广西大新锰矿固废资源化利用的探讨

许英鹏，刘鸿庆，陈远光，李庆梅，覃燕玲

(1. 中信大锰矿业有限责任公司 大新锰矿分公司，广西 崇左 532315；2. 中信大锰矿业有限责任公司，广西 南宁 530029)

1 企业工业固体废物产生及利用情况

中信大锰矿业有限责任公司是集采、选、冶于一体的锰系产品生产与研发大型企业集团，是全球锰系产品的重要供应商。大新锰矿分公司是中信大锰公司的分支机构和核心生产单位，每年生产8.3万t电解金属锰，3万t电解二氧化锰，2.4万t硫酸锰。主要原料都是氧化锰和碳酸锰。

大新锰矿分公司用电解法生产金属锰，是选用本公司提供的碳酸锰粉作为原料，将阳极液加入化合桶中，投入碳酸锰粉、浓硫酸，经化合反应后，获得硫酸锰溶液(粗液)，加入氨水中和除铁，加净化剂除重金属，经精滤净化去除杂质得到合格的电解液后放到高位池待用。高位池中合格的电解液放入电解槽进行电解，经过24 h电解后取出电解槽中的阴极板，放入钝化桶中进行钝化，冲洗干净后进行烘干，最后剥离、包装、入库。电解二氧化锰厂采用电解法生产，即将碳酸锰粉和硫酸化合反应，加入氧化锰粉除铁，添加石灰乳进行中和，流经压滤车间产生压滤废渣，滤液经净化进入电解槽直流电解，最后是机器剥离人工包装。

大新锰矿在进行生产活动过程中，产生的主要固体废物主要有锰渣、无铬化渣、阳极泥、废活性炭和选矿过程中产生的尾矿等固体废物。因工艺变更，目前生产过程已不再使用活性炭，所以不再有废活性炭这个固体废物。2018年1-9月大新锰矿固体废弃物处置见表1。

国家对固体废物污染环境的防治，实行减少固体废物的产生量和危害性、充分合理利用固体废物和无害化处置固体废物的原则，促进清洁生产和循环经济发展。国家采取有利于固体废物综合利用活动的经济、技术政策和措施，对固体废物实行充分回收和合理利用。国家鼓励、支持采取有利于保护环境的集中处置固体废物的措施，促进固体废物污染环境防治产业发展[1]。

大新锰矿在生产过程中严格按照国家环境保护法律法规,对产生的各种固体废弃物进行处置。

表1 2018年1-9月大新锰矿固体废弃物处置一览

公司在未来几年暂时未有增加产能的设计规划，产能会保持在目前水平的状态。一直以来，公司在工艺研发方面投入大量的人力物力，不断创新，不断改进工艺，提升冶炼水平，为公司节能减排，创效增盈起到了决定性的推动作用。得益于工艺的不断进步，固废的产生量得到有效控制，呈现逐年减少的趋势。

2 工业固体废物资源综合利用

为打造“绿水青山就是金山银山”的发展理念，公司制定了长远的固废减排战略：①开采高品位矿石，尽量或者不采品位低的矿石；②改进选矿工艺，提高选矿效益，减少尾矿排放；③研发改进冶炼工艺，减少压滤废渣的产生；④积极探讨固废的再次利用，与第三方合作，研究将固废作为生产建筑原材料的可能性。

2.1 技术突破

1)2017年度，公司联合武汉大学科技人员，在布康渣库建立锰渣固化实验室。该项目通过向锰渣添加特有的固化剂，利用机械设备搅拌混合，静置7天左右。通过观察分析，固化强度达到预期效果，可满足作为一般建筑物材料的要求，同时，通过浸泡取样检测，溶液中的各类物资均符合标准，未有毒性物质产生，对人体健康无危害。

2)通过采用先进的溢流矿石干排技术，替代传统的湿排，实现尾矿库零排放。具体是：在选矿生产线上增加一道压滤工序，利用压滤机对选矿生产线溢流细粒级矿石进行脱水，回收所得细粒级干矿作为深加工电解金属锰与电解二氧化锰生产原料，压滤出来的清水回抽选矿生产线进行循环使用。

