專利名稱：一種電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污染減排和環(huán)境工程領(lǐng)域，具體涉及一種電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理方法。
背景技術(shù)：
電解錳渣是生產(chǎn)電解金屬錳的廢渣，是碳酸錳礦石經(jīng)過酸浸后壓濾后的固體廢棄物，由于壓濾設(shè)備能力有限，濾餅中仍含有30%酸浸液。酸浸液中含有大量可溶性的錳離子，經(jīng)測定，該廢渣中可溶性錳離子含量為20000-30000mg/kg，另外，由于電解生產(chǎn)過程中二氧化硒的加入，導(dǎo)致其排放的尾渣中含有一定量的硒化合物。經(jīng)測定，電解錳渣中水溶態(tài)硒、交換態(tài)硒和酸溶態(tài)硒含量占硒總量的50%以上，說明在自然條件下，錳渣中超過半數(shù)的可溶性硒極易遷移到外界環(huán)境中來；電解錳渣中的硒主要以SeO^的形式存在，而它是硒 中呈水溶性毒性最大的硒形態(tài)。目前該廢渣僅采用堆放處理，在雨水、地表水等自由水淋溶作用下，廢渣中的可溶性錳離子和可溶態(tài)硒會(huì)很容易遷移到周圍水體和土壤中，污染水體和土壤，嚴(yán)重情況可能會(huì)污染地下水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是除去電解錳渣中的可溶性錳離子和可溶態(tài)硒，防止其遷移到周圍水體和土壤中污染環(huán)境。為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的困難，達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理方法，其包括如下步驟步驟一、將剛排放的電解錳渣破碎、分散、干燥后得到物料I ;步驟二、向所述物料I中加入分散劑后進(jìn)行球磨，球磨3 5min，得到物料II ；步驟三、向所述物料II中加入第一反應(yīng)劑，攪拌均勻后，緩慢多次加入清水，攪拌3 4min ;繼續(xù)加入第二反應(yīng)劑,攪拌I 2min,得到物料III ；步驟四、向所述物料III中加入第三反應(yīng)劑，攪拌均勻后，緩慢多次加入清水，繼續(xù)攪拌2 3min,再向其中緩慢加入氧化劑,繼續(xù)攪拌3 4min,得到物料IV ；步驟五、將物料IV烘干。優(yōu)選的是，步驟二中所述的分散劑為三乙醇胺，所述三乙醇胺的添加量為所述物料I質(zhì)量的0. 5% -1%。優(yōu)選的是，步驟三中所述的第一反應(yīng)劑為氧化鋁，所述氧化鋁的添加量為所述物料II質(zhì)量的2%。優(yōu)選的是，步驟三中所述的第二反應(yīng)劑為硫酸亞鐵溶液，所述硫酸亞鐵溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% 20%，添加量與所述物料II的液固比為I : 20 I : 25。優(yōu)選的是，步驟四中所述第三反應(yīng)劑為石灰粉，添加量為所述物料III質(zhì)量的10% 15%。
優(yōu)選的是，所述的石灰粉粒度為120目的篩子的篩余量不高于5%，其有效氧化鈣含量不低于80%。優(yōu)選的是，步驟三和步驟四中所述的清水為霧狀，所述清水的添加量為添加清水后的混合物質(zhì)量的40% 50%。優(yōu)選的是，步驟四中所述的氧化劑為過氧化氫溶液，所述過氧化氫溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% 10%，添加量為所述物料III質(zhì)量的5% 10%。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述的一種電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的 穩(wěn)定化處理方法原材料來源廣泛、工藝技術(shù)簡單，穩(wěn)定化處理效果好，解決了廢渣中的可溶性錳離子及可溶態(tài)硒污染環(huán)境的問題，保護(hù)了環(huán)境。


圖I為本發(fā)明所述的電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理方法的流程圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員參照本說明書后能夠據(jù)以實(shí)施。本發(fā)明所述的一種電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理方法，其原理如下(一 )可溶性錳離子穩(wěn)定化處理原理可溶性錳離子主要是以二價(jià)Mn離子和以二價(jià)Mn離子為主的離子集團(tuán)為主，利用其在堿性環(huán)境中發(fā)生沉淀，并在氧化劑的存在下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將水溶性或酸溶性二價(jià)Mn離子氧化成四價(jià)Mn離子沉淀于渣中，而不被酸浸出，從而實(shí)現(xiàn)二價(jià)Mn離子的穩(wěn)定化處理，化學(xué)方程式如下Mn2++20r — 2Mn (OH) 2 I氧化方式一Mn (OH) 2+02+2H20 — 2Mn (OH) 4 (MnO2 2H20) I氧化方式二
