电解金属锰生产污染防治措施分析

刘静静

(中国有色桂林矿产地质研究院有限公司, 广西环境治理工程技术研究中心，

广西环境工程与保护评价重点实验室，广西 桂林 541004)

电解金属锰生产污染防治措施分析

刘静静

(中国有色桂林矿产地质研究院有限公司, 广西环境治理工程技术研究中心，

广西环境工程与保护评价重点实验室，广西 桂林 541004)

摘要：电解金属锰行业是典型的高污染、高能耗、高物耗行业。通过对电解金属锰生产工艺的分析，剖析产污环节，梳理了生产粉尘、焙烧烟气、化合废气、电解废气、生产废水、生活废水、危险废物、一般工业固体废物、生活垃圾的污染防治措施。

关键词：电解金属锰；污染环节；防治措施；锰生产

中国是世界上电解金属锰最大的生产国和出口国[1]，电解锰产量占全球产量的93%以上。据统计，近10余年来中国电解金属锰产量由15.2万t/a(2001年)增长到110万t/a(2013年)[2-3]。电解金属锰行业是典型的高污染、高物耗、高能耗行业[4]。在发展电解金属锰行业的同时，应充分注意其污染防治问题[5]，做到环境、社会、经济和谐发展。本文从电解金属锰的生产工艺入手，分析电解金属锰生产的产污环节和污染防治措施，以期为电解金属锰项目的环境影响评价工作提供参考。

1电解金属锰产污情况分析

1.1生产工艺

我国电解金属锰行业生产主要原材料-锰矿为二氧化锰矿和碳酸锰矿两大类[6]，电解生产工艺基本相同。据统计[7]，目前国内95%以上的已建及在建电解金属锰企业采用碳酸锰矿为原料。以碳酸锰矿为原料生产电解金属锰是直接利用硫酸与碳酸锰化合反应制取硫酸锰溶液，再通过中和、净化、过滤等工艺制备为电解液，加入添加剂如二氧化硒、亚硫酸铵等进入电解槽进行电解。

利用二氧化锰生产电解锰的工艺与用碳酸锰生产工艺有所差别。在一般条件下二氧化锰不与硫酸反应，必须还原处理为二价锰后再与硫酸反应制备硫酸锰溶液。其处理方法一般为焙烧法，将二氧化锰与还原剂(一般为焦炭或煤炭)混合后加热还原，在800～900℃将四价锰还原为二价锰，粉碎后与硫酸反应；另一种方法为两矿法，用二氧化锰矿粉和硫铁矿在硫酸作用下发生氧化还原反应来制备硫酸锰。这两种方法由于成本较高，业内基本不采用，其中，焙烧法较之于两矿法更为普遍，一般采用电加热式回转窑焙烧。

1.2产污节点

电解金属锰生产过程中，主要的污染为废气、废水、废渣及噪声。

废气：主要为原料贮存、粉磨、投料等产生的生产粉尘、二氧化锰前处理焙烧废气、化合废气、电解废气等。

废水[8]：设备冷却水，化验室废水，极板钝化漂洗废水，酸雾处理废水，电解车间冷却废水，浸出渣库渗滤液，滤布、隔膜等清洗废水以及生活污水。

废渣：浸出渣、阳极泥、铬渣、锰废水处理池产生的锰泥以及生活垃圾。其中浸出渣是电解金属锰生产主要的固体废物。

噪声：回转窑、压滤机、行车、剥离机、水泵、玻璃钢轴流风机等产生的噪声。

2电解金属锰生产污染防治措施

2.1大气污染防治措施

生产粉尘。对原料贮存、粉磨产生的粉尘一般采用密闭罩+脉冲袋式除尘器处理。袋式除尘器具有处理风量大、占地面积小、净化效率高、工作可靠、结构简单、维修量小等特点，是业内企业普遍采用的除尘技术。袋式除尘效率>98%，外排粉尘浓度达到排放要求。投料采用密闭输送系统，减少粉尘产生。

