基于干法旋窑水泥生产线协同处理电解锰渣的设备及方法技术

基于干法旋窑水泥生产线协同处理电解锰渣的设备及方法，所述设备主要包括回转窑、窑尾烟室、分解炉，还设有锰渣计量输送装置、锁风喂料器、锰渣计量输送装置的卸头端与锁风喂料器的进料口相连通，锁风喂料器的出料口与窑尾烟室相连通，窑尾烟室分别与回转室、分解炉相连通。本发明专利技术还包括利用所述设备对电解锰渣进行处理的方法。本发明专利技术设备结构简单，工艺流程简短，易于自动化控制，投资较小，处理量大，安全环保。

Equipment and method of CO processing EMG slag based on dry rotary kiln cement production line

【技术实现步骤摘要】
基于干法旋窑水泥生产线协同处理电解锰渣的设备及方法
本专利技术涉及一种电解锰渣的处理设备及方法，具体涉及一种基于干法旋窑生产线协同处理电解锰渣的设备及方法。
技术介绍
电解锰渣是锰矿酸浸(化合)制备锰电解液过程中经固液分离(压滤)产生的中性或弱酸性废渣。当前，我国电解锰产能已逾200万吨，每生产1吨电解锰所排放的酸浸废渣量为5～7吨，较低品位原料每吨电解锰产渣可达10吨，年实际堆积或掩埋量达数亿吨，年新增量达数千万吨。电解锰渣成分及性质因矿石原料成分、酸浸工艺等的不同而存在一定的区别。锰渣大多呈黑色，少数呈棕灰色，经压滤后呈饼状，入库堆存后逐渐粉化，降雨时吸收水分而转变为糊状。由于压滤工艺及锰渣持水能力限制，脱水的新鲜锰渣含水率约27～30%，其溶液成分主要为浓度约35g/LMnSO4、100g/L(NH4)2SO4、25g/LMgSO4等硫酸盐。这些酸浸废渣颗粒细小，其颗粒粒径分布一般为＜15μm占31～36%、15～30μm占45～50%、30～45μm占4～6%、45～60μm占1.5～3%、60～80μm占3.5～6%、80～100μm占＜1%、＞100μm占4～8%，可见，渣中固体颗粒粒径主要集中在3~30μm，约占70%以上。其平均粒径小于水泥生料粉，保水性好，含水量高，烘干脱水困难，烘干过程有氨等挥发性气体排出。烘干后电解锰渣的化学成分主要为烧失量9～14%、SiO222～35%、Al2O36～12%、Fe2O35～12%、CaO6～18%、MgO1～4%、MnO2～5%、SO320～37%、K2O0.8～2%、Na2O0.2～1%及少量铅、锌、镉、钴等；主要矿物成份为硫酸盐（以二水石膏为主）和SiO2（石英）、2CaO·SiO2·2H2O（C2SH2）和Fe2O3等，其中SO3达20～37%，折算为石膏（若CaO含量高时）占比45%以上，即电解锰渣实质上属于较低品位的工业副产品化学石膏或硫酸盐废渣。由于电解锰渣颗粒微细、且含大量硫酸根、氨氮及一定量的重金属有害元素，任其排放堆积，将严重污染地表水、地下水及土壤，严重影响生态环境。为此，国内外对锰渣的处置利用进行了大量的研究和实践。国外对锰渣的综合利用主要集中在锰矿渣作为配料生产水泥和锰渣作为水泥生产的缓凝剂石膏的部分替代。我国自90年代开始，数十家高校科研院所及几乎所有电解锰企业都开展了锰渣利用的系列研究和实践，现有研究成果可概括为如下六大类：（1）用于水泥生产或作为掺合材如CN1837120A公开了一种利用电解锰渣生产水泥的方法，是利用石灰石63～63.5%、电解锰渣19～19.5%、铁粉1.5～2%、萤石1.3～1.8%、无烟煤13.2～13.7%混合粉磨为生料、成球焙烧为熟料，其配料为正常的普通硅酸盐熟料生产配料，电解锰渣耗量小，煤耗高，成本高，水泥质量不高，稳定性较差。CN101948254A公开了一种电解锰渣生态水泥的制备方法，是在500～900℃煅烧后的电解锰渣10～50%、炼铁高炉矿渣10～50%、熟料10～50%、粉煤灰或钢渣0～20%、石膏3～7%、添加剂（碳酸钾、氯化钠、氯化钙、硫酸钠等）粉磨至比表面积为360～580m2/kg制成电解锰渣生态水泥，该方法须采用大量的熟料和矿渣等，其经济性极差，没有工业实用性。CN102167533A公开了一种锰渣复合激活改性的矿渣水泥掺合材及其制法，是以经干燥、超细粉磨至比表面积＞13m2/g（远高于水泥细度3～5m2/g），再经350℃～450℃焙烧活化的改性电解锰渣78～82%、熟石灰（Ca(OH)2）0～18%和熟料粉0～22%混合均匀，制成矿渣水泥掺和料，其实质即是以超细粉磨后的硫酸盐废渣低温焙烧活化为可溶性的无水硫酸钙再加碱（Ca(OH)2）等复合制成硫碱复合激发剂，相对成本高，较用廉价的二水石膏或硬石膏和石灰作硫碱激发剂没有显著技术效果优势，经济性差。客观上，以上现有的电解锰渣直接作为水泥的生产原料或作为掺合材的生产方法，除实际效果极不理想外（均有停产或半停产的示范应用线），其能耗偏高，二次污染亦严重。（2）作缓凝剂、硫酸盐激发剂即用经处理的电解锰渣替代石膏作缓凝剂，如湖南省建材研究设计院和中南大学合作研发的电解锰渣的综合利用成果，其实质是以电解锰渣中的硫酸盐矿物活化作为水泥生产的活化剂和替代石膏的缓凝剂。李坦平等（参见“电解锰渣的理化特征及其开发应用的研究”，中国锰业，第24卷第2期，2006年5月）于750℃热处理电解锰渣，可开发作为粉煤灰、高炉矿渣的硫酸盐激发剂，也可与粉煤灰或高炉矿渣配合生产混凝土复合掺合料，或替代石膏作为水泥缓凝剂，该方法相对于用天然硬石膏或工业氟石膏而言，无显著的技术效果，且成本高，无经济性。CN103553378A公开了一种利用电解锰渣作缓凝剂制备水泥的方法，是以电解锰渣加碱性改性剂（生石灰CaO）和水按8:1:1比例配料搅拌改性，制成水泥缓凝剂，水泥中用量为熟料产量的4～10%。这种替代性缓凝剂较廉价的二水石膏或改性的廉价的磷石膏无显著的技术效果，没有经济性。且上述方法不仅影响水泥性能，且其加工处理过程中造成二次污染。（3）用于生产砖、砌块、陶粒、骨料建材电解锰渣用于建材生产包括水泥胶结固化法和烧结法两大类。其中水泥胶结固化法是以电解锰渣或水洗锰渣为主要原料，用水泥作胶凝材料成型固化，除污染扩散外，其产品后期体积稳定性极差，已有的数十条生产线都已停产。烧结法是以锰渣加粘土/页岩等混合成型烧结，二次污染大，掺量较高时产品体积稳定性差。（4）用作路基材料以堆存的锰渣代替部分土石料筑造公路路基、底基层、基层及路面筑造，实质上仅仅是一种污染物转移方法。（5）用锰渣制造锰肥或锰硅肥如湖南湘西环保局的王怀安及邓建奇等都研究开发了锰渣制备复合肥的方法，又如CN102674965A公开了一种锰渣复合肥及其制备方法，是以锰渣、含碳酸盐的化肥、含木质素的添加剂生产锰渣复合肥，客观上是概念性操作，产生了污染物转移。（6）锰渣的综合利用方法锰渣的综合利用，现着重于提取锰渣中的某些有价元素或化合物。如CN104017998A公开的一种锰渣综合利用方法及CN104016357A公开的一种锰渣综合利用生产化工原料的方法，是将锰渣粉碎后与氟硅酸水溶液或氟化铵溶液混合加热反应，经多级分离提取得到白炭黑、硫酸锰和硫酸盐及氢氧化铝。如贵工大开发的水洗回收硫酸锰、水洗后的固体渣加水泥固化制陶瓷、骨粒等。但是，上述技术方案存在或经济性差或消耗量小或明显的二次污染等问题，客观上不能解决电解锰渣的资源化处理问题。关于电解锰渣的治理和综合利用问题的上述现有的各种技术途径或技术方法，客观上都取得了一定的研究成果或应用成果，锰渣的治理也早列入了国家“863计划”课题并得以成果验收，但是，至今，大宗的电解锰渣的实际综合利用效果很不尽人意，大量仍被简单堆埋或弃置于涵洞山沟，或烘干后填埋处理（烘干过程产生严重的气体污染），对地下水、土壤及地表水的生态环境造成了较大的影响乃至长期隐患，迫切需要一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于干法旋窑水泥生产线协同处理电解锰渣的设备，主要包括回转窑（4）、窑尾烟室（3）和分解炉（5），其特征在于：还设有锰渣计量输送装置（1）、锁风喂料器（2）、所述的锰渣计量输送装置（1）的卸头端与锁风喂料器（2）的进料口相连通，锁风喂料器（2）的出料口与窑尾烟室（3）相连通，窑尾烟室（3）分别与回转窑（4）、分解炉（5）相连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于干法旋窑水泥生产线协同处理电解锰渣的设备，主要包括回转窑（4）、窑尾烟室（3）和分解炉（5），其特征在于：还设有锰渣计量输送装置（1）、锁风喂料器（2）、所述的锰渣计量输送装置（1）的卸头端与锁风喂料器（2）的进料口相连通，锁风喂料器（2）的出料口与窑尾烟室（3）相连通，窑尾烟室（3）分别与回转窑（4）、分解炉（5）相连通。


