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电解锰阳极泥(Electrolytic manganese anode slime,EMAS)是电解生产金属锰时产生于阳极室的一种固体废弃物,其含大量锰及其它有价元素。随着我国电解金属锰产业的快速发展,电解锰阳极泥无害化处理以及高效资源化利用等问题也日益突出。据现今冶炼技术,每生产1 t电解金属锰会产生50150 kg的电解锰阳极泥。因经济与技术的原因,企业对其处理方式依旧为除少数作为添加剂应用于炼钢用外,绝大部分仍作为固体废弃物被堆存或廉价销售,其附加值不高。故对电解锰阳极泥的高效资源化利用研究不仅可以降低环境污染,也是推动行业发展的有效途径。本文针对重庆秀山某电解金属锰厂的电解锰阳极泥,首先利用多种物理、化学分析手段对其基本理化性质进行分析,随后采用高温焙烧工艺对电解锰阳极泥中的MnO2进行晶型调控,并使用酸洗除杂,研究MnO2晶型、晶体形貌、孔径分布、化学组成等对放电性能的影响,得到实验结论如下:本文所使用的电解锰阳极泥为灰黑色、泥糊状的颗粒物质。其中包括Mn、Pb、Se及Fe、Mg、S等元素,其中总Mn含量为46.76 wt%、Pb含量为6.55 wt%、Se含量为0.28 wt%。在电解锰阳极泥中MnO2晶型调控提高其放电性能的研究中,优化了焙烧温度以及焙烧时间,确定400℃作为MnO2晶型调控的最佳温度及相应的实验条件。探究酸洗除杂提高其放电性能的实验中,探究了酸洗液固比、酸洗温度、硫酸浓度、酸洗时间等实验条件。由优化实验结果得知,电解锰阳极泥中MnO2晶型调控与酸洗除杂活化的反应条件:在400℃条件下焙烧1 h,再经过1 mol·L-1的硫酸溶液以液固比为8及反应温度为25℃(常温)的条件下反应0.5 h。经过MnO2晶型调控与酸洗除杂后的电解锰阳极泥中的MnO2颗粒分布均匀,有较规则的晶体形貌,晶体间隙明显减小,比表面积由33.11 m2·g-1增加至93.53 m2·g-1,微孔孔容由0.0129cm3·g-1增加到0.0362 cm3·g-1,其组装成模拟碱锰电池后,其比容量达到249.65mAh·g-1。在实验过程中,采用XRD、BET、XRF及SEM等分析方法对电解锰阳极泥中MnO2晶型调控及酸洗前后的物相组成、孔径分布、化学组成与表面形貌等进行了对比分析。研究确定:电解锰阳极泥中MnO2经晶型调控后,其中的γ-MnO2、δ-MnO2晶型转变为α-MnO2晶型。α-MnO2晶型的存在使得电解锰阳极泥掺杂于碱锰电池正极材料时,碱锰电池的放电性能得到提高。同时,使用硫酸溶液对电解锰阳极泥中的非导电类氧化物及部分阳离子进行溶解后,纯化后的电解锰阳极泥能够改善其作为碱锰电池正极活性材料的放电性能,从而实现电解锰阳极泥的无害化处理及高效资源化利用。