低品位锰尾矿渣水化反应特性及固化污泥作用机理研究
发布时间：2021-03-06 23:12
湖南永州是我国锰矿主要分布区和产锰区,锰矿石储量丰富,但锰矿品位普遍偏低,导致大量锰矿石未达到入厂加工要求而被当做尾矿渣,未经任何处置就地堆放,不仅造成锰资源的极度浪费,还严重污染生态环境,因此有必要开展锰尾矿渣综合利用研究。针对上述问题,本文以湖南永州零陵区为研究区域,通过磁选-固化剂制备-污泥固化实现低品位锰尾矿渣资源化、减量化和高值化利用,主要研究工作及成果如下:采用自主研发的高梯度强磁场水平励磁永磁磁辊对低品位菱锰矿渣和软锰矿渣分别进行湿式和干式磁选试验,该磁辊强度可达到1433.12kA/m,能有效提高磁选效率,降低漏选率,磁选后的菱锰矿锰精矿品位和锰回收率分别高出垂直励磁磁辊7%和20%以上,但软锰矿磁选效果一般,锰品位仅提高了45%,难以达到锰尾矿再利用的要求。通过正交试验与递进叠加试验选取尾矿渣水化反应复合添加剂与早强复合添加剂配比。研究表明:4种添加剂均对尾矿渣潜在水化反应特性产生作用,当两种锰尾矿渣1:1混合,在最佳添加剂配比下,净浆试体抗压强度、软化系数和孔隙率达到最优。通过XRD、SEM和DSC等微观测试技术可知,该固化剂主要水化产物为AF...
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：194 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
尾矿渣堆积对环境产生的危害Fig.1.1Harmtotheenvironmentoftailingsslagpiledup
我国已形成具有年产锰矿石 3000 万吨，国有、乡镇、民营锰矿山700 家以上，全国大型锰矿山 4 座，采选能力约 400 万吨，中型矿山 10 座，采矿能力 80 万吨，小型矿山 700 余座[17]，主要矿山企业有中信大锰矿业有限责任公司、湖北长阳古阳锰矿、重庆秀山老山沟锰业有限责任公司、云南文山斗南锰业有限公司等，现已查明的锰矿石资源储量为 89234.2 万吨，平均每年生产锰矿石 2400 万吨，消耗量约 3700 万吨，供不应求[18]，尤其是 21 世纪以来，城镇化进程的加快带动了我国各项基础设施建设的发展，对钢铁的需求也在急剧增长，因此国内对锰矿的需求也越来越大，锰矿石越来越依赖于国外进口，特别是富锰矿石[19]。目前我国锰矿查明资源储量的静态保障程度为 25 年左右，预计到 2020 年，国内锰矿石产量的保障程度不足 45%[20]，而且我国锰尾矿渣普遍存在未经任何处置就随意堆放的问题，不仅侵占大量闲置土地，污染附近水土环境[21]，如图 1.4 所示，而且造成锰资源的严重浪费，因此寻找经济可行的富锰方式来提高锰矿品位，缓解我国锰资源严重短缺、依赖进口的难题，并探索一条科学有效的锰尾矿渣处理处置技术就迫在眉睫。
图 1.5 锰尾矿渣磁选流程ig. 1.5 The flow chart of magnetic separation on manganese tailings slag渣生产建筑材料渣的主要组分是富含 SiO2、Al2O3、CaCO3等资源的非金属矿物成熟工艺生产一种或若干种建筑材料[30]，制作建筑材料流程如尾矿渣生产建筑材料主要是借鉴建材行业已有的成熟工艺，原始附加值低，销售半径小，没有显示出生产成本、运输成本和产品难以大范围推广[31][32]。用于制作肥料渣中含有植物生长所需要的多种微量元素，经过处理可制成用于素肥料。上世纪 90 年代马鞍山矿山研究院将磁化尾矿渣加入化渣复合肥，并建成一座年产 1 万吨的磁化尾矿渣复合肥厂，实现，但仅仅停留在少量尾矿渣的利用上，无法减少大宗尾矿渣的
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型NLCT磁选机在某钒钛磁铁矿磨前预选中的应用[J]. 彭欣苓,胡永会,尚红亮,魏红港. 有色金属(选矿部分). 2017(02)
[2]HTDZ型高梯度浆料磁选机在高岭土除铁提纯的工业应用[J]. 王宝春,刘凤亮,贾洪利,丁长田. 陶瓷. 2017(01)
[3]湖南某高钙型锰矿工艺矿物学及选矿试验研究[J]. 张晓峰,覃事元,周菁,杨光,朱一民,李天霞,潘高产,文金磊. 湖南有色金属. 2016(05)
[4]花垣县万发锰矿资源存储量检测工作及质量评述[J]. 于玉宁. 低碳世界. 2016(02)
[5]基于混料试验设计的水泥-钢渣-矿渣三元胶凝体系的配比优化[J]. 杨超,卢都友,许仲梓,严万国. 硅酸盐通报. 2015(08)
