電解錳生產工藝

我國電解金屬錳生產主要以99.7%的產品為主（現(xiàn)大部分廠家實際已達到99.8%以上），只有少數幾個廠家生產99.9%的產品（因99.9%的產品市場需求量較小，但很多企業(yè)在作可行性研究報告時都號稱生產99.9%的），主要原材料－錳礦為氧化錳礦和碳酸錳礦兩大類，除前工序制液方式不盡相同外，電解生產工藝基本相同。

碳酸錳礦是直接利用硫酸與碳酸錳化合反應制取硫酸錳溶液，再通過中和、凈化、過濾等一系列工藝制備為電解液，經加入添加劑如二氧化硒、亞硫酸銨等即可進入電解槽進行電解；利用二氧化錳生產電解錳的工藝與用碳酸錳生產工藝有所差別，主要是二氧化錳在一般條件下不與硫酸反應，必須經處理為二價錳后再與硫酸反應制備硫酸錳溶液，其處理方法一般為焙燒法，是將二氧化錳與還原性物質（一般為煤炭）共同混合后密閉加熱，在一定溫度下C將四價錳還原為二價錳，粉碎后與硫酸反應，這種方法稱為焙燒法；另一種方法是稱為兩礦法的，即是用二氧化錳礦粉和硫鐵礦在硫酸作用下發(fā)生氧化還原反應來制備硫酸錳。不過這兩種方法由于成本較高，業(yè)內基本不與采用，其中，焙燒法較之于兩礦法更為普遍，但由于很多的焙燒生產廠使用的焙燒爐是簡單易制但能耗較高污染較大的反射爐，不提倡采用 。

電解錳的價格主要受供求關系，電力及原料的影響。由于電解錳生產廠商普遍集中在南方，這里通?？克l(fā)電，因此豐水季和枯水季對電力影響頗大，與電解錳的生產也相關緊密。通常每年4-10月份雨水充足，電力情況較好，生產比較正常。其它月份由于雨量降低導致電力緊張，工廠產量也會相應減少。

在我國的電解錳產業(yè)中，湖南、貴州、重慶交界的錳三角是當仁不讓的集中地。由于開發(fā)早和發(fā)展快，錳礦在秀山、松桃已經供應緊張，再加上當地政府重復征收資源補償費、出縣要收幾十元/噸，礦石價格占到電解錳成本的1/3。重慶、松桃、湘西的礦山都存在亂采亂挖的現(xiàn)象，幾萬噸儲量只剩一半，而且資源回收率很低，只有50%左右，開采中采富棄貧現(xiàn)象嚴重，礦石品位從19%下降至16%。但廣西的礦石供應豐富，大新的儲量有一億噸，夠幾十年使用 。

錳及錳合金是鋼鐵工業(yè)、鋁合金工業(yè)、磁性材料工業(yè)、化學工業(yè)等不可缺少的重要原料之一。

錳是冶煉工業(yè)中不可缺少的添加劑，電解錳加工成粉狀后是生產四氧化三錳的主要原料，電子工業(yè)廣泛使用的磁性材料原件就是用四氧化三錳生產的，電子工業(yè)、冶金工業(yè)和航空航天工業(yè)都需要電解金屬錳。隨著科學技術的不斷發(fā)展和生產力水平的不斷提高，電解金屬錳由于它的高純度、低雜質特點，現(xiàn)已成功而廣泛地運用于鋼鐵冶煉、有色冶金、電子技術、化學工業(yè)、環(huán)境保護、食品衛(wèi)生、電焊條業(yè)、航天工業(yè)等各個領域，

電解錳的純度很高，它的作用是增加合金屬材料的硬度，應用最廣的有錳銅合金、錳鋁合金，200系列不銹鋼，錳在這些合金中能提高合金的強度、韌性、耐磨性和耐腐蝕性。

按照行業(yè)標準YB/T051-2003《電解金屬錳》，電解金屬錳分為四個牌號表1電解金屬錳的牌號及化學成分

電解錳（海關稅則號：81110010未鍛軋錳、錳廢碎料、粉末）。金屬錳的提煉方式主要有熱法（火法）和電解法（濕法）兩種，熱法生產（金屬錳）純度不超過95～98%，而純的金屬錳則是由電解法制備（電解金屬錳），其純度可達99.7～99.9%以上。電解法生產已成為金屬錳生產的主要方式。