采用溢流矿石干排选矿技术后，选矿产生的渣和废水都可得到利用，不再往尾矿库内排放废水和选矿渣。

3)锰渣是生产有机肥料的良好原料，其中包括锰、硒、氨氮、钾、钠、铁、硼等营养元素，这些都是植物生长所必须的。根据对施用锰渣混配肥的农作物生长情况研究发现，施用适量的锰渣混配肥能促进农作物的营养生长，施用适量的富硒全价肥的下麦、水稻、油菜在苗期营养生长旺盛，植株鲜重分别增重41.19%～156.19%、7.2%、22.2%，同时施用锰渣混配肥后，改善量土壤理化性质，土壤疏松，有利于作物根系的生长。通过对烤烟大田施用不同用量的锰渣混配肥肥效实验研究，证实锰渣混配肥能促进烤烟的营养生长，提高烟叶品质，对烤烟具有较好的肥效[2]。

2.2 固体废物资源综合利用能力建设

目前，布康渣库储存量约300万m3，每年约有60万m3的产生量，总体来说，数目巨大，是固废，亦是宝库。鉴于武汉大学科研成果的成效性与可行性，在进一步探索和论证的基础上，公司从长远考虑，计划于布康渣库南侧建立年耗渣量80万m3的墙砖生产基地，届时，金属冶炼产生的废渣将完全用于砖墙生产的材料，不再排放到渣库，避免环境污染，亦产生经济效益[3]。

3 工业固体废物资源综合利用工程

1)洗渣制液，废渣制砖，变废为宝

由于工艺属性问题，目前产生的锰渣含有的诸多物资对锰渣的固化强度有较大影响，仅能作为一般性建筑物，尚未达到民居建筑物的规范要求。为了进一步提高金属回收率，我公司将有计划逐步将普通压滤机更换为反洗压滤机，这种压滤机除了具有一般压滤机的功能外，还可以对压滤产生的渣饼反复多次进行冲洗压滤，将其中的锰等金属元素稀释分离出来制成生产新液，最大程度减少渣饼中的有害成分，使最后的渣饼达到普通建筑材料的规范要求。同时，进一步和技术雄厚的科研单位合作，研发固化效能更强大的固化剂，改善固化工艺，在未来的3年内，全力打造高标准的建筑用墙砖研发生产基地。高规格的砖块可用于民居建筑，中等规格的可以用于一般建筑物如室外围墙或铺路，低端产品内部可以用于回填地下开采的采空区。

2)采用先进的选矿技术，有效实现尾矿库零排放

通过采用先进的溢流矿石干排技术，替代传统的湿排，实现尾矿库零排放。具体是：在选矿生产线上增加一道压滤工序，利用压滤机对选矿生产线溢流细粒级矿石进行脱水，回收所得细粒级干矿作为深加工电解金属锰与电解二氧化锰生产原料，压滤出来的清水回抽选矿生产线进行循环使用。采用溢流矿石干排选矿技术后，选矿产生的渣和废水都可得到利用，实现不再往尾矿库内排放废水和选矿渣。采用溢流矿石干排技术后，对弄松尾矿内原积水，让其充分澄清，然后回抽回选矿生产线，用于补充自然损耗循环水，逐步消纳尾矿库内原积水，使尾矿库成为干库。

3)组织实施尾矿库资源回收利用工程

现有选矿技术已经可以实现选矿尾渣资源回收利用，针对尾矿库内原库存的可回收利用锰资源，在消纳库内积水的同时，同步启动弄松尾矿库资源回收利用可行性研究、回收工程设计、项目报批等程序，对弄松尾矿库按设计进行回收开采，回收可利用资源，所得精矿作为深加工电解金属锰与电解二氧化锰生产原料。

4)恢复弄松尾矿库生态功能

尾矿库服务期满，按国家有关规定进行闭库管理，开始对整个库区的环境污染治理、生态恢复工作。在进行充分调研的基础上，结合公司实际以及市场需求，计划于2020年拟新建一个压滤渣处理厂，位于厂区西面约2.1 km处，占地面积20 000 m2，总建筑面积16 200 m2，将压滤渣分选出有用金属矿物后，剩余尾渣用于生产有机肥基料，预计2021年可建成投产，年耗渣量可达30万t。鉴于国家对农业的大力扶持，对有机肥料的需求将与日俱增，届时，公司将根据市场需求，不断扩建项目，逐步消耗利用产生的锰渣。可以预见，在未来数年内，公司的锰渣将不再堆放于布康渣库，完全实现自产自销，并逐步利用原来堆存于布康渣库内的废渣，锰渣不再成为环保隐患。

4 结 语

锰矿生产固废的资源化利用对于矿产资源正在逐年减少的大新锰矿来说，是一次重大的转型机遇，既可解决堆存所引发的环境污染问题，同时也可以回收节约资源，废渣制砖能够普遍用于民用建筑，具有明显的社会效益和经济效益，为大新锰矿的可持续发展提供了新的动力。