湖南永州是我国锰矿主要分布区和产锰区,锰矿石储量丰富,但锰矿品位普遍偏低,导致大量锰矿石未达到入厂加工要求而被当做尾矿渣,未经任何处置就地堆放,不仅造成锰资源的极度浪费,还严重污染生态环境,因此有必要开展锰尾矿渣综合利用研究。针对上述问题,本文以湖南永州零陵区为研究区域,通过磁选-固化剂制备-污泥固化实现低品位锰尾矿渣资源化、减量化和高值化利用,主要研究工作及成果如下:采用自主研发的高梯度强磁场水平励磁永磁磁辊对低品位菱锰矿渣和软锰矿渣分别进行湿式和干式磁选试验,该磁辊强度可达到1433.12kA/m,能有效提高磁选效率,降低漏选率,磁选后的菱锰矿锰精矿品位和锰回收率分别高出垂直励磁磁辊7%和20%以上,但软锰矿磁选效果一般,锰品位仅提高了4~5%,难以达到锰尾矿再利用的要求。通过正交试验与递进叠加试验选取尾矿渣水化反应复合添加剂与早强复合添加剂配比。研究表明:4种添加剂均对尾矿渣潜在水化反应特性产生作用,当两种锰尾矿渣1:1混合,在最佳添加剂配比下,净浆试体抗压强度、软化系数和孔隙率达到最优。通过XRD、SEM和DSC等微观测试技术可知,该固化剂主要水化产物为AFt和C-S-H,水化产物随水化进程和水化龄期逐渐增多,相互紧密交织、搭接和连锁,使试体内部缝隙明显减少,结构越来越致密,抗压强度和软化系数提高,孔隙率降低。应用该固化剂对武汉某污水处理厂脱水污泥进行固化,并对湖北宜昌某污水处理厂脱水污泥进行原位固化稳定化处置中试试验。结果表明:经固化处置后的污泥固化体可达到污泥入场填埋标准,而且增容比、耐水性和重金属浸出特性均优于P.O425水泥。通过SEM可知,污泥固化体中水化产物主要为AFt和C-S-H,随着龄期延长,AFt形成的结构网和C-S-H凝胶之间的交叉组合和密集共生使污泥固化体内部呈现网架结构,同时污泥颗粒和未反应的锰尾矿渣作为细骨料填充于空隙中,改变了污泥的疏松结构,使污泥固化体形成一个结构致密的整体,提高了污泥的强度和耐水性,改善了污泥的浸出特性,而且与P.O425水泥相比,该固化剂每吨可节约成本约180元,工程应用前景巨大。