2Mn(OH)2 + O7與空氣接觸立_氧化2厘110(011)彳滅110, H2O)氧化方式三Mn (OH) 2+02+2Ca (OH) 2 — 2CaMn03+4H20氧化方式四Mn2++02 —MnO2Mn2++Mn02 — Mn2+ MnO2( 二)可溶態(tài)硒穩(wěn)定化處理原理基本原理是將可溶態(tài)硒通過氧化還原轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒的不溶的高價(jià)態(tài)硒沉淀物。事實(shí)證明，亞硒酸鹽易和含鐵、鋁氧化物形成難溶性復(fù)合體，從而將可溶態(tài)硒轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭☉B(tài)，使可溶態(tài)硒得到穩(wěn)定化處理。
如圖I所示，本發(fā)明所述一種電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理方法包括如下步驟步驟一、將剛排放的電解錳渣破碎、分散、干燥后得到物料I ;步驟二、步驟二、向所述物料I中加入分散劑后進(jìn)行球磨，球磨3 5min,得到物料
II。所述分散劑優(yōu)選為三乙醇胺，添加量為所述物料I質(zhì)量的0. 5% 1%，具有分散作用，有利于物料攪拌均勻。步驟三、向所述物料II中加入第一反應(yīng)劑，攪拌均勻后，緩慢多次加入清水，攪拌3 4min ;繼續(xù)加入第二反應(yīng)劑,攪拌I 2min,得到物料III。所述的第一反應(yīng)劑為氧化鋁，所述氧化鋁的添加量為所述物料II質(zhì)量的2% ;所述的第二反應(yīng)劑為硫酸亞鐵溶液，所述硫酸亞鐵溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% 20%，添加量與所述物料II的液固比為I : 20 I : 25 ;所述的清水為霧狀，所述清水的添加量為添加 清水后的混合物質(zhì)量的40% 50%，加入清水的目的是讓物料中的硒在水介質(zhì)中盡量反應(yīng)成不溶性物質(zhì)。加入氧化鋁和硫酸亞鐵溶液的目的是為了使可溶態(tài)硒通過氧化還原轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒的不溶的高價(jià)態(tài)硒沉淀物，事實(shí)證明，亞硒酸鹽易和含鐵、鋁氧化物形成難溶性復(fù)合體，從而將可溶態(tài)硒轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭☉B(tài)，使可溶態(tài)硒得到穩(wěn)定化處理。步驟四、向所述物料III中加入第三反應(yīng)劑，攪拌均勻后，緩慢多次加入清水，繼續(xù)攪拌2 3min,再向其中緩慢加入氧化劑,繼續(xù)攪拌3 4min,得到物料IV。所述第三反應(yīng)劑為石灰粉,添加量為所述物料III質(zhì)量的10% 15%,所述氧化劑為過氧化氫溶液，所述過氧化氫溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% 10%,添加量為所述物料III質(zhì)量的5% 10%。加入所述石灰粉和所述過氧化氫溶液的目的是可溶性錳離子主要是以二價(jià)Mn離子和以二價(jià)Mn離子為主的離子集團(tuán)為主，利用其在堿性環(huán)境中發(fā)生沉淀，并在氧化劑的存在下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將水溶性或酸溶性二價(jià)Mn離子氧化成四價(jià)Mn離子沉淀于渣中，而不被酸浸出，從而實(shí)現(xiàn)二價(jià)Mn離子的穩(wěn)定化處理。所述的石灰粉粒度為120目的篩子的篩余量不高于5 %，其有效氧化鈣含量不低于80 %，其目的是為了提高反應(yīng)效率，增強(qiáng)反應(yīng)效果，使加入的石灰粉與物料中的錳離子充分反應(yīng)。所述的清水為霧狀，添加量為添加清水后的混合物質(zhì)量的40% 50%，加入清水的目的是讓物料中的硒在水介質(zhì)中盡量反應(yīng)成不溶性物質(zhì)。步驟五、將物料IV烘干，即實(shí)現(xiàn)了電解錳渣的可溶性錳離子和可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理。以下為依據(jù)本發(fā)明所述方法的具體實(shí)施例，其中，物料I和物料IV中均采用SES (Selenium Extraction and Speciation)連續(xù)浸提法,用于提取猛洛樣品中可溶態(tài)、交換態(tài)、酸溶態(tài)的硒元素；可溶性錳測定方法均按照《水質(zhì)錳的測定高碘酸鉀分光光度法》GB11906-1989 測定。