鄢永庚，王躍虎，趙 健，林小莉，陳夢瑜，郭文珮，劉 婷，劉 璇

(1.貴州大學資源與環(huán)境工程學院，貴州 貴陽 550025；2.喀斯特地質資源與環(huán)境教育部重點實驗室，貴州 貴陽 550025；3.貴州喀斯特環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)教育部野外科學觀測研究站，貴州 貴陽 550025)

0 引 言

電解金屬錳(EMM)是一種關鍵性基礎材料，廣泛應用于冶金、航天、化工等領域，尤其是鐵合金領域，其對電解金屬錳的消耗超過總量的90%[1]，可以說沒有電解金屬錳，就沒有鋼鐵，電解金屬錳的重要性不言而喻。

電解錳渣(EMR)是電解金屬錳生產過程中的碳酸錳礦粉酸浸壓濾后得到的濾渣，內含大量重金屬錳、氨氮以及其他有毒有害物質，尤其是砷和汞的含量分別達到了3 819 mg/kg和3 213 mg/kg[2]。我國是世界兩大主要電解錳渣生產國之一，目前我國電解錳渣產量已占世界總產量的98%以上，年產量達150萬t[3]，主要集中在湖南省、貴州省以及重慶市等“錳三角”區(qū)域。

但由于技術以及經濟可行性，我國的電解錳渣資源化利用率不到7%，大部分企業(yè)在處理時仍采用干式露天堆存[4]，不僅占用土地，而且造成嚴重的環(huán)境污染、資源浪費和生產隱患。填埋場一旦發(fā)生潰壩，還會對周圍的農田土地造成嚴重污染。此外，電解錳渣中的氨氮和重金屬離子如長期受降水淋浸作用，極易形成含有有毒有害物質的滲濾液，滲入土壤造成重金屬污染，流入水體中造成水體富營養(yǎng)化，甚至通過生物富集作用進入人體，影響人類生命安全。實現電解錳渣的無害化、資源化處理已成為國家實現可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略迫在眉睫的難題。因此，本文通過對電解錳渣的多種無害化、資源化處理處置方式進行綜合評述，嘗試探究其未來發(fā)展方向。

1 數據來源與方法

本文研究數據來源于Web of Science(WoS)文獻檢索平臺的Core Collection數據庫，使用高級檢索，確定檢索格式為TS=(“manganese residue”)。為保證選用文獻的合理性，經過篩選、去重后得到2008—2021年間可利用文獻113篇(檢索日期為2021年10月27日)，并借助CiteSpace軟件對文獻格式進行導出，最終所得即是本文數據庫。

本文研究借助于知識圖譜法以及文獻計量法，采用信息可視化軟件CiteSpace對電解錳渣相關處理處置的文獻研究進行量化和可視化分析，研究其發(fā)展前沿、知識熱點以及未來發(fā)展趨勢。

2 結果分析

2.1 發(fā)文數量分析

圖1為2008—2021年關于電解錳渣處理處置研究內容的發(fā)文情況。由圖1可知，電解錳渣相關研究發(fā)文量總體發(fā)展迅猛，從2008年的僅1篇增長到2020年的23篇，說明電解錳渣相關問題越來越受重視；此外，發(fā)文量存在波動，2018年以前發(fā)文量較少，而在2018年以后迎來爆發(fā)式增長。

圖1 2008—2021年電解錳渣處理處置研究內容發(fā)文情況Fig.1 Distribution of research contents on treatment and disposal of electrolytic manganese slag from 2008 to 2021

2.2 核心發(fā)文作者與合作強度分析

圖2為作者共現知識圖譜，展現了核心發(fā)文作者與合作強度的關系。在圖2中，字體以及節(jié)點的大小與發(fā)文量多少有關，連線疏密與作者之間合作的緊密程度有關。由圖2可知，電解錳渣處理處置研究領域并未建立核心網絡雛形，作者之間的合作也不緊密；作者大多傾向于構建穩(wěn)定的合作團隊，通常以一人或者兩人為核心作者；再結合圖1可知，發(fā)文時間大多為2017—2021年，進一步說明電解錳渣相關領域的研究是一個再次被重視領域。

