电解锰渣是电解锰生产过程中碳酸锰矿经酸浸、中和、压滤工序后产生的酸性废渣,其中主要污染物是可溶性锰（Mn）和氨氮（NH₄⁺-N）。我国电解锰企业主要采取渣库堆存的方式处置电解锰渣,渣场产生的渗滤液中含有高浓度的Mn²⁺和NH₄⁺-N,严重污染周边环境。目前,电解锰渣的资源化利用技术不够成熟,对企业来说,安全填埋是处置电解锰渣的首选方法。然而电解锰渣的无害化处置是实现电解锰渣安全填埋的前提,电解锰渣无害化处置的关键是Mn的稳定化和NH₄⁺-N的控制。当前电解锰渣无害化处置关注的重点是固定重金属离子,对氨氮处置的研究较少,并且固定重金属离子的方法易造成废渣的pH值升高。鉴于现有的研究在电解锰渣的氨氮去除、重金属离子稳定、处理量、二次污染防止等诸多方面仍存在明显的不足,本文基于CO₂碳化、空气氧化、电化学氧化和电动力富集等新思路,研究电解锰渣中污染物处置的新技术。本文选取重庆秀山某电解锰厂的电解锰渣为研究对象,通过CO₂碳化、电化学氧化、磷酸铵镁沉淀、空气氧化以及电动力富集等手段探索了电解锰渣无害化处置和资源回收的新方法,分析了电解锰渣处置过程的矿物学特征变化、化学反应原理以及动力学机制,并提出了电解锰渣无害化处置的新工艺。主要内容和结论如下:（1）研究电解锰渣的理化特性发现,渣中主要污染是可溶性Mn和NH₄⁺-N,主要以MnSO₄·H₂O、（NH₄）₂SO₄、（NH₄）₂Mn（SO₄）₂·6H₂O、（NH₄）₂Mg（SO₄）₂·6H₂O、CaMn₂O₄等矿物形式存在。Mn和NH₄⁺-N的可浸出量分别占渣重的1.55%和0.55%。（2）比较了碳酸盐和碱性试剂辅助作用下CO₂对电解锰渣中可溶性Mn稳定化的效果及作用机制。Na₂CO₃、NaHCO₃均能够固定可溶性Mn形成球状MnCO₃,Na₂CO₃对Mn的固定效果优于NaHCO₃。另外当Na₂CO₃:渣质量比大于0.4时,电解锰渣中柱状、条状CaSO₄·2H₂O转化为CaCO₃;与NaOH相比,CaO更适合作为CO₂固定Mn的辅助剂。在CaO和CO₂作用下,电解锰渣的矿物相（NH₄）₂Mn（SO₄）₂·6H₂O、MnSO₄·H₂O中的Mn转化为MnCO₃矿物。当CaO:渣质量比为0.05、CO₂流量为0.8 L/min时,20 min后Mn的固定率为99.99%。利用化学平衡原理分析了不同pH值下CO₂固定Mn²⁺的效果,与实验结果吻合。（3）采用Ti/RuO₂-TiO₂-Ir O₂-Sn O₂（DSA）阳极、石墨阴极对CaO作用下CO₂稳定化Mn后的滤液中NH₄⁺-N进行间接电化学去除。发现增加Cl-浓度或初始pH值,NH₄⁺-N去除率和电流效率均增大。增加电流密度有利于提高NH₄⁺-N的去除率,但是不利于提高电流效率。NH₄⁺-N浓度越低,NH₄⁺-N的去除率越高,但是电流效率下降。Mn²⁺对NH₄⁺-N去除的影响较大。采用电化学法除NH₄⁺-N之前,应先去除滤液中的Mn²⁺。探索了NH₄⁺-N去除的反应机制和动力学关系;研究了在CaO作用下CO₂稳定化Mn后的电解锰渣浆液中加入镁源、磷源固定NH₄⁺-N。电解锰渣浆液中NH₄⁺-N与加入的镁源、磷源反应形成磷酸铵镁沉淀。比较了不同镁源、磷源对NH₄⁺-N固定的效果,发现MgCl₂、Na₃PO₄作用下Mg:P:N摩尔比为1.5:1.5:1时,NH₄⁺-N的固定率最大为89.1%。利用Visual MINTEQ软件模拟了电解锰渣浆液中NH₄⁺-N在平衡状态下化学物质的形态、物质的溶解与平衡以及固体的溶解饱和状态等。磷酸铵镁沉淀法固定电解锰渣浆液中NH₄⁺-N后。采用电化学法直接去除滤液中剩余的NH₄⁺-N,取得了较好的效果。该研究证实磷酸铵镁固定+电化学氧化是一种高效的控制电解锰渣中NH₄⁺-N的方法。通过小试实验,提出的CO₂-镁盐、磷酸盐-电氧化工艺处置电解锰渣,可以有效稳定化Mn和控制NH₄⁺-N,避免了污染物进入水体污染环境。（4）研究了空气吹脱回收电解锰渣中NH₄⁺-N和氧化固定Mn的影响条件和化学反应原理。与NaOH比较,CaO适合作为空气吹脱NH₄⁺-N和氧化Mn的碱性辅助剂。增加温度和空气流量均有助于NH₄⁺-N的吹脱回收。增加温度有利于Mn的固定。空气吹脱NH₄⁺-N和H₂SO₄溶液吸收后主要生成了（NH₄）₂SO₄和（NH₄）₃H（SO₄）₂。空气氧化可溶性Mn形成了Mn₃O₄。通过小试实验,提出的空气-镁盐、磷酸盐-电氧化联合处置电解锰渣,能有效稳定化Mn和控制NH₄⁺-N。经计算空气-镁盐、磷酸盐-电氧化工艺的费用低于CO₂-镁盐、磷酸盐-电氧化工艺。建议采用空气-镁盐、磷酸盐-电氧化工艺无害化处理电解锰渣。（5）研究了电动力富集电解锰渣中Mn的效果和反应特征。CO₂辅助电动力处理电解锰渣,CO₂与阴极区的OH-反应形成CO₃^2-,降低了阴极板附近的pH值,且CO₃^2-进一步与迁移到阴极板附近的Mn²⁺反应形成MnCO₃。比较分析,0.1mol/LH₂C2O4溶液为预处理试剂,0.2 L/min CO₂辅助电动力处理电解锰渣48 h后,在阴极板附近Mn的富集量和锰碳酸盐含量均最高,分别为7.5%和4.5%。这与酸性条件下,H₂C2O4还原渣中高价锰氧化物形成Mn²⁺有关。