2013NO.6
墙材革新
粉煤灰综合利用
FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION
利用锰矿酸浸废渣制备免烧砖的研究 Experimental Study on Preparation of Nonburnt Brick from Acid Leaching Manganese Residue
袁明亮，刘维荣，赖颖明，明宪权，黎贵亮2，陈南雄
（1.中南大学资源加工与生物工程学院，长沙410083；2.中信大锰矿业有限责任公司，南宁410006）摘要：以酸浸锰渣、石灰和水泥为主要原料，用河砂作为骨料，采用压力成型的方法制备锰渣免蒸免烧砖的研究。采用单因子试验法确定了最佳的成型压力，并对影响强度的胶砂比进行了分析。采用正交试验法研究了原料的最佳配合比。通过测试免烧砖的抗压强度和利用扫描电镜、X射线衍射分析(XRD)研究了免烧砖性能与强度形成机理。最佳成型压力为25MPa，原料配比为：酸浸锰渣35%、河砂45%、水泥13%、生石灰7%，水固比0.3。
关键词：酸浸锰渣；免烧砖；最佳配合比；抗压；正交法
中图分类号：TU522.1+9
文献标识码：A
文章编号：10058249(2013)060042~04
Abstract : The acid leaching manganee reidue nonburmt is developed by using electrolytic manganese residuelimecement as the main material ,added with certain qusntities of sggregatesriver sand and moulded by press .Orthogonal experimental method is used to determine the op-timal ratio of material. The factors which are affecting the strength of product are analysed ,such as plastic sand ratio and molding pressure, By tes-ting the compressive strength of it, doing XRD and Scanning Electron Microseopy(SEM) ,it showed the mechanism. The optimal molding pressure is 25 MPa , The optimum compositions of raw materials have been reoommended as the following: electrolytic manganese 35%, sand45%,lime7%, cement13% ,watersolid ratio0.14.
Key words:acid leaching manganese residue ;nonbumt brick ;the best mixture ratio; resist oompression;orthogonal test
锰是国民经济中的重要战略物质，广泛应用于各行业；中国锰矿主要分布在广西、湖南和贵州省（区），矿石平均品位约22%，符合国际商品级的富矿石（α)（Mn）≥48%）几乎没有，贫矿石多、富矿石少[1.3]；山东科技大学邱俊博士等认为我国锰矿以沉积成因的碳酸锰矿石为主，矿石物质组分复杂，矿石中磷、硅及伴生的铁、钻、银、铅、锌等含量高。通过电解法制备金属锰是有效利用国内低品位锰矿的主要方法。我国电解锰的生产能力、实际产量均占世界总产量的97%以上，几乎垒断了全球的电解锰生产。在电解锰生产过程中会产生大量的废水、废气、废渣和噪声等污染，不仅浪费资源而且严重污染环境；从相关企业生产数据统计表明，电解锰生产主要废渣为酸浸渣，单位产品生产量约为6~ 7t，电解锰渣的处理需要占用大量土地资源，增加企业生产成本；而且，锰矿渣库存在很大的安全隐患[4.5]；通
"基金项目：广西千亿元产业重大科技攻关项目，桂科攻12118022-3 第一作者：衰明亮，（1968~），博士，教授，主要从事锰矿加工与利
用研究，Emsil：bright233@126.com
收稿日期：2013-07-31· 42
万方数据
过开发新技术，使锰矿渣得到合理、有效的利用。在提高企业的经济效益的同时，也槟弃了传统的锰矿渣简单堆放的做法，从根本上杜绝企业对环境的污染。
随着免烧砖研究与应用技术的发展和深人，利用尾矿渣制备免烧砖是利用尾矿渣的有效途径。酸浸锰渣含有大量氧化硅、氧化铝等粘性化学成分，是用做建筑材料的优质原料[6.7]。本研究利用广西中信大锰矿业有限责任公司酸浸锰渣成功制备出免烧砖，该免烧砖基本配方是尾矿、水泥、生石灰、河砂的质量比=35： 13：7：45，水固比30%，适合成型压力25MPa；经压制成型生产电解锰渣免烧砖，自然条件下酒水养护28d平均抗压强度达到10MPa以上。锰矿渣参与化学反应主要为玻璃体解体后自身发挥潜在水硬活性的水化反应和吸收熟料水化产物Ca(OH)发生的火山灰反应；免烧砖在养护过程中生成钙矾石和凝胶这2种产物钙矾石作为胶凝材料的强度骨架，凝胶填充于钙矾石骨架之间，最后与尾矿紧密结合，得到免烧砖有效强度。采用酸浸锰渣制备免烧砖，为电解锰矿企业的可持续发展和新型墙体材料的制备提供技术支持。