一种锰渣脱氨系统及锰渣胶结膏体充填工艺系统的制作方法

1.本发明属于工业固体废料无公害及资源化处理技术领域，具体涉及一种锰渣脱氨系统及锰渣胶结膏体充填工艺系统。


背景技术：

2.金属锰作为一种重要的冶金、航天、化工原料，是国民经济中重要的基础物资和国家重要战略资源之一。近年来，随着经济的快速发展，我国已成为世界上最大的电解金属锰生产国、消费国和出口国。
3.其中，锰渣为电解锰生产过程中产生的过滤酸渣，具体的，锰矿石经过磁选得到锰精矿，锰精矿加入硫酸、氨水或硫酸氨，锰精矿与硫酸反应生成硫酸锰，硫酸锰为液态，提取硫酸锰后的渣经过过滤后得到锰渣，锰渣中主要有害物是锰和氨氮，锰渣露天堆放，经过雨水浸泡，氨氮及锰浸出，进入地表水体和地下水体，造成环境污染和重金属污染。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种锰渣脱氨系统及锰渣胶结膏体充填工艺系统，用以解决现有技术中存在的锰渣污染和锰渣无公害处理后无地方堆存的问题，彻底实现锰渣的无公害和资源化利用。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一方面，本发明提供了一种锰渣脱氨系统，包括：
7.石灰仓，用以提供生石灰；
8.第一微粉秤，第一微粉秤的上料端位于石灰仓的出料口下方，用以运输石灰仓输出的生石灰并控制生石灰的输出量；
9.打散混合搅拌机，打散混合搅拌机的进料口与第一微粉秤的出料口相对应，用以接收新鲜锰渣和第一微粉秤输出的生石灰，对新鲜锰渣进行打散并与生石灰进行充分混合；
10.螺旋输送机，螺旋输送机的进料口与打散混合搅拌机的出料口相连通，螺旋输送机出料口一端设置有氨气出口；以及
11.氨气吸收罐，氨气吸收罐上设置有进气口，且氨气吸收罐的进气口与螺旋输送机的氨气出口相连通。
12.作为本发明中一种优选的技术方案，所述的锰渣脱氨系统还包括新鲜锰渣运输机，新鲜锰渣运输机的出料端与打散混合搅拌机的进料口相对应，用以向打散混合搅拌机的进料口输送新鲜锰渣。
13.作为本发明中一种优选的技术方案，所述的锰渣脱氨系统还包括脱氨锰渣成品仓，脱氨锰渣成品仓设置有进料口、出料口和出气口，脱氨锰渣成品仓的进料口与新鲜锰渣运输机的出料口相对应，脱氨锰渣成品仓的出气口与氨气吸收罐的进气口相连通；所述氨气吸收罐连接有供水池。
14.作为本发明中一种优选的技术方案，在打散混合搅拌机内对新鲜锰渣进行打散并与生石灰进行充分混合时，生石灰的质量占新鲜锰渣和生石灰总质量的5％-10％。
15.另一方面，本发明提供了一种锰渣胶结膏体充填工艺系统，包括：
16.水泥仓，用以提供水泥；
17.第二微粉秤，第二微粉秤的上料端位于水泥仓的出料口下方，用以运输水泥仓输出的水泥并控制水泥的输出量；
18.膏体料浆搅拌机，膏体料浆搅拌机的进料口与第二微粉秤的出料口相对应，用以接收尾砂、第二微粉秤输出的水泥和以及上述任一项所产出的脱氨锰渣，并将脱氨锰渣、尾砂、水泥和水搅拌为膏体状充填料浆；以及
19.充填泵，充填泵的进料口与膏体料浆搅拌机的出料口相连接，充填泵的出口设置有充填管，充填泵通过充填管将充填体运输至井下采空区。
20.作为本发明中一种优选的技术方案，所述的锰渣胶结膏体充填工艺系统还包括第一运输机、第二运输机和预搅拌机，第一运输机用于将尾砂输送至膏体料浆搅拌机内，第二运输机用于将脱氨锰渣输送至预搅拌机内，脱氨锰渣在预搅拌机内与水混合并搅拌成浆体后再通过渣浆泵输送至膏体料浆搅拌机内。
