0 前言

電解錳行業(yè)每年向周邊環(huán)境排放數(shù)以萬噸計(jì)的工業(yè)廢渣，加上歷年來的積存電解錳廢渣，存量高達(dá)上千萬噸。如何綜合利用電解錳廢渣，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)廢棄資源的循環(huán)利用,確實(shí)是有利于國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一件好事。

對(duì)電解錳廢渣在水泥工業(yè)中的利用，我們進(jìn)行了大量試驗(yàn)。結(jié)果證明，電解錳廢渣經(jīng)適當(dāng)高溫處理后，改善其活性和降低含水量及燒失量，其中所含SO3 完全可以代替石膏生產(chǎn)水泥，無論是水泥的實(shí)物質(zhì)量和其它品質(zhì)要求均能達(dá)到有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。
現(xiàn)將利用電解錳廢渣代替石膏作為水泥調(diào)凝劑的試驗(yàn)情況報(bào)告如下。

1 電解錳廢渣分析

電解錳廢渣為黑色微細(xì)顆粒黏聚而成的糊狀物質(zhì)，含水量高達(dá)30%左右；顯中性或偏酸性，一般PH=5.88～6.54；干粉料堆積密度為0.781t/m3 左右。從現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行分析可知，電解錳廢渣的理化性能呈現(xiàn)如下特點(diǎn)：（1） 電解錳廢渣SO3 含量高（見表1）；（2）燒失量高和含水量高（見表2）；（3）顆粒非常細(xì)小，30Nm 以下顆粒占80%左右。電解錳廢渣表現(xiàn)出較好的粘性、塑性，由于顆粒細(xì)小，廢渣在水分高達(dá)31.79%時(shí)表現(xiàn)出良好的黏聚性、可塑性。（4）該廢渣脫水困難，脫水速度慢，未經(jīng)處理時(shí)，無水化活性，無凝膠性能；但經(jīng)高溫處理后表現(xiàn)出較好水化活性和膠凝性，且有一定強(qiáng)度。

2 石膏的緩凝機(jī)理

一般來說，硅酸鹽水泥熟料未加石膏磨成細(xì)粉與水相遇會(huì)很快凝結(jié)，導(dǎo)致施工困難。在磨制水泥時(shí)，一般摻加少量石膏以調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間，會(huì)改變水泥水化產(chǎn)物的種類、水化產(chǎn)物的相對(duì)量及硬化水泥混凝土的結(jié)構(gòu)，從而改變水泥混凝土的需水量、凝結(jié)時(shí)間、和易性、強(qiáng)度發(fā)揮、徐變等性能，有利于現(xiàn)場(chǎng)施工。同時(shí)，還會(huì)提高混凝土的早期強(qiáng)度、降低干縮變形，改變混凝土的耐蝕性、抗凍性、抗?jié)B性等一系列性能。水泥工業(yè)利用石膏調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間，主要就是利用其中的SO3 與水泥中的C3A 生成Aft 相（三硫型水化硫鋁酸鈣）。在高堿性體系中，Aft 相與C-S-H 凝膠（水化硅酸鈣）一起，在水泥顆粒周圍形成緊密的覆蓋層，阻止水泥中的C3A 快速水化，加上三硫型水化硫鋁酸鈣Aft 相與水化硅酸鈣C-S-H 凝膠復(fù)合形成的混凝土結(jié)構(gòu)致密，因此，在磨制水泥時(shí)加入少量石膏，可以調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時(shí)間和提高水泥混凝土強(qiáng)度。

工業(yè)分析得知，電解錳廢渣中所含SO3 量接近天然二水石膏的SO3 含量，稍微對(duì)電解錳廢渣進(jìn)行適當(dāng)高溫處理，完全可以替代天然二水石膏生產(chǎn)水泥，并且水泥行業(yè)對(duì)石膏的用量大，因此利用電解錳廢渣的SO3 代替石膏作為水泥調(diào)凝劑應(yīng)該是該種廢渣的一種比較理想的綜合利用途徑。

3 實(shí)驗(yàn)情況

在實(shí)驗(yàn)室利用水泥熟料、二水石膏與經(jīng)過不同溫度處理的電解錳廢渣A、B 進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，各種物料化學(xué)組成分析見表3；廢渣代替二水石膏小磨試驗(yàn)配比見表4；試驗(yàn)結(jié)果見表5。

經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)室替代實(shí)驗(yàn)可知，水泥物理性能均達(dá)到利用天然二水石膏的水泥國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的性能要求。

4 結(jié)論

（1）實(shí)驗(yàn)證明，電解錳廢渣含有大量的石膏成分，可以達(dá)到天然二水石膏的作用，完全可以替代石膏作為水泥的調(diào)凝劑使用，滿足水泥國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求，不會(huì)對(duì)水泥的實(shí)物質(zhì)量帶來不利影響。

（2）在水泥工業(yè)生產(chǎn)中利用電解錳廢渣代替石膏作為水泥調(diào)凝劑，當(dāng)水泥熟料中C3A 含量大于8%時(shí)，應(yīng)適當(dāng)搭配部分天然二水石膏。

（3）利用電解錳廢渣作為水泥調(diào)凝劑，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用和環(huán)境效益。

（4）電解錳廢渣在水泥企業(yè)的大量使用，可以利用真空壓濾脫水裝置實(shí)現(xiàn)電解錳廢渣的脫水，解決該類廢渣含水量高的問題。

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