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电解锰渣是锰矿通过电解法生产金属锰过程中产生的工业废渣,目前主要采用堆积处理。这种处置方式不仅占用大量土地资源,还会对锰渣库周围环境产生严重影响。因此,电解锰渣的无害化处理和资源化利用问题日益突出。
本文依托贵州省交通厅科技项目“锰渣无害化处理与应用于公路工程关键技术研究”,对贵州省电解锰渣进行原材料分析,并选用合适的固化剂对其进行固化处理,将固化后的电解锰渣用于路堤填筑,达到大宗资源化利用的目的。最后对电解锰渣筑路的综合效益进行分析,以期对我国电解锰渣的无害化处理和资源化利用提供一些技术支持。结论如下:
①通过物理试验和化学试验以及XRD、SEM方法,得到锰渣粒径较小、含水率为32.7%、pH为5.6、比重为3.04;化学成分主要为SiO2、SO3、CaO、Al2O3;晶相物质主要为石英、烧石膏、黄铁矿。
②通过毒性浸出试验得到电解锰渣中的Mn和NH3-N含量超过标准限值的549倍和24倍。为了对锰渣进行无害化处理,选用生石灰作为固化剂。结果发现生石灰固化锰渣的最优条件为:10%的生石灰添加剂量(生石灰的有效剂量为87%)、25%混合料含水率、40min混合料搅拌时间、3d静置时间。
③通过FLAC3D软件分析固化锰渣填筑路堤的适用性,模拟固化锰渣路堤的边坡稳定性和应力与变形,结果发现锰渣路堤的边坡抗滑稳定安全系数为2.34,竖直方向的最大位移为49.5mm,在水平方向发生的最大位移为20.5mm。表明固化锰渣路堤的稳定性较高、变形量较小,整体强度和稳定性都满足路堤要求。
④通过构建评价指标体系,对锰渣筑路综合效益进行系统分析。首先基于层次分析法构建锰渣筑路综合效益的递阶层次结构,以综合效益为目标层,提出基于环境效益、经济效益和社会效益三个主要论证层面下的10个影响因素指标。然后采用专业技术人员调查问卷的形式和MATLAB软件辅助求解,得到了10个影响因素指标针对目标层的综合权重值。最后针对贵州松桃锰渣的现状,对锰渣筑路综合效益评价体系中的各指标赋值,构建模糊综合评价模型来完成评价工作,得到模型结果为优,表明锰渣筑路综合效益非常可观,证明了利用锰渣填筑路堤工程项目的可行性,为锰渣的资源化利用开拓了新途径。
本文依托贵州省交通厅科技项目“锰渣无害化处理与应用于公路工程关键技术研究”,对贵州省电解锰渣进行原材料分析,并选用合适的固化剂对其进行固化处理,将固化后的电解锰渣用于路堤填筑,达到大宗资源化利用的目的。最后对电解锰渣筑路的综合效益进行分析,以期对我国电解锰渣的无害化处理和资源化利用提供一些技术支持。结论如下:
①通过物理试验和化学试验以及XRD、SEM方法,得到锰渣粒径较小、含水率为32.7%、pH为5.6、比重为3.04;化学成分主要为SiO2、SO3、CaO、Al2O3;晶相物质主要为石英、烧石膏、黄铁矿。
②通过毒性浸出试验得到电解锰渣中的Mn和NH3-N含量超过标准限值的549倍和24倍。为了对锰渣进行无害化处理,选用生石灰作为固化剂。结果发现生石灰固化锰渣的最优条件为:10%的生石灰添加剂量(生石灰的有效剂量为87%)、25%混合料含水率、40min混合料搅拌时间、3d静置时间。
③通过FLAC3D软件分析固化锰渣填筑路堤的适用性,模拟固化锰渣路堤的边坡稳定性和应力与变形,结果发现锰渣路堤的边坡抗滑稳定安全系数为2.34,竖直方向的最大位移为49.5mm,在水平方向发生的最大位移为20.5mm。表明固化锰渣路堤的稳定性较高、变形量较小,整体强度和稳定性都满足路堤要求。
④通过构建评价指标体系,对锰渣筑路综合效益进行系统分析。首先基于层次分析法构建锰渣筑路综合效益的递阶层次结构,以综合效益为目标层,提出基于环境效益、经济效益和社会效益三个主要论证层面下的10个影响因素指标。然后采用专业技术人员调查问卷的形式和MATLAB软件辅助求解,得到了10个影响因素指标针对目标层的综合权重值。最后针对贵州松桃锰渣的现状,对锰渣筑路综合效益评价体系中的各指标赋值,构建模糊综合评价模型来完成评价工作,得到模型结果为优,表明锰渣筑路综合效益非常可观,证明了利用锰渣填筑路堤工程项目的可行性,为锰渣的资源化利用开拓了新途径。