圖2 作者共現知識圖譜Fig.2 Author co-presents knowledge map

2.3 核心發(fā)文機構與合作強度分析

圖3為機構共現知識圖譜，展現了核心發(fā)文機構與合作強度的關系。在圖3中，字體以及節(jié)點的大小與發(fā)文量多少有關，連線疏密與機構之間合作的緊密程度有關。機構發(fā)表論文情況見表1。由圖3和表1可知，發(fā)文量最多的機構依次是Chongqing Univ(重慶大學)、Cent S Univ(中南大學)以及South Cent Univ Nationalities(中南民族大學)，發(fā)文量分別為29篇、17篇和15篇。由此可知，高校是電解錳渣相關研究機構中的主力軍，其中以Chongqing Uni(重慶大學)為此研究領域的領軍者。同時可以看出，在此領域進行研究的高校全部為我國國內的高校，說明我國在這一研究領域處于領先地位，進一步分析可以發(fā)現這些高?；旧隙嘉挥谖覈i礦資源的主要分布區(qū)，說明這些研究是以工業(yè)應用推動為主要力量。

圖3 機構共現知識圖譜Fig.3 Organization co-occurence knowledge map

表1 機構發(fā)文量統(tǒng)計表Table 1 Statistical table of agency publications

2.4 關鍵詞爆發(fā)

表2對關鍵詞突現情況進行了統(tǒng)計。在表2中，細線代表時間間隔，粗線代表關鍵字爆發(fā)的時間，而關鍵詞突現值則代表關鍵詞的突現強度，反映出電解錳渣相關研究領域的研究趨勢和前沿。通過分析表2可以得出以下內容。

表2 關鍵詞突現統(tǒng)計表Table 2 Statistics of keywords emergent

1) 2008—2016年是電解錳渣相關研究領域的摸索期。從該階段關鍵詞Battery(蓄電池)、Ore(礦石)、Mechanism(機制)、Dioxide(二氧化物)和Industry(工業(yè)化)可知，電解錳渣相關研究集中于成分特性研究以及初級處理處置。

2) 2016—2021年電解錳渣相關研究進入新階段。 該階段研究主題明確，如2016—2017年的研究集中于Industry(工業(yè)化)，2017—2018年的研究集中于Immobilization(固化)，2018—2019年的研究集中于Sludge(污泥)，近兩年的研究則集中于Fly ash(飛灰)以及Phosphate(磷酸鹽)。學者們致力于開發(fā)新的處理方式，在現有處理方式的基礎上進行改革以及創(chuàng)新，相關研究深度隨之提高，發(fā)文量迎來了增長。

3) 在電解錳渣相關領域的研究中，突現了持續(xù)到2021年的關鍵詞有Fly ash(飛灰)以及Phosphate(磷酸鹽)，可能是由于電解錳渣相關研究領域中飛灰和磷酸鹽問題是持續(xù)的研究熱點，這反應了電解錳工業(yè)中的環(huán)境問題，同時也是由于錳資源和磷資源的高度共存引起的，因此對飛灰問題和磷錳的協(xié)同處置問題在未來應該得到持續(xù)的關注，是該領域的發(fā)展方向和創(chuàng)新方向。

2.5 關鍵詞聚類分析

圖4為關鍵詞共現圖譜。在圖4中，節(jié)點代表關鍵詞，每個節(jié)點的大小對應關鍵字的共現頻率。表3展示了高頻關鍵詞情況。通過分析圖4和表3可知，目前主流研究方向是電解錳渣的資源化和無害化，這也是該領域未來的發(fā)展趨勢。由表3可知，出現頻率最多的關鍵詞是Electrolytic Manganese Residue(電解錳渣)、Removal(去除)、Heavy Metal(重金屬)、Ammonia Nitrogen(氨氮)、Recovery(修復)、Solidification/Stabilization(固化/穩(wěn)定化)和Extraction(提取)，出現次數分別是59次、25次、24次、19次、18次、16次和15次。對應圖4可以看出，它們的節(jié)點較大。即便是稍次之的關鍵詞Autoclaved Brick(蒸壓磚，12次)、Adsorption(吸附，12次)，也與無害化和資源化這兩個主流研究方向有關。