21.作为本发明中一种优选的技术方案，所述的锰渣胶结膏体充填工艺系统还包括锰渣仓、尾砂仓、第一圆盘给料机和第二圆盘给料机，锰渣仓内设置有脱氨锰渣，尾砂仓内设置有尾砂；所述第一圆盘给料机用于承装脱氨锰渣并通过第一运输机输送至预搅拌机内，第二圆盘给料机用于承装尾砂并通过第二运输机输送至膏体料浆搅拌机内。
22.作为本发明中一种优选的技术方案，所述的锰渣胶结膏体充填工艺系统还包括抓斗桥式起重机，抓斗桥式起重机设置于锰渣仓和尾砂仓的上方，抓斗桥式起重机用以将锰渣仓内的脱氨锰渣与尾砂仓内的尾砂分别抓取至第一圆盘给料机和第二圆盘给料机内。
23.作为本发明中一种优选的技术方案，所述的锰渣胶结膏体充填工艺系统还包括高位水池，高位水池通过管道分别连通膏体料浆搅拌机和预搅拌机。
24.作为本发明中一种优选的技术方案，在将脱氨锰渣、尾砂和水泥进行混合时，脱氨锰渣与尾砂的质量比为7-3-3:7，脱氨锰渣、尾砂和水泥混合搅拌后搅拌5分钟，得到的膏体状充填料浆的质量浓度为70-78％。
25.有益效果：
26.本发明的锰渣脱氨系统利用第一微粉秤运输并计量生石灰的量，然后与新鲜锰渣在打散混合搅拌机中进行打散和搅拌，使得生石灰与新鲜锰渣中的氨水反应，生成氨气和脱氨锰渣，再利用螺旋输送机将脱氨锰渣运输至储料仓进行回收利用，脱氨锰渣可作为矿山充填的原材料使用，解决了锰矿企业锰渣露天堆放造成的环保问题和企业的可持续发展问题，而氨气运输至氨气吸收罐内，使得氨气再通过水吸收生成氨水，从而实现氨水的回收利用，氨气回收后生产的氨水可销往农业市场，产生经济效益。
27.本发明中的锰渣胶结膏体充填工艺系统将脱氨锰渣、尾砂和水泥搅拌为胶结膏体充填料浆，并利用充填泵将膏体状充填料浆运输至矿山井下采空区，膏体状充填料浆凝固后形成的充填体，将锰渣中的有害物质全部固化到充填体中，充填体对地下水不造成任何污染，形成的充填体强度满足矿山安全生产的要求，替代矿井中原有的预留保安矿柱针对不同的采矿方法可提高采矿回收率20％-30％左右，而且解决了锰矿企业有害锰渣露天堆
放造成环境污染的难题，适用于锰矿企业工业废料综合治理及提高资源回收率，实现了锰矿企业的可持续发展。
附图说明
28.图1为本发明中锰渣脱氨系统的示意图；
29.图2为本发明中锰渣胶结膏体充填工艺系统的示意图。
具体实施方式
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
31.实施例一：
32.如图1所示，本实施例提供了一种锰渣脱氨系统，包括：
33.石灰仓1，用以提供生石灰；
34.第一微粉秤2，第一微粉秤2的上料端位于石灰仓1的出料口下方，用以运输石灰仓1输出的生石灰并控制生石灰的输出量，使得生石灰在打散混合搅拌机3内与新鲜锰渣形成一定的比例，进而使得两者之间达到最佳的反应效果；需要说明的是，此处的新鲜锰渣泛指进行脱氨处理前的锰渣；
35.打散混合搅拌机3，打散混合搅拌机3的进料口与第一微粉秤2的出料口相对应，用以接收新鲜锰渣和第一微粉秤2输出的生石灰，对新鲜锰渣进行打散并与生石灰进行充分混合，使得生石灰与新鲜锰渣中的氨水反应，对新鲜锰渣进行脱氨处理，生成氨气和脱氨锰渣；
36.螺旋输送机4，螺旋输送机4的进料口与打散混合搅拌机3的出料口相连通，打散混合搅拌机3内的氨气和脱氨锰渣进入螺旋输送机4内，在螺旋输送机4内进行输送并进一步混合打散，也可以对没反应完全的生石灰与新鲜锰渣进一步处理，提高处理效果；螺旋输送机4出料口一端设置有氨气出口，利用螺旋输送机4对生石灰与新鲜锰渣反应生成氨气和脱氨锰渣进行运输，脱氨锰渣从螺旋输送机4的出料口运输出去，生成的氨气从螺旋输送机4的氨气出口运输出去，从而实现锰渣脱氨目的；以及
