铜渣/电解锰渣基磷酸盐胶凝材料的制备及其形成机理探讨

作者：母维宏; 和森; 周新涛; 黄静; 罗中秋^*; 马越; 王路星; 邵周军

来源：化学工程, 2020, 48(10): 23-51.

DOI：10.3969/j.issn.1005-9954.2020.10.005

• 铜渣
• 电解锰渣
• 磷酸盐胶凝材料
• 形成机理

为提高铜渣(CS)的综合利用率和拓展电解锰渣(EMR)的处理途径,采用富含铁氧化物的CS和含Mn、NH3-N的EMR与磷酸二氢钠(P)制备铜渣/电解锰渣基磷酸盐胶凝材料,考察CS∶P质量比、EMR掺量对胶凝材料力学性能及毒性浸出的影响,并采用SEM/EDS和XRD表征材料的微观结构和物相组成,揭示其形成机理。实验结果表明:随着CS∶P的增加,材料的抗压强度先增大后减小;当EMR掺量为15%—40%时,材料中Mn和NH3-N浸出质量浓度均满足GB—8978标准限值(Mn:2.0 mg/L;NH3-N:15.0 mg/L)。SEM/EDS和XRD分析结果表明,材料可水化生成Fe(H2PO4)3,Fe3(PO4)2,Mg(H2PO4)2等磷酸盐黏结相,而EMR中的Mn和NH3-N可转化形成Mn3(PO4)2,MnPO4·1.5H2O,Mn3(PO4)2·1.5H2O、NH4FePO4·H2O和NH4MgPO4·6H2O等低溶解度的磷酸盐化学沉淀,这些磷酸盐化合物间相互粘接形成密实整体,最终不仅使材料高强,同时还可有效固定/稳定Mn和NH3-N。

• 单位
  深圳市前海东江环保科技服务有限公司; 昆明理工大学; 西昌学院