表3 高頻關鍵詞統(tǒng)計表Table 3 Statistical table of high frequency keywords

圖4 關鍵詞共現圖譜Fig.4 Keywords co-occurrence knowledge map

圖5為關鍵詞聚類圖譜。 設置網絡密度為0.021 8，Q值=0.794(Q值>0.3時，聚類結構就是顯著的)與S值=0.924(S值>0.7時，就可認為聚類是令人信服的)。 由此可知，聚類五大主題依次是manganese carbonate(碳酸錳)、adsorption(吸收)、mechanism(機制)、industry solid waste(工業(yè)固體廢物)和ammonia nitrogen(氨氮)，進一步說明學者們的研究方向集中于處理電解錳渣中的重金屬以及氨氮等污染物，趨向于電解錳渣的資源化以及無害化利用。

圖5 關鍵詞聚類圖譜Fig.5 Keywords cluster map

3 電解錳渣處理處置方式

3.1 資源化

3.1.1 提取有價物質

電解錳渣中殘留一定量的錳、硅以及氨氮等，具有綜合回收利用的價值。

1) 浸取錳和氨氮。由于在電解金屬錳生產過程中，壓濾與提取環(huán)節(jié)的技術限制，致使部分可溶性錳以MnSO4的形式留存于電解錳渣中，留存量占電解金屬錳總量的8%～9%[5]。同樣，生產過程中投加的氨水以及硫酸銨也不能被完全利用，致使電解錳渣中留存了原投加量40%～50%的氨氮。因此，回收電解錳渣中的錳與氨氮具有可行性[6]。

回收電解錳渣中的錳與氨氮的方法有三種：水洗沉淀、酸性浸出和生物法。如LI等[7]采用酸性浸出法，以超聲波為輔助，以硫酸-鹽酸混合物為溶劑，從電解錳渣中提取錳，最終錳的浸出效率可達到90%。近年來不少學者也在對提取方法進行改良。如TIAN等[8]采用碳酸鹽沉淀法以及鳥糞石沉淀法，在外加電場和H2O2的輔助下從電解錳渣浸出，液中回收錳與氨氮，研究得出控制最佳條件為：電流密度35 mA/cm2、時間120 min、溫度40 ℃、料液比1∶5、H2O2投加量3.33 wt%、H2SO4投加量9.15 wt%，在此條件下錳的浸出率可達88.07%，氨氮的浸出率可達91.50%。XIN等[9]利用生物浸出法在硫氧化細菌與黃鐵礦浸出菌的串聯(lián)浸出作用下從電解錳渣中提取錳，研究得出控制最佳條件為：時間9 d、4.0 g/L硫與4.0 g/L黃鐵礦，在此條件下錳的浸出率可達到98.1%。LAN等[10]選取從電解錳渣中分離出的細菌(Y1)，并以廢蜜餞為唯一碳源培養(yǎng)8 d后，再利用生物浸出法，最終錳的浸出率可達到85%～98%，氨氮的浸出率可達到95%～99%。

水洗沉淀法與酸性浸出法的優(yōu)點是提取效率極高，但是缺點明顯，其工藝復雜、耗水量大，甚至可能導致二次污染。相對而言，生物浸出法是一種環(huán)境友好提取技術，但缺點是浸出效率過低，導致反應時間過長，而且菌種選育條件過于苛刻。未來生物浸出法的研究重心應集中在為其選育能夠高效率提取錳與氨氮的細菌方面。

2) 其他有價物質。電解錳渣也是一種高硅含量的工業(yè)固體廢物。LYU等[11]利用微生物-礦物直接接觸法和間接接觸法研究黏菌芽孢桿菌(BM)和循環(huán)芽孢桿菌(BC)混合培養(yǎng)對電解錳渣中硅的活化作用，結果表明，直接接觸法優(yōu)于間接接觸法，且浸出液中有效硅含量可達163.27 mg/L，為電解錳渣的資源化處理開拓了新的研究方向。