37.氨气吸收罐5，氨气吸收罐5上设置有进气口，且氨气吸收罐5的进气口与螺旋输送机4的氨气出口相连通，使得螺旋输送机4的氨气出口运输出去的氨气进入氨气吸收罐5内，此处需要说明的是，氨气吸收罐5内设置有水，使得氨气再通过水吸收生成氨水，从而实现氨水的回收利用。
38.本发明的锰渣脱氨系统利用第一微粉秤2运输并计量生石灰的量，然后与新鲜锰渣在打散混合搅拌机3中进行打散和搅拌，使得生石灰与新鲜锰渣中的氨水反应，生成氨气和脱氨锰渣，再利用螺旋输送机4将脱氨锰渣运输至储料仓进行回收利用，脱氨锰渣可作为矿山充填的原材料使用，解决了锰矿企业锰渣露天堆放造成的环保问题和企业的可持续发展问题，而氨气运输至氨气吸收罐5内，使得氨气再通过水吸收生成氨水，从而实现氨水的
回收利用，氨气回收后生产的氨水可销往农业市场，产生经济效益。
39.作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述的锰渣脱氨系统还包括新鲜锰渣运输机6，新鲜锰渣运输机6的进料端优选通向锰矿酸解压滤车间9，可以直接接收锰矿酸解压滤车间9生成的新鲜锰渣，新鲜锰渣运输机6的出料端与打散混合搅拌机3的进料口相对应，用以向打散混合搅拌机3的进料口输送新鲜锰渣，使得整个脱氨流程自动化程度更高，工作效率更高。
40.作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述的锰渣脱氨系统还包括脱氨锰渣成品仓7，脱氨锰渣成品仓7设置有进料口、出料口和出气口，脱氨锰渣成品仓7的进料口与新鲜锰渣运输机6的出料口相对应，脱氨锰渣在脱氨锰渣成品仓7内进行收集，然后通过脱氨锰渣成品仓7的出料口再将脱氨锰渣运输出去进行利用，而脱氨锰渣成品仓7的出气口与氨气吸收罐5的进气口相连通，便于将多余的氨气输送至氨气吸收罐5内回收处理。
41.作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述氨气吸收罐5连接有供水池8，方便随时向氨气吸收罐5内供水，保证氨气吸收罐5对氨气的吸收效果。
42.作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，在打散混合搅拌机3内对新鲜锰渣进行打散并与生石灰进行充分混合时，生石灰的质量占新鲜锰渣和生石灰总质量的5％-10％，如表1所示：
43.锰渣类别物料量浸泡水量氨氮mg/l脱氨比％锰渣100100088640锰渣+5％石灰10010002156756锰渣+6％石灰10010001745803锰渣+7％石灰10010001373845锰渣+8％石灰10010001203864锰渣+9％石灰10010001157869
44.表1
45.从表1中可以看出当生石灰的质量占新鲜锰渣和生石灰总质量的5％-10％时，脱氨效果最佳。
46.实施例二：
47.如图2所示，本发明提供了一种锰渣胶结膏体充填工艺系统，包括：
48.水泥仓10，用以提供水泥；
49.第二微粉秤11，第二微粉秤11的上料端位于水泥仓10的出料口下方，用以运输水泥仓10输出的水泥并控制水泥的输出量，使得水泥在膏体料浆搅拌机12内与其他物料形成一定的比例，进而达到最佳的反应效果；
50.膏体料浆搅拌机12，膏体料浆搅拌机12的进料口与第二微粉秤11的出料口相对应，用以接收尾砂、第二微粉秤11输出的水泥和实施例一中所产出的脱氨锰渣，并将脱氨锰渣、尾砂、水泥和水搅拌为膏体状充填料浆；以及
51.充填泵13，充填泵13的进料口与膏体料浆搅拌机12的出料口相连接，充填泵13的出口设置有充填管14，充填泵13通过充填管14将充填体运输至井下采空区，膏体状充填料浆凝固后形成的充填体，将锰渣中的有害物质全部固化到充填体中，充填体对地下水不造