Mn 2H₂O（熱）=Mn（OH）₂ H₂↑

錳在電動序中位于氫之前，故易溶于酸，甚至醋酸也能使它溶解而放出氫氣，同時生成Mn² 離子。

Mn 2HCl=MnCl₂ H₂↑

Mn H₂SO₄（?。?MnSO₄ H₂↑

3Mn 8HNO₃（?。?3Mn（NO₃）₂ 2NO↑ 4H₂O

在煉鋼生產中，電解錳特別適合冶煉合金化元素含有總量10%以上的不銹鋼、耐熱鋼、精密鋼、高溫鋼、耐蝕鋼等“特、精、高”合金鋼和冶煉低雜質、低有害元素的純凈鋼（∑P、S、O、N、H≤100ppm）、趨純凈鋼（∑P、S、O、N、H≤200ppm）等鋼種。據我國不銹鋼、高合金鋼和優(yōu)質鋼等特鋼的產量及耗用電解錳水平，2004年中國不銹鋼等優(yōu)特鋼冶煉消耗電解錳約16萬噸左右；其中鉻錳系不銹鋼耗用8萬噸左右，鉻錳不銹鋼冶煉中超量、非正常耗用2-3萬噸；鉻鎳系不銹鋼、鉻系不銹鋼、耐熱不銹鋼、精密合金鋼、高溫合金鋼、耐蝕合金鋼和其它優(yōu)特鋼等鋼種消耗約5萬噸左右。

根據我國國民經濟和鋼鐵工業(yè)宏觀發(fā)展走勢，2005年乃至未來一段時間不銹鋼等優(yōu)特鋼產業(yè)正處于上升時間，國內不銹鋼產業(yè)、產能、產量和市場需求正在高速發(fā)展，不銹鋼等高端產品優(yōu)特鋼冶煉對電解錳的需求，總體依然保持強勁。同時，隨著鋼鐵企業(yè)進一步加大鋼材品種結構調整和優(yōu)化升級，未來我國不銹鋼、優(yōu)特鋼等高附加值、高技術含量的高品質鋼材產量將會有較大幅度增長，無疑電解錳在高品質鋼種冶煉中的耗用量也將有比較大的增量空間。

要很好把握電解錳行業(yè)的發(fā)展，下游廠家的情況自然是息息相關。除200不銹鋼之外，電解錳還用于生產特鋼和優(yōu)鋼，其中特鋼也可用錳錠或較便宜的高碳錳鐵。全球每年特鋼生產要用電解錳7-8萬噸，錳鋁合金用錳約1-2萬噸，Mn₃O₄等磁性材料用錳約5-6萬噸，全球總需求約45-50萬噸左右，國內需求約15-20萬噸。

電解錳企業(yè)在為當地帶來GDP增長的同時也帶來了嚴重的環(huán)境污染問題，而電解錳渣渣場堆存的廢棄物對環(huán)境造成的危害也是多方面的，給環(huán)境帶來的危害表現(xiàn)為：

（1）解錳渣是通過多次壓濾而產生的廢渣，是極其微小的顆粒。且錳渣經過大量除雜后仍含有鐵的氫氧化物膠體，這些膠體使得電解錳渣中的水分很難徹底壓濾，這也是電解錳渣含水率高的一個原因。殘余的可溶性重金屬離子主要包括含氨氮、錳、汞、砷等，它們會通過水循環(huán)進入土壤進一步進入生物圈后危害人類。

（2）氮、氨及硫酸鹽超標。對某電解錳企業(yè)附近的地表、地下水以及河底沉積物進行抽樣檢測，數據顯示，其中的氮、氨、硫酸鹽等含量均超標，造成嚴重的水污染 。2100433B