從電解錳渣中提取硅等有價物質的優(yōu)點是能夠回收一部分有價值的元素，在一定程度上緩解資源危機，但是由于其技術不成熟，效率遠不如直接對礦產資源進行利用。綜合而言，提取電解錳渣中的有價物質能夠在一定程度上緩解資源消耗的現狀，但是由于生產過程中面臨的技術問題，以及末端處理帶來環(huán)境污染等問題致使其經濟成本過高，難以推廣應用?？紤]到實際應用中的經濟效益，未來發(fā)展的趨勢可能更趨向于從電解錳渣中提取錳與氨氮，尤其是利用生物浸取法這種環(huán)境友好型的方法。

3.1.2 建筑材料

1) 水泥行業(yè)。由于電解錳渣中含有大量CaSO4·2H2O，所以可以部分代替天然石膏投入水泥生產中，主要應用方向有兩個：一是作為水泥摻合料；二是作為水泥緩凝劑。 如WANG等[12]將電解錳渣作為激發(fā)劑混合磨粒高爐礦渣(GGBS)制備EMR-GGBS水泥。試驗測試表明，該EMR-GGBS水泥的初凝時間和終凝時間分別為180 min和330 min，符合此類水泥一般應用標準，但電解錳渣摻入量不高。HOU等[13]在約1 200 ℃下利用焙燒法，以電解錳渣、石灰石和高嶺土作為原材料制備準磺胺鋁酸鹽水泥膠凝材料。結果表明，這種膠凝材料的早期堿度和長期堿度均優(yōu)于OPC漿料；此外，混合10%～40%的電解錳渣制備的準磺胺鋁酸鹽水泥膠凝材料在56 d時便可以獲得35～65 MPa的抗壓強度。由于大量的電解錳渣摻入，有大規(guī)模資源化電解錳渣的潛力。LAN等[14]進一步優(yōu)化，利用電解錳渣制備水泥膠凝材料，測試結果表明這種水凝膠凝材料的無側限抗壓強度為18.85 MPa，錳與氨氮的穩(wěn)定性都在95%以上，且滲濾液中的重金屬濃度符合《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)的指標，進一步優(yōu)化并解決了電解錳渣中錳與氨氮滲出的問題。但作為水泥摻合料時缺點十分明顯，過多的摻入量會影響水泥性能指標，一般實際生產中摻入量不高于5%。作為水泥緩凝劑時，優(yōu)點明顯，能減緩水泥初凝時間，利于施工，且消耗量大。綜合比較，未來的發(fā)展趨勢可能更偏向于用作水泥緩凝劑。

2) 混凝土。YANG等[15]利用電解錳渣作為填料制作新型硫混凝土，經實驗測試其具有良好的機械性能和優(yōu)異的環(huán)境耐久性，且浸出液中的重金屬離子濃度均符合《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)的標準值，為利用電解錳渣制作混凝土材料確立了技術適用性，這一技術優(yōu)點明顯，對于電解錳渣的消耗量大。

3) 路基材料。電解錳渣是典型的?；牧?，顆粒較細，適合用作路基材料。ZHANG等[16]將赤泥、硬質合金礦渣和高爐爐渣作為穩(wěn)定/凝固劑，加入到電解錳渣中制備道路基材料，并經過7 d測試，其無側限抗壓強度為6.1 MPa，Al/Si比為0.48，符合高速公路路基材料標準。這一技術優(yōu)點明顯，對于電解錳渣的消耗量大，對于錳等重金屬離子固化效果好。

