电解锰渣中Mn^(2+)的固化及动力学研究

摘要

电解锰渣(EMR)中大量可溶性锰会带来严重的环境问题,需要对其进行固化处理。本文利用CaO固化电解锰渣中Mn^(2+)及其动力学机制,系统考察了CaO添加量、液固比、温度和反应时间对Mn^(2+)固化率的影响。通过XRD、SEM-EDS对原EMR和预处理EMR的物相组成、表面形貌检测分析,探讨固化反应机理。结果表明,在CaO与EMR质量比6∶100、液固比4∶1、温度55℃、反应时间150 min条件下,Mn^(2+)固化率为99.72%。机理研究表明,电解锰渣中Mn^(2+)以MnO2和MnOOH的形式固化。动力学分析结果表明,氧化钙固化Mn^(2+)过程受化学反应和残留固体膜层扩散混合控制,反应表观活化能为11.7135 kJ/mol。本研究提供了一种简单有效的改性锰渣方法,可用于指导锰渣可持续利用。