝土力学性能及耐久性能的前提下取代部分水泥，可以降低混凝土的生产成本；3、电解锰渣的回收利用可以消除其对生态环境的破坏，实现资源的循环利用。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
图1是本发明一种用于混凝土掺合料的锰渣活性微粉制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
一种用于混凝土掺合料的锰渣活性微粉制备方法，其具体包括以下步骤：
步骤一：将电解锰压滤渣进行破碎、干燥和分散后得到物料I；
步骤二：将经步骤一处理过的物料I与适量的含碳还原剂和增钙剂充分混料，得到物料II；
步骤三：将经步骤二处理得到的物料II置入焙烧装置进行焙烧，焙烧温度700-1600℃，焙烧时间0.5-6h；
步骤四：将经步骤三处理后的剩余物料置入冷却装置进行冷却，再经过烘干、破碎和磨细后得到物料III；
步骤五：将经步骤四处理得到的物料III与适量的活性激发剂混料和磨细，得到锰渣活性微粉；
其中，步骤一所述物料I和步骤二所述物料II的平均粒径不大于1cm，含水量不高于12％；步骤二所述的含碳还原剂为活性炭、烟煤、木炭、无烟煤、焦炭中的一种或多种，含碳还原剂的含量为物料I质量的0～20％；步骤二所述的增钙剂为氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙的一种或多种，增钙剂的含量为物料I质量的0～30％；步骤三所述的焙烧装置为回转窑、立窑、电炉、沸腾炉的一种或多种；步骤四所述的冷却装置为单筒冷却机、多筒冷却机、篦式冷却机、水淬容器的一种或多种；步骤五所述的活性激发剂为碳酸钠、水玻璃、铝酸钙的一种或多种，活性激发剂的含量为物料III质量的0.5～5％；步骤五所述的锰渣活性微粉的比表面积为400～600m²/Kg；步骤五所述的锰渣活性微粉，用于混凝土掺合料，用于混凝土掺合料的掺加量范围为等量取代混凝土中水泥质量的10-35％。
实施例1：
(1)将电解锰压滤渣进行破碎、干燥和分散后得到物料I，称取1000Kg，所述物料I的平均粒径为1cm，含水量为10％；
(2)按规定的配比称取100Kg烟煤和50Kg氧化钙，将物料I与烟煤和氧化钙充分混料，得到1150Kg物料II，所述物料II的平均粒径为1cm，含水量为10％；
(3)将物料II进行回转窑焙烧，焙烧温度1200℃，焙烧时间1h；
(4)焙烧后剩余物料经过单筒冷却机冷却、烘干、破碎和磨细，得到805Kg物料III；
(5)将物料III与8.05Kg水玻璃混料和磨细，得到813Kg锰渣活性微粉，可作为混凝土掺合料，锰渣活性微粉的比表面积为425m²/Kg，适宜掺加量范围为等量取代混凝土中水泥质量 的25％。
实施例2：
(1)将电解锰压滤渣进行破碎、干燥和分散后得到物料I，称取500Kg，所述物料I的平均粒径为0.5cm，含水量为8％；
(2)按规定的配比称取25Kg活性炭和5Kg碳酸钙，将物料I与活性炭和碳酸钙充分混料，得到530Kg物料II，所述物料II的平均粒径为0.5cm，含水量为8％；
(3)将物料II进行电炉焙烧，焙烧温度1350℃，焙烧时间0.5h；
(4)焙烧后剩余物料经过多筒水淬冷却、烘干、破碎和磨细，得到366Kg物料III；
(5)将物料III与1.10Kg碳酸钠和1.83Kg水玻璃混料和磨细，得到369Kg锰渣活性微粉，可作为混凝土掺合料，锰渣活性微粉的比表面积为450m²/Kg，适宜掺加量范围为等量取代混凝土中水泥质量的28％。
实施例3：
(1)将电解锰压滤渣进行破碎、干燥和分散后得到物料I，称取2000Kg，所述物料I的平均粒径为0.1cm，含水量为5％；
(2)按规定的配比称取300Kg焦炭、8Kg碳酸钙和6Kg氧化钙，将物料I与焦炭和碳酸钙、氧化钙充分混料，得到2308Kg物料II，所述物料II的平均粒径为0.1cm，含水量为5％；
(3)将物料II进行立窑焙烧，焙烧温度1100℃，焙烧时间3h；
(4)焙烧后剩余物料经过水淬冷却、烘干、破碎和磨细，得到1639Kg物料III；
(5)将物料III与49.17Kg铝酸钙混料和磨细，得到1688Kg锰渣活性微粉，可作为混凝土掺合料，锰渣活性微粉的比表面积为500m²/Kg，适宜掺加量范围为等量取代混凝土中水泥质量的30％。
根据以上所述的具体实施方式的揭示和教导，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换，改进等，均包含在本发明的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。