4) 陶瓷材料。 電解錳渣中含有大量SiO2、Al2O3與Fe2O3等，也可作為多孔陶瓷的骨料。WU等[17]利用成孔法，以電解錳渣和多種添加劑為原材料制備多孔陶瓷，在控制20%的碳粉添加量、7.5%白云石添加量、5%高嶺土添加量的條件下，成功制備出了表觀孔隙率高(69.70%)、抗壓強度高(6.97 MPa)、酸堿穩(wěn)定性好的陶瓷，這是一種有價值的非危險性材料，具有廣闊的應用前景。ZHAN等[18]利用電解錳渣、FA、水洗FA(WFA)和煤粉煤灰(CFA)制備輕質MFCE陶粒，以34.5% EMR、24.1% CFA、20.7% FA和20.7% WFA的最佳配比，在1 160 ℃溫度下，以10 ℃/min的速率升溫燒結12 min，所制得的輕質陶粒為800級人工輕質骨料，為電解錳渣生產綠色輕質骨料提供了一種可能性，其中的電解錳渣摻入量達34.5%，具備大規(guī)模處理電解錳渣的潛力，但其面臨的技術瓶頸及經濟瓶頸不容忽視。

5) 免燒磚。電解錳渣種含有大量SiO2、CaO、MgO、Al2O3和Fe2O3等物質，也適合作為墻體材料。ZHOU等[19]利用高壓滅菌工藝，以水泥或石灰做膠凝劑，砂石做骨料，摻入電解錳渣制作免燒磚，成形壓力和蒸汽條件分別為25.0 MPa和1.2 MPa，持續(xù)8 h所制得的免燒磚符合《蒸壓灰砂磚》(GB 11945—1999)要求，且浸出液中的重金屬濃度也符合相應標準，其電解錳渣摻入量可達30%，具有實現電解錳渣的大規(guī)模處理的潛力。WANG等[20]利用電解錳渣制備免燒透水磚，試驗結果表明，其最佳配比的劈裂抗拉強度和滲透系數分別為3.53 MPa和3.2×10-2cm/s，且在浸出實驗中，其重金屬離子濃度低于地下水標準濃度，而且該產品已在中國松桃某地區(qū)小規(guī)模應用于地磚鋪設，初具經濟價值。這一技術生產流程較為簡單，且對于錳渣的消耗量大，但其缺點是所制免燒磚抗壓強度不高，而且單價便宜，難以進行大范圍推廣。

6) 微晶玻璃。 電解錳渣中含有大量SiO2、CaO、MgO、Al2O3和Fe2O3等物質，適合成為CaO-Al2O3-SiO2與MgO-Al2O3-SiO2體系微晶玻璃的理想原料。JIANG[21]利用100%電解錳渣制備微晶玻璃(GC)，在控制最佳實驗條件為結晶溫度1 080 ℃，結晶時間為1～2 h時，可得到孔隙率為1%，收縮率為40%，顯微硬度為400 MPa的微晶玻璃，且溶出實驗表明，GC中的錳離子完全穩(wěn)定。這一材料制備簡單，能耗低且為環(huán)境友好型材料，但作為一種新興材料其仍面臨時間的考驗。

綜合以上電解錳渣在建材行業(yè)資源化利用的途徑，利用電解錳渣制作水泥、混凝土與路基材料更具有實際應用意義，而突破陶粒與微晶玻璃等材料的經濟技術瓶頸，既能大量處理電解錳渣，又是環(huán)境友好型材料是未來的發(fā)展趨勢。

3.1.3 水處理劑

電解錳渣種含有大量SiO2、Al2O3和Fe2O3等，對廢水有一定凈化作用，所以在理論上可制成水處理劑。

1) 沸石型吸附劑。LI等[22]采用氫氧化鈉和NaAlO2兩步法，以電解錳渣為原材料，制備沸石型吸附劑。實驗結果表明，沸石型吸附劑對錳離子以及鎳離子的吸附符合二級吸附動力學，對錳離子和鎳離子的最大吸附量分別可達66.93 mg/g和128.70 mg/g，是一種具有較強吸附能力的廢水重金屬吸附劑。LI等[23]利用水熱法，以碳熱還原電解錳渣(CR-EMR)為原材料，制備沸石方解石(EMANA)，用于除去水溶液中的大環(huán)內酯類抗生素。經實驗測試可知，MANA中起吸附作用的主要是羥基，且6 h合成的EMANA對水溶液中大環(huán)內酯類抗生素吸附性最強。 通過實驗還發(fā)現EMANA比阿奇霉素(AZM)更適合吸附羅紅霉素(ROX)，因為ROX對于羥基有更多的吸附位點。

