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来自电解锰生产过程的锰渣堆积如山,存在于锰渣中的化学成分复杂多样。其中,氨氮和锰离子含量较高,对环境带来严重危害。为了降低氨氮对生态环境带来的影响,寻找合适的氨氮处理方法势在必行。本文主要研究了电场作用对电解锰渣理化特性的影响,采用电化学法、电化学法联合锰离子固化法、CO2固化锰与回收氨氮法实现了氨氮的去除。并通过X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪、扫描电镜、原子吸收仪、比表面仪、电化学工作站、可见分光光度计等检测仪器,分析了电解锰渣处理前后的结构、成分及其反应机理。实验过程主要内容结论如下:(1)研究电场作用对电解锰渣理化特性的影响可知,电场作用后,锰渣颗粒增大,渗透性改善,渣中Fe、Mn、Mg的含量有所下降,含有氨氮、锰离子的不溶性盐转变为可溶性盐。(2)研究了电化学氧化电解锰渣中氨氮的工艺条件及氧化机理。以Ti/RuO2-TiO2-IrO2-SnO2(DSA)作为阳极板,在氯离子浓度为200 mg/L、电压强度为20 V、固液比为1:20(质量比)、pH值为10的最佳实验条件下,氨氮去除率达到98.57%。在电化学氧化过程中,氯离子被氧化形成中间产物—活性氯,氨氮与活性氯作用形成主要的氧化产物—氮气和硝氮。(3)通过研究锰渣中共存离子对氨氮去除的影响发现,锰离子对电化学氧化去除氨氮有抑制作用。因此,考察了不同固化剂对固化锰离子的影响。通过对比生石灰、磷酸钠、硅酸钠、碳酸钠的固化效果得到,碳酸钠具有锰离子固化率高、氨氮脱除率低的特点。当碳酸钠:渣的质量比为0.05时,锰离子固化率可达到99.12%。锰渣中成分与碳酸钠反应主要生成物为碳酸锰、碳酸镁、碳酸钙。固化锰离子后,电化学氧化锰渣浆液中的氨氮,其降解率可达到97.14%。(4)研究了二氧化碳固化锰离子、回收氨氮的反应条件和反应机理。在二氧化碳通入速率为60 mL/min,氧化钙添加量为6 g,搅拌速率为30 r/min的最佳反应条件下,反应15 min后锰离子去除率达到99.43%,氨氮的脱除率达到99.32%。锰渣浆液中的锰离子存在形态为Mn(OH)2,Mn3O4,MnCO3,氨气可与二氧化碳在水溶液中形成碳酸钠/碳酸氢钠。