电解锰矿渣制备免烧砖的试验研究

陈文姣 潘杰文 李涛

（1西南科技大学材料学院 四川绵阳 621010 2西南科技大学工程技术中心 四川绵阳 621010）

1 引言

我国电解锰产量超过百万吨/年[1-2]。其冶炼工作为R.S.Dean提出的酸浸电解的湿法冶金工艺，该工艺压滤后的滤渣即为电解锰矿渣（EMR）。因我国锰矿品位较低，每生产1吨锰所释锰渣约6t～7t。锰渣的堆放一方面占用大量土地资源，另一方面锰渣含有一定量的有害元素，未经处理任其排放会污染土壤和水源。因此，对锰渣进行无害化处理和有效利用，可解决锰渣对环境的污染[3-5]。实验研究了电解锰渣-粉煤灰-石灰-水泥胶凝材料及其用于制备免烧砖的配方及工艺，为电解锰渣的综合利用提供技术支持。

2 实验

所用材料有电解锰渣（岷江电解锰厂），粉煤灰（江油电厂），生石灰（天津科密欧），水泥（拉法基42.5级），砂（市售标准砂）。采用震动成型技术，采用150mm×150mm×150mm成型模具。强度测定参照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》，性能检测参照GB/T2542-2003《人民共和国国家标准砌墙砖试验方法》。

3 结果与讨论

按照表1所示的胶凝体系配比表配制出不同的配方体系。按照水固比1：10，胶凝材料与标准砂的比例控制为1：1，再通过震动成型、养护与力学性能检测，其7天与28天的抗压强度检测结果见表1所示。

表1 抗压强度检测结果

由表中检测结果可知，随着电解锰渣含量的增加，制备样品的抗压强度逐渐降低；同时随着石灰含量的减少其抗压强度也有明显的下降；这主要是因为，水泥在水化过程中，水泥水化产生的水化硅酸钙、钙矾石，以及在电解锰渣作用下粉煤灰与氢氧化钙、电解锰渣中硫酸盐发生水化反应生成的类似于水泥水化产物的水硬性胶凝物质：水化硅酸钙、水化铝酸钙、钙矾石等胶凝物质均匀地包裹在各惰性颗粒周围形成网络结构，在骨料粒子间起架桥作用，提高了粒子间的黏结强度，从而使砖具有较好的强度。在本实验中，由于电解锰渣的水化活性较低，其加入量的增加使得整个体系的化学反应后颗粒之间的结合强度降低，而石灰的加入量的降低明显减弱了反应体系中对锰矿渣和粉煤灰的碱激发效应，也使锰矿渣的水化活性下降，从而使得实验样品的强度随着电解锰渣的添加量的增加而降低。从表中还可以看出，在本实验的配方条件下，制备的锰渣砖的抗压强度均达到了使用强度要求，均大于10Mpa，说明实验配方是可行的。

4 结语

4.1 随着石灰含量的增加和电解锰矿渣成分的降低，水化产生的胶凝物质使电解锰渣免烧砖的强度逐步增强。

4.2 电解锰矿渣免烧砖适宜配方：电解锰渣40%，粉煤灰40%，生石灰10%，水泥10%；胶砂比为1，水固比为0.1。

4.3 电解锰渣需要通过添加较多碱性激发剂（氧化钙）来提高其水化活性，以提高其胶凝材料的力学强度。

[1]夏一仁.再访“锰三角”——锰污染进入“倒计时”[J].中国经济周刊,2005(37):20-23.

[2]李启.重庆市秀山县电解金属锰行业发展现状与对策[J].中国锰业，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.