成任何污染，形成的充填体强度满足矿山安全生产的要求，针对不同的采矿方法可提高采矿回收率15％-40％左右，而且解决了锰矿企业有害锰渣露天堆放造成环境污染的难题，实现了锰矿企业的可持续发展。
52.本发明中的锰渣胶结膏体充填工艺系统将脱氨锰渣、尾砂和水泥搅拌为胶结膏体充填料浆，并利用充填泵将膏体状充填料浆运输至矿山井下采空区，膏体状充填料浆凝固后形成的充填体，将锰渣中的有害物质全部固化到充填体中，充填体对地下水不造成任何污染，形成的充填体强度满足矿山安全生产的要求，替代矿井中原有的预留保安矿柱针对不同的采矿方法可提高采矿回收率20％-30％左右，而且解决了锰矿企业有害锰渣露天堆放造成环境污染的难题，适用于锰矿企业工业废料综合治理及提高资源回收率，实现了锰矿企业的可持续发展。
53.作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述的锰渣胶结膏体充填工艺系统还包括第一运输机15、第二运输机16和预搅拌机17，第一运输机15用于将尾砂输送至膏体料浆搅拌机12内，提高尾砂的运输效率，第二运输机16用于将脱氨锰渣输送至预搅拌机17内，脱氨锰渣在预搅拌机17内与水混合并搅拌成浆体后再通过渣浆泵输送至膏体料浆搅拌机12内，提前对脱氨锰渣进行预搅拌，可以使得渣浆进入膏体料浆搅拌机12内后可以更加快速的形成所需要的膏体状充填料浆，进而提高工作效率。
54.作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述的锰渣胶结膏体充填工艺系统还包括锰渣仓18、尾砂仓19、第一圆盘给料机20和第二圆盘给料机21，锰渣仓18内设置有脱氨锰渣，尾砂仓19内设置有尾砂，作为临时的储存仓，更加方便脱氨锰渣和尾砂的使用；所述第一圆盘给料机20用于承装脱氨锰渣并通过第一运输机15输送至预搅拌机17内，第二圆盘给料机21用于承装尾砂并通过第二运输机16输送至膏体料浆搅拌机12内，可以通过第一圆盘给料机20和第二圆盘给料机21精准把控脱氨锰渣和尾砂的量，尽量减少人为操作，进而节省人力，同时提供工作效率。
55.作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述的锰渣胶结膏体充填工艺系统还包括抓斗桥式起重机22，抓斗桥式起重机22设置于锰渣仓18和尾砂仓19的上方，抓斗桥式起重机22用以将锰渣仓18内的脱氨锰渣与尾砂仓19内的尾砂分别抓取至第一圆盘给料机20和第二圆盘给料机21内，可以尽量减少人为操作，进而节省人力，同时提供工作效率。
56.作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述的锰渣胶结膏体充填工艺系统还包括高位水池23，高位水池23通过管道分别连通膏体料浆搅拌机12和预搅拌机17，为膏体料浆搅拌机12和预搅拌机17提供适当的水，可以使得预搅拌机17内形成理想的浆体状态，同时也可以使得膏体料浆搅拌机12内部形成更理想的膏体状充填料浆，进而最终的膏体状充填料浆的使用效果更好。
57.作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，在将脱氨锰渣、尾砂和水泥进行混合时，脱氨锰渣与尾砂的质量比为7-3-3:7，脱氨锰渣、尾砂和水泥混合搅拌后搅拌5分钟，得到的膏体状充填料浆的质量浓度为70-78％，而且制得的膏体状充填料浆具有不分层、不离析和稳定性好等优点。
58.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含
在本发明的保护范围之内。