[6]污泥-焚烧底灰混合固化配方及强度增长机理[J]. 冯彬,陈萍,詹良通,林伟岸,占鑫杰. 环境科学学报. 2016(02)
[7]复合熔析精炼去除工业硅中的非金属杂质硼[J]. 杜冰,王志,孙丽媛,马文会,葛治,陈杭. 过程工程学报. 2015(03)
[8]富硅软锰矿强磁选-碱浸脱硅工艺[J]. 冯雅丽,李斌,李浩然. 中南大学学报(自然科学版). 2015(04)
[9]细粒含量对尾矿工程性质影响分析[J]. 乔兰,屈春来,崔明. 岩土力学. 2015(04)
[10]大型地下洞室群地震模拟振动台试验研究（Ⅰ）:岩体相似材料配比试验[J]. 刘晓敏,盛谦,陈健,柯文汇,杨继华. 岩土力学. 2015(01)
博士论文
[1]金属硫化物矿山尾矿钝化及机理研究[D]. 舒小华.华南理工大学 2014
[2]湘潭锰矿区废弃地土地质量评价与生态恢复效应研究[D]. 李雄华.中南林业科技大学 2013
[3]基于骨架构建体污泥固化填理及长期稳定性研究[D]. 李亚林.华中科技大学 2013
[4]复杂低品位锰矿及含锰烟尘加压酸浸—净化—萃取工艺研究[D]. 谢红艳.昆明理工大学 2013
[5]鄂西低硅铁尾矿烧结制砖及机理研究[D]. 陈永亮.武汉科技大学 2012
[6]沉积型钴锰矿选冶新工艺及机理研究[D]. 肖军辉.昆明理工大学 2012
[7]污泥的粉煤灰调理和污泥陶粒的制备及应用研究[D]. 岳敏.山东大学 2011
[8]选矿尾砂重金属污染化学修复技术研究[D]. 夏文斌.湖南大学 2011
[9]锶锰尾矿对环境的影响及其资源化利用研究[D]. 周正国.重庆大学 2009
[10]锰资源经济利用与安全保障评价体系研究[D]. 乐毅.武汉理工大学 2009
硕士论文
[1]锰矿酸浸渣稳定化工艺技术研究[D]. 盘俊.广西大学 2015
[2]城市污水处理厂污泥处理与处置技术的经济分析及比选研究[D]. 刘汪阳.武汉工程大学 2015
[3]城市污水处理厂污泥固化及制备陶粒初探[D]. 杨珊珊.北京工业大学 2015
[4]利用吉安电厂废渣和锰渣制备复合混凝土掺合料的研究[D]. 黄安冲.南昌大学 2015
[5]湘潭锰矿尾矿库重金属锰淋溶实验研究[D]. 卢镜丞.湖南科技大学 2014
[6]电解锰渣的胶结固化研究[D]. 吴敏.重庆大学 2014
[7]锰铁冶炼烟尘灰锰锌的浸出分离实验研究[D]. 杨逢时.昆明理工大学 2014
[8]锰矿尾矿库耐性植物的筛选及其耐性机理初步研究[D]. 梁希.中南林业科技大学 2014
[9]制革污泥水泥固化/稳定化及Cr形态研究[D]. 彭川.广西大学 2014
[10]低品位碳酸锰矿的回收利用研究[D]. 林清泉.中南大学 2014
本文编号：3067993
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：194 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
尾矿渣堆积对环境产生的危害Fig.1.1Harmtotheenvironmentoftailingsslagpiledup
我国已形成具有年产锰矿石 3000 万吨，国有、乡镇、民营锰矿山700 家以上，全国大型锰矿山 4 座，采选能力约 400 万吨，中型矿山 10 座，采矿能力 80 万吨，小型矿山 700 余座[17]，主要矿山企业有中信大锰矿业有限责任公司、湖北长阳古阳锰矿、重庆秀山老山沟锰业有限责任公司、云南文山斗南锰业有限公司等，现已查明的锰矿石资源储量为 89234.2 万吨，平均每年生产锰矿石 2400 万吨，消耗量约 3700 万吨，供不应求[18]，尤其是 21 世纪以来，城镇化进程的加快带动了我国各项基础设施建设的发展，对钢铁的需求也在急剧增长，因此国内对锰矿的需求也越来越大，锰矿石越来越依赖于国外进口，特别是富锰矿石[19]。目前我国锰矿查明资源储量的静态保障程度为 25 年左右，预计到 2020 年，国内锰矿石产量的保障程度不足 45%[20]，而且我国锰尾矿渣普遍存在未经任何处置就随意堆放的问题，不仅侵占大量闲置土地，污染附近水土环境[21]，如图 1.4 所示，而且造成锰资源的严重浪费，因此寻找经济可行的富锰方式来提高锰矿品位，缓解我国锰资源严重短缺、依赖进口的难题，并探索一条科学有效的锰尾矿渣处理处置技术就迫在眉睫。