實(shí)施例一一種電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理方法，包括如下步驟步驟一、將剛排放的電解錳渣破碎、分散、干燥后得到物料I ;步驟二、將所述物料I球磨，并加入三乙醇胺，所述三乙醇胺的添加量為所述物料I質(zhì)量的0.5%，得到物料II ；步驟三、向所述物料II中加入氧化鋁，所述氧化鋁的添加量為所述物料II質(zhì)量的2% ;攪拌均勻后，緩慢多次加入清水，所述清水為霧狀，添加量為添加清水后的混合物質(zhì)量的40%，攪拌3min ;繼續(xù)加入硫酸亞鐵溶液，所述硫酸亞鐵溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%，添加量與所述物料II的液固比為I : 20，攪拌lmin，得到物料III ；步驟四、向所述物料III中加入石灰粉，添加量為所述物料III質(zhì)量的10% ;攪拌均勻后，緩慢多次加入清水，所述清水為霧狀，添加量為添加清水后的混合物質(zhì)量的40%，繼續(xù)攪拌2min ;再向其中緩慢加入氧化劑，所述的氧化劑為過氧化氫溶液，所述過氧化氫溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，添加量為所述物料III質(zhì)量的5% ;繼續(xù)攪拌3min，得到物料IV ；步驟五、將物料IV烘干。通過上述方法，電解錳渣中的可溶性錳離子和可溶態(tài)硒離子得到了穩(wěn)定化處理，其浸出液濃度檢測值分別為I. 59mg/L和0. 75mg/L，在《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996和《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》GB 5085. 3-2007危險(xiǎn)成分濃度限值5mg/L(可溶性錳離 子)以及l(fā)mg/L(可溶態(tài)硒離子)之下；穩(wěn)定化處理效果好，解決了廢渣中的可溶性錳離子及可溶態(tài)硒污染環(huán)境的問題，保護(hù)了環(huán)境。實(shí)施例二一種電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理方法，包括如下步驟步驟一、將剛排放的電解錳渣破碎、分散、干燥后得到物料I ;步驟二、將所述物料I球磨，并加入三乙醇胺，所述三乙醇胺的添加量為所述物料I質(zhì)量的I %，得到物料II ;步驟三、向所述物料II中加入氧化鋁，所述氧化鋁的添加量為所述物料II質(zhì)量的2% ;攪拌均勻后，緩慢多次加入清水，所述清水為霧狀，添加量為添加清水后的混合物質(zhì)量的50 %，攪拌4min ;繼續(xù)加入硫酸亞鐵溶液，所述硫酸亞鐵溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20 %，添加量與所述物料II的液固比為I : 25，攪拌2min，得到物料III ；步驟四、向所述物料III中加入石灰粉，添加量為所述物料III質(zhì)量的15% ;攪拌均勻后，緩慢多次加入清水，所述清水為霧狀，添加量為添加清水后的混合物質(zhì)量的50%，繼續(xù)攪拌3min ;再向其中緩慢加入氧化劑，所述的氧化劑為過氧化氫溶液，所述過氧化氫溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，添加量為所述物料III質(zhì)量的10%;繼續(xù)攪拌4min，得到物料IV ；步驟五、將物料IV烘干。通過上述方法，電解錳渣中的可溶性錳離子和可溶態(tài)硒離子得到了穩(wěn)定化處理，其浸出液濃度檢測值分別為0. 9 lmg/L和0. 45mg/L，在《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996和《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》GB 5085. 3-2007危險(xiǎn)成分濃度限值5mg/L(可溶性錳離子)以及l(fā)mg/L(可溶態(tài)硒離子)之下；穩(wěn)定化處理效果好，解決了廢渣中的可溶性錳離子及可溶態(tài)硒污染環(huán)境的問題，保護(hù)了環(huán)境。實(shí)施例三一種電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理方法，包括如下步驟步驟一、將剛排放的電解錳渣破碎、分散、干燥后得到物料I ;步驟二、將所述物料I球磨，并加入三乙醇胺，所述三乙醇胺的添加量為所述物料I質(zhì)量的0.8%，得到物料II ；步驟三、向所述物料II中加入氧化鋁，所述氧化鋁的添加量為所述物料II質(zhì)量的2% ;攪拌均勻后，緩慢多次加入清水，所述清水為霧狀，添加量為添加清水后的混合物質(zhì)量的45%，攪拌3min ;繼續(xù)加入硫酸亞鐵溶液，所述硫酸亞鐵溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%，添加量與所述物料II的液固比為I : 22，攪拌lmin，得到物料III ；步驟四、向所述物料III中加入石灰粉，添加量為所述物料III質(zhì)量的12% ;攪拌均勻后，緩慢多次加入清水，所述清水為霧狀，添加量為添加清水后的混合物質(zhì)量的45%，繼續(xù)攪拌2min ;再向其中緩慢加入氧化劑，所述的氧化劑為過氧化氫溶液，所述過氧化氫溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%，添加量為所述物料III質(zhì)量的8% ;繼續(xù)攪拌3min，得到物料IV ；步驟五、將物料IV烘干。