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电解锰渣是电解金属锰生产工艺中排放的一种高含水率工业废渣。锰渣中含有大量锰和氨氮,不仅导致资源浪费,而且极易随渗滤液迁移,污染周围环境。此外,锰渣含水率较高,这样会带走一部分硫酸锰和硫酸铵,造成锰和氨的损失,增大锰渣安全处理的难度。因此,对电解锰渣无害化处理以及含水率控制是我国电解锰行业可持续发展面临的巨大挑战。本文针对电解锰渣中锰和氨氮处理及其含水率控制两个方面的问题,基于电动力及其强化技术,重点开展了对电解锰渣中锰和氨氮的转化脱除、迁移富集方法研究;利用表面活性剂对锰矿浸出过程进行调控,探究锰渣含水率控制方法。得到如下研究结果:(1)实验中氢离子、锰、氨氮的迁移方向与电渗析、电迁移的方向一致,都是阳极往阴极。在脉冲电场条件下,电解锰渣中可溶性锰的脱除率从直流电场下的41.21%增大到45.57%,仅有酸提取态(F1)的锰被有效脱除,而氨氮的脱除率从直流电场下的33.32%增大到36.21%。在“柠檬酸+脉冲电场”体系中,可溶性锰脱除率提高到94.74%,锰渣中大部分的可氧化态(F3)和残留态(F4)的锰转化为了酸提取态(F1)或可还原态(F2);而氨氮脱除率达到81.11%。此外,在“SDBS+柠檬酸+脉冲电场”体系中,氨氮脱除率增大到了84.70%;(2)电解锰渣中锰和氨氮的脱除动力机制主要是电迁移和电渗析,在该体系下,起主要作用的是电迁移,电渗析起次要作用。在“十二烷基苯磺酸钠(SDBS)+脉冲电场”体系中,EOF从不加预处理剂条件下的160 mL增大到225 mL,强化了实验过程的电渗析作用;而在“柠檬酸+脉冲电场”体系中,电流密度不加预处理剂条件下的11.0 mA/cm2大到15.0 mA/cm2,强化了实验过程的电迁移作用;(3)在直流和脉冲电场下,电解锰渣中部分(NH4)2Mn(SO4)2·6H2O转化为(NH4)2Ca(SO4)2·H2O。在脉冲电场下,部分(NH4)2Mn(SO4)2·6H2O分解为MnSO4·H2O和(NH4)2SO4。在“SDBS+脉冲电场”和“EDTA+脉冲电场”体系中,锰渣中物相未发生明显改变,而“柠檬酸+脉冲电场”条件则促进了(NH4)2Mn(SO4)2·6H2O向(NH4)2Ca(SO4)2·H2O的转化。对于电解锰渣微观形貌,经过“SDBS+脉冲电场”处理后,锰渣中柱状结构变小,其表面没有出现比较明显的破坏;经过“EDTA+脉冲电场”处理后,锰渣颗粒表面出现很多明显孔道;而经“柠檬酸+脉冲电场”处理的电解锰渣中柱状、片状结构被腐蚀破坏,出现许多细小针状结构;(4)在锰矿浸出过程中加入1.5 mmol·L-1十二烷基苯磺酸钠、1.25 mmol·L-1聚二甲基硅氧烷和1.25 mmol·L-1曲拉通X-100,考察表面活性剂对锰渣微观形貌和含水率的影响。研究发现,三种表面活性剂都有利于锰渣中片状结构的减少,使锰渣颗粒的微观结构趋于一致。三种表面活性剂对降低锰渣含水率影响程度顺序为:十二烷基苯磺酸钠>聚二甲基硅氧烷>曲拉通X-100。