第一部分總論

第一章電解錳概述

第一節(jié)錳

一、錳元素

二、錳的用途

三、錳礦資源分布現(xiàn)狀

第二節(jié)電解錳

一、電解錳的性質

二、電解錳行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

三、電解錳的生產工藝與原理

第三節(jié)電解錳生產過程中的環(huán)境影響

一、主要污染物

二、固體廢物的種類、性質與處理措施

第二章電解錳渣的性質、危害及處理現(xiàn)狀

第一節(jié)電解錳渣的物化性質

一、電解錳渣的物理性質

二、電解錳渣的化學性質

第二節(jié)電解錳渣的危害

一、占用大量土地資源

二、地質災害

三、污染水體

四、破壞周邊生態(tài)平衡

五、對人體健康產生不良影響

六、引發(fā)社會矛盾

第三節(jié)電解錳渣處理處置現(xiàn)狀

一、電解錳渣的處理現(xiàn)狀

二、電解錳渣的資源化利用現(xiàn)狀

第二部分電解錳渣填埋處置

第三章電解錳渣填埋處置技術

第一節(jié)電解錳渣填埋技術概論

一、填埋處置分類

二、填埋處置的基本概念

三、填埋場的建設程序

第二節(jié)錳渣填埋場的選址

一、選址原則

二、選址流程

三、環(huán)境影響評價

四、環(huán)境風險分析

五、GIS系統(tǒng)的應用

第三節(jié)安全填埋場的總體設計

一、初步設計

二、規(guī)劃布局

三、填埋區(qū)構造及填埋方式

四、填埋場容量

五、防洪與雨污分流

六、環(huán)境監(jiān)測設施

七、地底基礎

八、基礎設施

九、終場規(guī)劃

第四節(jié)安全填埋場防滲系統(tǒng)

一、防滲襯層材料分析

二、水平防滲系統(tǒng)的構成

三、可靠性

四、防滲層設計

五、防滲層施工

六、水平防滲經濟指標

七、垂直防滲系統(tǒng)

八、垂直防滲經濟指標

九、防滲系統(tǒng)的滲漏檢測

第五節(jié)錳渣填埋場滲濾液的產生與處理

一、滲濾液的產生及其影響因素

二、滲濾液產生量的計算

三、滲濾液的遷移

四、滲濾液的組成

五、滲濾液的管理

第六節(jié)環(huán)境監(jiān)測

一、滲濾液的水質監(jiān)測

二、地下水的環(huán)境監(jiān)測

三、地表水環(huán)境監(jiān)測

四、土壤環(huán)境監(jiān)測

第七節(jié)填埋場操作

一、填埋作業(yè)程序

二、廢物填入操作

三、填埋作業(yè)中的安全與環(huán)境保護

第八節(jié)終場覆蓋與封場

一、終場覆蓋材料選擇

二、終場覆蓋設計

三、日覆蓋、中間覆蓋和最終覆蓋

第九節(jié)電解錳渣填埋場建設管理要求

一、通用管理要求

二、不同堆存方式的相應管理要求

第十節(jié)錳渣填埋處置工程實例

第三部分電解錳渣資源化利用

第四章電解錳渣穩(wěn)定化技術與工程

第一節(jié)電解錳渣穩(wěn)定化技術

一、技術原理

二、小試研究

三、工藝研究與設備研發(fā)

四、工業(yè)化試驗

第二節(jié)電解錳渣穩(wěn)定化技術工程

一、主要原材料

二、主要設備

三、工藝路線

四、工藝參數

五、工程方案

六、工程投資預算

七、工程實施效果

第五章電解錳渣制備灰砂蒸壓磚技術與工程

第一節(jié)灰砂蒸壓磚

一、灰砂蒸壓磚概念

二、灰砂蒸壓磚技術原理

三、灰砂蒸壓磚性能

第二節(jié)電解錳渣制備灰砂蒸壓磚技術

一、技術難點

二、技術關鍵環(huán)節(jié)

三、電解錳渣制備灰砂蒸壓磚技術研究

第三節(jié)電解錳渣制備灰砂蒸壓磚工程

一、市場需求

二、主要原料及配比

三、產品方案

四、生產工藝

五、主體設備選擇

六、工程方案

七、經濟分析

八、質量及環(huán)境安全性

九、推廣前景

第六章其他電解錳渣資源化利用技術

第一節(jié)電解錳渣中可溶性錳的回收利用

一、化學法回收電解錳渣中的錳

二、生物法回收電解錳渣中的錳

第二節(jié)利用電解錳渣制備錳肥

一、工藝原理

二、錳肥的性質及特點

三、錳肥的應用試驗

第三節(jié)電解錳渣制備水泥

一、生產原理

二、工藝流程

三、錳渣水泥的性質及特點

四、錳渣水泥的應用實例

第四節(jié)電解錳制備混凝土

一、原料與工藝

二、電解錳渣制備加氣混凝土性能

第七章電解錳渣資源化利用處置管理

第一節(jié)通用管理要求

第二節(jié)資源化利用技術的相應管理要求

參考文獻 2100433B