焙烧烟气。将二氧化锰还原焙烧为一氧化锰的过程，会产生焙烧烟气，主要大气污染物为二氧化硫、氮氧化物和烟粉尘。二氧化硫产生量与原矿含硫、还原剂含硫量有密切关系，因此脱硫一般采用吸收法，如双碱法、石灰石-石膏法，二氧化硫浓度过高时采用循环流化床法。氮氧化物去除采用稀硝酸吸收、碱液吸收法或亚硫酸铵氧化还原法。烟粉尘采用旋风-袋式除尘器或重力沉降-袋式除尘器联合处理工艺。

化合废气。化合废气主要为硫酸等使用产生的酸雾。将化合桶密闭负压抽风，经收集的酸雾废气压入玻璃钢制酸雾净化塔，采用氢氧化钠溶液或硫酸铵溶液等碱性溶液进行吸收中和后外排大气。酸雾净化效率可达85%以上，外排硫酸雾满足《GB16297-1996 大气污染物综合排放标准》的有关排放要求。

电解废气。电解废气为电解过程中产生的无组织硫酸雾、氨气等。电解槽采用发泡剂覆盖槽面，可有效减少硫酸雾蒸发。由于电解废气点多面广、浓度较低，一般采用车间设置多台玻璃钢制轴流式通风机方式强制通风，从而减少硫酸雾、氨气对操作工人的影响。

以上大气污染防治措施运行稳定可靠，建设单位需加强管理，合理安排检修时间，可使大气污染物达标排放。

2.2废水污染防治措施

2.2.1生产废水

生产污水分为含锰废水、含铬废水及冷却废水。

冷却废水主要来自回转窑、硅整流等设备冷却，其不与原辅材料直接接触，为间接冷却废水，主要为热污染。一般采用冷却塔+冷却水池等冷却后全部回用生产，不外排，仅补充蒸发损耗。

含锰废水主要为滤布、隔膜袋等清洗废水、酸雾处理废水等。采用投加氨水等碱性物质的方法去除。浸出渣库渗滤液也属于含锰废水，由于其成分复杂、污染物浓度较高，Mn浓度达500mg/L以上，一般将其引回厂区，建设专门的设施进行集中处理，可采用“沉淀—曝气”的方法。含锰废水经处理后可回用生产，不外排。

含铬废水来自有铬钝化、漂洗等工段，一般采用还原中和法。控制废水pH=3的情况下，投入硫酸亚铁至还原反应池，将六价铬还原为三价铬，然后加入氨水、氢氧化钠等碱性物质中和，调节pH为8～8.5，生成氢氧化铬、碳酸钙、氢氧化锰等沉淀，经澄清后的废水可回用。目前也有采用离子交换法处理电解金属锰含铬废水，以大孔弱碱性阴离子交换树脂吸附废水中的Cr2O72-，不仅可以取得较好的处理效果，同时可以回收废水中的Cr(Ⅵ)[9]。

以上各生产废水处理池必须采取防渗措施，防止水污染物入渗地下。

2.2.2生活污水

生活污水来自办公、生活区，在市政管网配套的地区，可直接排入市政污水管网，经污水处理厂处理达标后外排。由于电解金属锰项目一般远离城市，市政设施不健全，一般采用厂区自设地埋式污水处理设施，经处理达标后外排或回用，对环境产生影响较小。

2.3噪声污染防治措施

电解金属锰生产项目噪声源较多，大多数都安置在厂房内或相应的设备室，项目主要噪声源为回转窑、各输送泵、压滤机、风机等噪声。所采取的主要措施应为：①从声源上控制，厂区内机械设备尽量选取新型低噪设备，定期进行维修，防止机械摩擦造成的噪声污染； ② 将高噪声设备置于室内，除考虑采取消声器、隔声罩等措施外，还应当考虑削减房间内的混响效应；③ 对高噪声的设备，主要采用隔声罩直接把产生噪声的部位封闭起来，在风机进、出风口应安装消声器； ④对厂区进行合理布局，夜间尽量减少高噪声设备的运行；⑤在厂区周围和公路沿线设置绿化带，利用植物的屏障和吸收作用减低噪声污染。通过综合运用以上消声、隔声、吸声、隔振等措施，可使厂界噪声满足《工业企业厂界噪声排放标准》的要求，使电解金属锰项目的噪声污染影响在可接受范围内。

