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电解锰渣建材资源化研究现状与展望(6)
5 结语
电解锰渣处置不当会造成严重环境污染,破坏周边环境的生物多样性,影响人类健康,其规模化消纳已成为制约电解锰行业发展的难题。建材作为最大宗消纳固废的行业,可有效解决电解锰渣难题。从理化特性来看,电解锰渣的主要氧化物组成为SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO 等,是良好的建材原材料。目前,电解锰渣在建材中的应用主要集中在制备水泥、混凝土、墙体材料、玻璃陶瓷、陶粒、路基材料和地聚物等。受制于电解锰渣的高硫酸盐含量、高铵盐含量、高含水率、高黏度、低活性、重金属离子多,虽然针对其建材化应用已有一定研究,且取得了不少成果,但未见成本低、稳定、可推广应用的成功案例。制约电解锰渣建材资源的因素整合起来主要有技术因素、经济因素、市场因素和政策因素。后续,电解锰渣建材资源化应该在减量化和无害化的基础上,从上述四方面入手,具体如下。
技术上,目前针对电解锰渣前端处置的研究主要集中在无害化,尤其是锰和氨氮的固化和脱除,而针对降低其含水率和黏度,提高其活性的研究相对较少,缺乏电解锰渣建材产品的相关标准。后续研究可以在锰矿浸出过程中定向调控电解锰渣颗粒尺寸分布以及颗粒分散强化,降低电解锰渣含水率,实现其源头减量;利用水泥窑中间产物、电石渣等低成本碱性物料对电解锰渣进行改性,在固化锰和脱除氨氮的同时,增加电解锰渣的活性,降低其黏度;利用低温脱氨、高温脱硫工艺,通过还原剂的添加,实现电解锰渣中硫和氨的低成本高效脱除,同时提高电解锰渣的活性。在此基础上,深入研究电解锰渣在建材中的作用机理、耐久性、微观机理和浸出毒性,并结合电解锰渣和相关建材产品的指标要求,制定相关产品标准。
经济上,目前已有的一些电解锰渣建材资源化的产业实践虽然技术上可行,但成本较高,不具有推广价值。电解锰渣制备水泥混合材,生产工艺简单,还可以协同其他工业废渣发挥电解锰渣的活性和硫酸盐激发效果,生产成本低。电解锰渣制备蒸压加气混凝土,其含水率高和黏度大的缺点不再是限制因素,经过蒸压可实现电解锰渣中低活性硅、铝和钙的活化及重金属离子的固化,在市场有保障的基础上,有一定经济性。
市场方面,随着国家基础设施建设进程的不断推进,优质的水泥混合材十分稀缺,以工业废渣生产水泥混合材已成为一大热点。而以电解锰渣为原材料结合其他工业废渣生产的水泥混合材具有良好的市场前景。建筑模式革新和严格的环保政策使得蒸压加气混凝土这种环保墙材市场前景广阔。不过,市场对电解锰渣建材产品的接纳程度还需进一步提高,需加快规模化、高值化综合利用技术和产品的推广应用。
政策上,虽然国家和地方针对电解锰渣处置已经定下了“以渣定产”的基调。但考虑到电解金属锰企业给当地带来的税收和经济价值,相关政策并未得到严格执行。因此,政府应结合当地市场需求,结合自身经济条件、政策优势以及当地整体规划,引进吸收国内外成熟技术,积极孵化相关产业,并予以政策和资金扶持。
结合技术和市场因素,以电解锰渣制备水泥混合材和蒸压加气混凝土具有一定的可行性,但需针对性地研究低成本高效脱硫脱氨技术以及电解锰渣含水率控制技术,制定相应产品和工程应用标准,政府需完善相关产业政策并加大环境治理力度。
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文章来源:《江西建材》 网址: http://www.jxjcbjb.cn/qikandaodu/2021/0303/795.html