通過上述方法，電解錳渣中的可溶性錳離子和可溶態(tài)硒離子得到了穩(wěn)定化處理，其浸出液濃度檢測值分別為I. 23mg/L和0. 60mg/L，在《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996和《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》GB 5085. 3-2007危險(xiǎn)成分濃度限值5mg/L(可溶性錳離子)以及l(fā)mg/L(可溶態(tài)硒離子)之下；穩(wěn)定化處理效果好，解決了廢渣中的可溶性錳離子及可溶態(tài)硒污染環(huán)境的問題，保護(hù)了環(huán)境。 盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
權(quán)利要求
1.一種電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟一、將剛排放的電解錳渣破碎、分散、干燥后得到物料I; 步驟二、向所述物料I中加入分散劑后進(jìn)行球磨，球磨3 5min，得到物料II ； 步驟三、向所述物料II中加入第一反應(yīng)劑，攪拌均勻后，緩慢多次加入清水，攪拌3 4min ;繼續(xù)加入第二反應(yīng)劑,攪拌I 2min,得到物料III ; 步驟四、向所述物料III中加入第三反應(yīng)劑，攪拌均勻后，緩慢多次加入清水，繼續(xù)攪拌2 3min,再向其中緩慢加入氧化劑,繼續(xù)攪拌3 4min,得到物料IV ； 步驟五、將物料IV烘干。
2.如權(quán)利要求I所述的電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理方法，其特征在于，步驟二中所述的分散劑為三乙醇胺，所述三乙醇胺的添加量為所述物料I質(zhì)量的0.5% -1%。
3.如權(quán)利要求I所述的電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理方法，其特 征在于，步驟三中所述的第一反應(yīng)劑為氧化鋁，所述氧化鋁的添加量為所述物料II質(zhì)量的2%。
4.如權(quán)利要求I所述的電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理方法，其特征在于，步驟三中所述的第二反應(yīng)劑為硫酸亞鐵溶液，所述硫酸亞鐵溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% 20%，添加量與所述物料II的液固比為I : 20 I : 25。
5.如權(quán)利要求I所述的電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理方法，其特征在于，步驟四中所述第三反應(yīng)劑為石灰粉，添加量為所述物料III質(zhì)量的10% 15%。
6.如權(quán)利要求5所述的電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理方法，其特征在于，所述的石灰粉粒度為120目的篩子的篩余量不高于5%，其有效氧化鈣含量不低于80%。
7.如權(quán)利要求I所述的電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理方法，其特征在于，步驟三和步驟四中所述的清水為霧狀，所述清水的添加量為添加清水后的混合物質(zhì)量的40% 50%。
8.如權(quán)利要求I所述的電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理方法，其特征在于，步驟四中所述的氧化劑為過氧化氫溶液，所述過氧化氫溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% 10%，添加量為所述物料III質(zhì)量的5% 10%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電解錳渣中可溶性錳離子及可溶態(tài)硒的穩(wěn)定化處理方法，包括步驟步驟一、將剛排放的電解錳渣破碎、分散、干燥后得到物料I；步驟二、向所述物料I中加入分散劑后球磨3～5min，得到物料II；步驟三、向所述物料II中加入第一反應(yīng)劑，攪拌均勻后，加入清水?dāng)嚢?～4min；繼續(xù)加入第二反應(yīng)劑，攪拌1～2min，得到物料III；步驟四、向所述物料III中加入第三反應(yīng)劑，攪拌均勻后，緩慢多次加入清水，繼續(xù)攪拌2～3min，再向其中緩慢加入氧化劑，繼續(xù)攪拌3～4min，得到物料IV；步驟五、將物料IV烘干。本發(fā)明所述方法原材料來源廣泛、工藝技術(shù)簡單，穩(wěn)定化處理效果好，保護(hù)了環(huán)境。
文檔編號(hào)B09B3/00GK102794291SQ201210301410
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者周長波, 王積偉, 杜兵, 段寧, 裴倩倩, 潘涔軒, 王璠, 于秀玲 申請(qǐng)人:中國環(huán)境科學(xué)研究院