2.4固体废物污染防治措施

危险废物。含铬废水处理产生的铬渣为《国家危险废物名录》编号HW21危险废物。目前对其综合利用的报道较少，一般在厂区设立渣库短期堆存后委托有资质单位安全处置。铬渣库按《GB18597-2001 危险废物贮存污染控制标准》中的相关要求进行设计和建设。严禁混入一般工业固体废物，并要做好防风、防雨、防渗措施，避免对区域环境造成潜在风险。

一般工业固体废物。电解金属锰生产产生的浸出渣、含锰废水处理产生的锰泥及电解过程产生的阳极泥均为一般工业固体废物。阳极泥可返回化合工段再利用。浸出渣产生量最大，每生产1t电解金属锰约产生6t浸出渣[10]。浸出渣综合利用方面，目前仅宁夏天元锰业在浸出渣无害化处理和回收利用项目上取得重要突破，使电解锰渣经过无害化处理后可代替石膏用作水泥缓凝剂和混合料。国内绝大多数浸出渣均设置渣库堆存。浸出渣渣库按《GB18599-2001 一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》要求建设，设置的设施包括挡渣坝、雨水导流渠、防渗系统、渗滤液集排系统、渗滤液收集池、地下水监测井等。渗滤液需引入生产废水处理系统或就地设置处理设施进行处理达标后回用或外排。浸出渣库服务期满，需封库覆盖和绿化复垦，恢复生态功能。建设单位应编制应急预案，一旦发现库区下游地下水发生异常，必须按照应急预案立即采取紧急措施。

生活垃圾。办公生活区产生的生活垃圾经分类收集后交当地环卫部门统一处理。

通过以上有针对性的处理处置，电解金属锰项目产生的固体废物能得以妥善处置。

以上固体废物均得到综合利用或妥善处置，对区域环境影响较小。

3结语

本文从电解金属锰的生产工艺入手，剖析产污环节，分析说明目前电解金属锰行业主要采取的污染防治措施，并评价其效果。电解金属锰行业为高污染行业，加强其污染防治措施，对促进产业协调发展，真正达到经济效益、社会效益和环境效益的三赢有重要意义。

参考文献：

[1]张华,肖波,黄炳龙,等.我国电解锰行业循环经济对策研究[J].环境保护科学,2009,35(5)：62-65.

[2]曾湘波.中国电解金属锰行业的发展趋势[J].中国锰业,2014,32(1):1-4.

[3]谭柱中.2013年中国电解金属锰工业回顾和展望[J].中国锰业,2014,32(3):1-4.

[4]李旭华,周长波,朱宁芳,等.电解锰行业污染治理技术评估研究[J].环境工程技术学报,2013,3(6):514-518.

[5]李旭华,于秀玲,但智钢,等.电解锰行业实施污染防治最佳可行技术的必要性和建议[J].环境工程技术学报,2012,2 (4)：349-353.

[6]王运敏.中国的锰矿资源和电解金属锰的发展[J].中国锰业,2004,22(3):26-30.

[7]喻旗,罗洁,涂文忠.电解金属锰生产的污染及其治理[J].中国锰业,2006,24(3):42-45.

[8]汪启年,王璠,于宏兵.电解锰生产废水处理及综合利用[J].环境污染与防治,2013,35(1):93-95.

[9]魏健,王瑶,马聪,等.离子交换法处理电解锰废水中Cr(Ⅵ)的研究[J].环境污染与防治:网络版,2010(4)：1-3.

[10]张晓梅. 电解锰行业环境污染原因及防治对策研究[J].西昌学院学报：自然科学版, 2013(6)：82-84.

Analysis of the Pollution Prevention and Control Measures on Electrolytic

Manganese Metal Production

LIU Jing-jing

(China Nonferrous Metal (Guilin)Geology And Mining Co., Ltd., Guangxi Environmental

Control Engineering Research Center, Guangxi Environmental Engineering and Protection

Evaluation Key Laboratory, Guilin Guangxi 541004, China)

Abstract：Electrolytic manganese metal industry was a typical high pollution, high energy consumption, and high material consumption industry. The pollution prevention and control measures were formed through the analysis of the production process of electrolytic manganese metal and pollution links, which can provide a reference for the environmental impact of electrolytic manganese metal production evaluation.

Key words：electrolytic manganese metal；pollution；Prevention and control measures; manganese production

中图分类号：X75

文献标志码：A

文章编号：1673-9655(2015)04-0062-03