【摘 要】
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电解锰渣是一种富含硫酸盐的惰性硅铝材料。目前,电解锰渣在材料制备中的应用主要是简单的添加,其高含量的硫酸盐没有得到充分利用。以焦炭为还原剂,在高温下处理电解锰渣,研究SO2制备和固体产物回收相结合的无危害方法。本文通过SEM、XRD、BAT等对电解锰渣固化体进行表征分析,对电解锰渣高温焙烧的工艺参数和热力学分析进行了评价。此外,还研究了焦炭添加量和温度对电解锰渣气固相的影响,以及焙烧固体产物作为水
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电解锰渣是一种富含硫酸盐的惰性硅铝材料。目前,电解锰渣在材料制备中的应用主要是简单的添加,其高含量的硫酸盐没有得到充分利用。以焦炭为还原剂,在高温下处理电解锰渣,研究SO2制备和固体产物回收相结合的无危害方法。本文通过SEM、XRD、BAT等对电解锰渣固化体进行表征分析,对电解锰渣高温焙烧的工艺参数和热力学分析进行了评价。此外,还研究了焦炭添加量和温度对电解锰渣气固相的影响,以及焙烧固体产物作为水泥原料的可行性。得到的主要结论如下:（1）电解锰渣的主要成分为SiO3、SO3、CaO、Al2O3、Fe2O3、MgO等,除SO3外,其余成分和水泥原料的成分相近,经过适当处理后可以用作生产建筑材料的原材料。电解锰渣主要硫化物包括石膏以及其他少量硫酸盐,这些硫酸盐将在电解锰渣焙烧脱硫过程中分解并释放SO2污染物。（2）基于响应面法考虑了温度、电解锰渣投加量和焦炭添加量对电解锰渣焙烧烟气SO2产生的影响,结果表明对SO2浓度影响的主次顺序为温度＞电解锰渣投加量＞焦炭添加量。（3）根据热力学计算,焦炭的加入能够促使CaSO4的分解,降低CaSO4的分解温度。在含碳量充足的情况下,Ca SO4分解为Ca S在低温先反应,高温下Ca SO4与Ca S反应生成SO2,温度越高反应程度越大。Ca SO4产物无论是Ca O还是Ca S,吉布斯自由能均随着反应温度的升高而减小,温度越高越有利于反应。（4）电解锰渣中硫的释放主要取决于焦炭添加量和温度。制备SO2的最佳条件为:电解锰渣在1000℃下焙烧60min,焦炭添加量为4%。此时,SO2的体积分数达到7.6%,满足用SO2制备硫酸的要求。同时,在此条件下,脱硫锰渣中的硫降低到0.38%,并以脱硫锰渣为水泥原料制备水泥。（5）在1000℃,添加4%焦炭条件下焙烧后的脱硫锰渣以Si、Ca、Al、Fe为主要成分,与水泥生产的原料成分相近,理论上可以用作生产水泥的原料。焙烧后的脱硫锰渣可以烧制出合格的水泥熟料,熟料后期强度符和国家标准GB175-2007的要求。添加有10%左右脱硫锰渣制备的水泥的抗压抗折强度、稳定性、初凝时间和终凝时间均符合国家标准GB175-2007的要求。
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