电解锰渣为主多源固废制备多孔陶粒及固定重金属锰的研究

作     者：梁庆阳 薛菲 黄绪泉 赵小蓉 王豪杰 韩子龙 王俊 

作者机构：三峡库区生态环境教育部工程研究中心(三峡大学) 三峡大学水利与环境学院 固体废物处置与资源化利用宜昌市重点实验室(三峡大学) 

出 版 物：《无机盐工业》 (Inorganic Chemicals Industry)

年 卷 期：2025年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：湖北省自然科学基金项目(2024AFB158) 宜昌市自然科学研究项目(A23-2-020、A24-3-007) 

主　　题：电解锰渣 污泥 多孔 陶粒 重金属固化 

摘      要：以电解锰渣（EMR）为主要原料，辅以城市污泥、石墨尾矿和膨润土，优化配方烧制轻质多孔陶粒；并采用X射线衍射、显微镜、傅里叶变换红外等方法，探究陶粒中孔隙结构的演化机理，并揭示重金属Mn固化机理。结果表明，35%EMR在1130 ℃烧制15 min，制成堆积密度为651 kg/m3、表观密度为1406 kg/m3、筒压强度为3.78 MPa、1h吸水率为5.36%的陶粒，符合国标。高温烧结过程中液相包裹陶粒表面，降低吸水率，同时内部液相包裹气体形成封闭孔隙。Mn2+浸出主要来源于EMR中MnSO4，MnSO4高温分解为可逆反应，封闭气孔中CO、SO2抑制了MnSO4的分解。EMR陶粒中污泥的添加提供了Fe2O3，降低陶粒烧结所需的温度，同时增加了陶粒高温下的产生的液相，导致EMR烧结陶粒中存在未分解MnSO4，因此随着EMR和污泥的掺量从35%增加至45%时，Mn2+浸出浓度从0.33 mg/L提高到0.84 mg/L。Mn的固定除了高温产生的液相包裹，也有部分参与生成锰硅灰石和尖晶石型铁氧体中。本研究有效提高EMR消纳量的同时实现多源固废协同制备陶粒，为多源大宗固废资源化途径做出贡献。