图 1.5 锰尾矿渣磁选流程ig. 1.5 The flow chart of magnetic separation on manganese tailings slag渣生产建筑材料渣的主要组分是富含 SiO2、Al2O3、CaCO3等资源的非金属矿物成熟工艺生产一种或若干种建筑材料[30]，制作建筑材料流程如尾矿渣生产建筑材料主要是借鉴建材行业已有的成熟工艺，原始附加值低，销售半径小，没有显示出生产成本、运输成本和产品难以大范围推广[31][32]。用于制作肥料渣中含有植物生长所需要的多种微量元素，经过处理可制成用于素肥料。上世纪 90 年代马鞍山矿山研究院将磁化尾矿渣加入化渣复合肥，并建成一座年产 1 万吨的磁化尾矿渣复合肥厂，实现，但仅仅停留在少量尾矿渣的利用上，无法减少大宗尾矿渣的
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型NLCT磁选机在某钒钛磁铁矿磨前预选中的应用[J]. 彭欣苓,胡永会,尚红亮,魏红港. 有色金属(选矿部分). 2017(02)
[2]HTDZ型高梯度浆料磁选机在高岭土除铁提纯的工业应用[J]. 王宝春,刘凤亮,贾洪利,丁长田. 陶瓷. 2017(01)
[3]湖南某高钙型锰矿工艺矿物学及选矿试验研究[J]. 张晓峰,覃事元,周菁,杨光,朱一民,李天霞,潘高产,文金磊. 湖南有色金属. 2016(05)
[4]花垣县万发锰矿资源存储量检测工作及质量评述[J]. 于玉宁. 低碳世界. 2016(02)
[5]基于混料试验设计的水泥-钢渣-矿渣三元胶凝体系的配比优化[J]. 杨超,卢都友,许仲梓,严万国. 硅酸盐通报. 2015(08)
[6]污泥-焚烧底灰混合固化配方及强度增长机理[J]. 冯彬,陈萍,詹良通,林伟岸,占鑫杰. 环境科学学报. 2016(02)
[7]复合熔析精炼去除工业硅中的非金属杂质硼[J]. 杜冰,王志,孙丽媛,马文会,葛治,陈杭. 过程工程学报. 2015(03)
[8]富硅软锰矿强磁选-碱浸脱硅工艺[J]. 冯雅丽,李斌,李浩然. 中南大学学报(自然科学版). 2015(04)
[9]细粒含量对尾矿工程性质影响分析[J]. 乔兰,屈春来,崔明. 岩土力学. 2015(04)
[10]大型地下洞室群地震模拟振动台试验研究（Ⅰ）:岩体相似材料配比试验[J]. 刘晓敏,盛谦,陈健,柯文汇,杨继华. 岩土力学. 2015(01)
博士论文
[1]金属硫化物矿山尾矿钝化及机理研究[D]. 舒小华.华南理工大学 2014
[2]湘潭锰矿区废弃地土地质量评价与生态恢复效应研究[D]. 李雄华.中南林业科技大学 2013
[3]基于骨架构建体污泥固化填理及长期稳定性研究[D]. 李亚林.华中科技大学 2013
[4]复杂低品位锰矿及含锰烟尘加压酸浸—净化—萃取工艺研究[D]. 谢红艳.昆明理工大学 2013
[5]鄂西低硅铁尾矿烧结制砖及机理研究[D]. 陈永亮.武汉科技大学 2012
[6]沉积型钴锰矿选冶新工艺及机理研究[D]. 肖军辉.昆明理工大学 2012
[7]污泥的粉煤灰调理和污泥陶粒的制备及应用研究[D]. 岳敏.山东大学 2011
[8]选矿尾砂重金属污染化学修复技术研究[D]. 夏文斌.湖南大学 2011
[9]锶锰尾矿对环境的影响及其资源化利用研究[D]. 周正国.重庆大学 2009
[10]锰资源经济利用与安全保障评价体系研究[D]. 乐毅.武汉理工大学 2009
硕士论文
[1]锰矿酸浸渣稳定化工艺技术研究[D]. 盘俊.广西大学 2015
[2]城市污水处理厂污泥处理与处置技术的经济分析及比选研究[D]. 刘汪阳.武汉工程大学 2015
[3]城市污水处理厂污泥固化及制备陶粒初探[D]. 杨珊珊.北京工业大学 2015
[4]利用吉安电厂废渣和锰渣制备复合混凝土掺合料的研究[D]. 黄安冲.南昌大学 2015
[5]湘潭锰矿尾矿库重金属锰淋溶实验研究[D]. 卢镜丞.湖南科技大学 2014
[6]电解锰渣的胶结固化研究[D]. 吴敏.重庆大学 2014
[7]锰铁冶炼烟尘灰锰锌的浸出分离实验研究[D]. 杨逢时.昆明理工大学 2014
[8]锰矿尾矿库耐性植物的筛选及其耐性机理初步研究[D]. 梁希.中南林业科技大学 2014
[9]制革污泥水泥固化/稳定化及Cr形态研究[D]. 彭川.广西大学 2014
[10]低品位碳酸锰矿的回收利用研究[D]. 林清泉.中南大学 2014
本文编号：3067993
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