2) 新型吸附劑。LI等[24]利用EDTA將電解錳渣改性制備為一種新型廉價吸附劑。在控制實驗條件為室溫、初始pH值為7.32時，這種新型吸附劑對二硫代氨基甲酸二乙酯DDTC的最大吸附量可達到133.46 mg/g，且在經過五次循環(huán)試驗后，該材料仍表現出優(yōu)異的性能，說明該材料可以循環(huán)使用，是一種有前景的吸附劑。WU等[25]利用電解錳渣合成亞甲基藍多孔陶瓷吸附劑，用于吸附亞甲基藍溶液。通過動力學、熱力學、等溫線以及反應機理對亞甲基藍多孔陶瓷吸附劑進行分析，最終表明其符合準二級動力學模型與弗氏等溫線模型，是一種可重復使用的、有效的多孔陶瓷型吸附劑，而且該吸附劑制備再生過程具有操作簡單、經濟成本低、環(huán)境友好等特點。

3) 催化劑。LI等[26]利用電解錳渣與多壁碳納米管制備新型催化劑(MT/EMR)，用于去除硫酸根自由基(AOPs)。最終實驗結果表明，多壁碳納米管的摻入大幅度提高了電解錳渣的吸附能力，在60 min內新型催化劑對AOPs的去除率可達90.96%，拓展了綠色制備固廢體基催化劑的新方法，也是電解錳渣資源化利用的新嘗試。LAN等[27]利用EDTA-2 Na/NaOH、超聲蝕刻與水熱反應改性電解錳渣制備新型納米復合催化(N-EMR)，與H2O2一起降解偶氮染料，在6～15 min內的降解率可達99%，遠遠超過許多高級氧化工藝，具有廣闊的發(fā)展前景。

用于制作水處理劑時，沸石型吸附劑與新型吸附劑均具有生產成本相對廉價、效果出眾、對于水中部分新污染物具有吸附作用等優(yōu)點，但是其生產流程均較為復雜，對于電解錳渣處理量不大。而催化劑則是新興的發(fā)展體系，目前雖具有環(huán)境友好與效果出眾等特點，但其體系不成熟，仍需經過時間的考驗。此方面的應用因為對電解錳渣的消耗量不大，因此更重視其功能性，結合新污染物對環(huán)境的影響，能高效處理新污染物的水處理劑更具有未來深入研究的潛力。

3.1.4 活化硅、硅肥

電解錳渣中含有不少植物生長所需的銨根離子、錳離子等營養(yǎng)元素，可用于制作全價肥，進而應用到農業(yè)生產中。如LI等[28]利用電解錳渣中含有大量石英形態(tài)(SiO2)存在的硅的特點，采用機械磨礦與焙燒耦合聯(lián)合活化電解錳渣中的硅，制作可供植物吸收的硅肥。制作硅肥可有效利用電解錳渣中的營養(yǎng)元素，但缺點是大量使用后，其中的硫酸鈣等物質將導致土地板結，不利于農業(yè)生產，且目前沒有研究揭示原因。

