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“无锰不成钢”，锰在国民经济中具有重要的战略意义。电解锰行业是我国特色优势战略性资源行业，我国电解锰产量占世界产量98％以上，是世界最大的电解锰生产国和消费国。电解锰行业快速发展的同时，带来了严重的环境问题，尤其电解锰废渣（锰渣）是该行业最大、最危险的污染源。 锰渣产生的严重环境问题主要由于:(1)锰污染物含量高，锰质量分数为2％～3％;(2)锰易转移，水溶态锰含量占总锰85％以上;(3)锰浓度高，锰渣渗滤液锰浓度超地表水标准数万倍;(4)堆存量巨大;(5)活性低;(6)颗粒细，水分高，粘性大，难分散。 针对锰渣在堆存过程中存在的环境污染问题，本文提出了“以锰渣化学稳定化处理为核心，末端资源化利用”的解决思路。由于水泥固化的稳定化处理方法存在增容量大、固化体抗渗性差、成本高等问题，本文采用化学药剂稳定化处理的方法，围绕“筛选+评价+利用”思路解决锰渣污染问题。筛选稳定剂的种类包括碱性物质、磷酸盐、碳酸盐、硅酸盐和硫化物，通过批处理实验初步确定稳定剂配方，稳定剂评价方法除批处理方法，还包括固锰体系长期稳定性研究、稳定剂固锰体系的加速老化研究，最后对稳定剂处理后锰渣进行资源化利用，取得了以下主要结论: (1)通过批处理实验得到两种固锰稳定剂配方，一种以CaO为主的稳定剂:CaO_9％+CaCO3_5％、CaO_9％+NaHCO3_5％、CaO_9％+Na3PO4_5％，另一种以轻质MgO为主的稳定剂:单独投加轻质MgO或者再分别搭配CaCO3、 NaHCO3和Na2CO3，可以实现酸性浸出条件下锰释放量低于100 mg/kg、水浸出液的pH值在6～9范围内。 (2)对处理前后锰价态变化、化学形态分析和矿物组分分析表明，CaO+NaHCO3/Na3PO4固锰机理为沉淀和氧化，CaO+CaCO3固锰机理为沉淀、吸附和氧化，CaCO3对Mn2+产生化学吸附，为Mn2+氧化反应提供反应位点，促进Mn2+的氧化。NaHCO3、CaCO3和Na3PO4的加入能够促进形成锰沉淀，有利于Mn2+向Mn4+转化，促进水溶态锰和酸溶态锰向中等强度还原态锰转变。以轻质MgO为主的稳定剂的固锰机理是吸附、沉淀和氧化。 (3)CaO稳定剂固锰过程中存在实际投加量远超过理论投加量的问题，通过对CaO在锰渣体系中界面行为研究，借助电子探针等微观测试手段发现，CaO在锰渣体系中被包裹的现象，主要原因是锰渣中高浓度硫酸盐与CaO反应生成CaSO4，覆盖于CaO表面，限制了CaO水化，从而降低单位质量固锰效率。 (4)对稳定剂处理锰渣后固锰体系的长期稳定性研究表明，以CaO为主的稳定剂CaO_9％+Na3PO4_5％和CaO_9％+CaCO3_5％的固锰体系有良好的长期稳定性，因为在该稳定剂条件下锰转变为地质条件下稳定的含锰矿物，如软锰矿(MnO2)。轻质MgO_10％虽然固锰高效，但是其固锰体系的长期稳定性较差，若引入CaCO3_5％可改善固锰体系的长期稳定性，这是因为CaCO3有助于形成中等强度还原态锰，表现在形成多种含锰镁矿物，如直锰辉石(MgMnSi2O6)、硅酸锰镁(MgMn(SiO3)2)和氧化锰镁(MgMn2O4)。 (5)对以CaO为主和轻质MgO为主的稳定剂固锰体系的老化研究表明，加速碳化会导致稳定剂固锰体系的老化，表现在碳化后锰释放量增加。两种固锰体系老化机理相同:碳化后固锰体系的pH值降低，一方面，部分锰沉淀溶解，另一方面，使得高价态锰容易被还原，表现在固锰体系中的黑锰矿(Mn3O4)、斜方锰矿(MnO2)碳化后转变为菱锰矿(MnCO3)。碳化使镁的移动性增强，原先稳定的硅酸镁转变为稳定性较差的碱式碳酸镁或易溶的镁盐，从而导致锰的释放。对老化控制研究表明，在CaO固锰体系中引入Na3PO4能有效抑制固锰体系的老化。 (6)对CaO稳定剂处理后的锰渣进行资源化实验——锰渣制备蒸压砖，并得到了工业化应用。较优的原料配比为锰渣30～40％、水泥9％、细砂41～54％、石硝5～10％;最佳工艺参数为轮碾6～8 min、成型压力15～20MPa。在这些条件下，生产出的蒸压砖强度达到GB11945-1999 MU15要求，浸出毒性检测满足GB5085.3-2007限值要求。