2.根据权利要求1所述的基于干法旋窑水泥生产线协同处理电解锰渣的设备，其特征在于：所述锰渣计量输送装置（1）包括定量给料机（1a）、倾斜螺旋输送机（1b）和水平螺旋输送机（1c），所述的定量给料机（1a）的出料口与倾斜螺旋输送机（1b）的进料口相连通，所述的倾斜螺旋输送机（1b）的出料口与水平螺旋输送机（1c）的进料口相连通。


3.根据权利要求1所述的基于干法旋窑水泥生产线协同处理电解锰渣的设备，其特征在于：所述锰渣计量输送装置（1）包括定量给料机（1a）和带式输送机（1e），所述的定量给料机（1a）的出料口与带式输送机（1e）的进料口相连通。


4.根据权利要求1-3之一所述的基于干法旋窑水泥生产线协同处理电解锰渣的设备，其特征在于：所述锁风喂料器（2）与分解炉（5）之间设有一个旋风预热器（6），所述旋风预热器（6）的下料管下端（在下料管自带翻板阀之后）与锁风喂料器（2）的出料口相连通，所述旋风预热器（6）的下料管出料口与窑尾烟室3的进料口相连通，所述分解炉（5）的出风口与旋风预热器的进...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹小林，
申请(专利权)人：湖南省小尹无忌环境能源科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43