3.2 無害化

電解錳渣中含有大量有毒有害物質，尤其是氨氮極易在高溫或者堿性條件下形成氮氣，破壞生態(tài)環(huán)境，因此電解錳渣的另一個處理方向便是無害化。

3.2.1 固化

在電解錳渣中摻入固化基材，使得電解錳渣中的錳與氨氮等有害成分穩(wěn)定下來或包容在惰性固化基材中，從而達到無害化的處理方式稱之為電解錳渣的固化。SHU等[29]利用P-LGMgO、P-CaO和P-MgCa對電解錳渣進行固化穩(wěn)定化實驗。實驗結果表明，在相同穩(wěn)定劑用量下，P-LGMgO的固化穩(wěn)定效果高于P-CaO和P-MgCa。當控制Mg∶P的摩爾比為5∶1，穩(wěn)定劑的用量為12 wt%時，氨氮和錳的穩(wěn)定效率分別達到84.0%和99.9%，且28 d后的浸出液中的重金屬濃度均符合《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)的標準值。SHU等[30]創(chuàng)新性地利用堿性燃燒原料(BRM)固化電解錳渣，最終錳離子以鈣薔薇輝石、錳榍石以及斜方錳礦的形式固定下來，氨氮則以(NH4)2SO4和(NH4)3H(SO4)2的形式被回收，且最終浸出液中的重金屬濃度均符合《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)的標準值。CHEN等[31]開拓了新的固化方向，利用反應性MgO(r-MgO)生物碳化法固化穩(wěn)定電解錳渣，該方法結合了r-MgO凝固技術和微生物技術的優(yōu)勢。 經試驗測試，電解錳渣在12 h內可以達到5.22 MPa。這表明r-MgO的生物碳化對固化電解錳渣是有效的。

經過多年來的研究，固化電解錳渣技術十分成熟且具有經濟可行性，也拓展了微生物方面的研究，但是固化后電解錳渣的堆存問題仍有待研究解決。

3.2.2 錳與氨氮的去除

電解錳渣無害化的另一個方式是將電解錳渣中的有毒有害物質去除，SHU等[32]利用磷酸鹽同時去除電解錳渣中的錳與氨氮，在控制實驗條件N∶P比為1∶1.15和pH值為9.5的條件下，氨和錳的去除效率分別達到95.0%和99.9%。通過在實驗中增加沉淀物回收環(huán)節(jié)，可降低68.5%的經濟成本。SHU等[33]優(yōu)化化學沉淀法并結合化學平衡模型-visual MINTEQ，去除電解錳渣中的錳和氨氮。實驗結果表明，當控制N∶P的摩爾比為1∶1.15，pH值為9.5時，錳和氨氮的去除率分別可達99.9%和96.2%。經濟評價表明，當沉淀價格高于0.295美元/kg時，化學沉淀法可以在工廠應用，具有經濟可行性。SHU等[34]利用洗滌-電解氧化聯(lián)合的方法去除電解錳渣中的錳和氨氮。實驗結果表明，浸出液中的氨氮和錳離子濃度分別為6.79 mg/L和0.05 mg/L，均符合《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)的標準值。 其中，錳離子主要以MnO2、Mn2O3、MnOOH和Mn3O4的形式被去除，氨氮則以氮氣的形式被去除。

這一技術經濟成本低廉，對電解錳渣中易溶解的氨氮去除率高，但溶解度低的氨氮復鹽仍然殘留在固體中，且如果過程中產生的浸出液處理不慎，容易造成二次污染。因此，在保持高效去除其他有害物質的同時也能去除其中溶解度低的氨氮是值得未來深入研究的方向。

4 結論及展望

近年來，電解錳渣堆存量屢創(chuàng)新高，由此造成的環(huán)境污染事故也逐年增加。國內外學者均對電解錳渣相關問題進行了研究，并結合新時代“以廢治廢”等環(huán)保理念，拓寬了電解錳渣處理處置的研究領域。但無論是結合微生物減少二次污染以及后續(xù)處理成本，還是應用于各類化工處理材料創(chuàng)造新價值，這一切都囊括在無害化以及資源化這兩方面。目前的研究雖進展喜人，但也存在諸多不容回避的問題。受制于技術不成熟易、成本難控制、市場不認可、政策上缺乏引導等諸多因素，鮮有能夠實現規(guī)模化工業(yè)應用的技術。此外，也仍有諸多必須要攻克的難關，諸如難溶性氨氮復鹽留存、硅肥應用中硫酸鈣潛在危害、有價物質提取效益過低等問題。再結合國內環(huán)保政策導向以及人民環(huán)保意識的逐年提升，未來電解錳渣處理處置行業(yè)發(fā)展必然是以資源化為主導，尤其是建材行業(yè)結合“綠色環(huán)?！崩砟钫Q生的“綠色建材”，在大量消耗電解錳渣存量的同時，附帶綠色環(huán)保特性，并且不產生過重的污染，是理想型建材。