作为重要的冶金、化工材料,金属锰在国民经济中具有十分重要的地位,目前主要通过电解法制得。电解锰渣是电解金属锰产业的主要固体废物,含有较高浓度可溶性锰,处理不当既污染环境又造成资源的浪费。同时,电解锰生产过程中会产生大量二氧化碳,如何减少二氧化碳的排放也是一个重要问题。本课题以广西某电解锰公司电解锰渣为研究对象,对其基本性质及水洗条件进行了研究。以回收电解锰渣中可溶性锰为目的,模拟了工业低浓度二氧化碳(体积分数约12%)回收可溶性锰的工艺流程,设计了工程方案,为可能的工业应用提供了基础。本论文采用XRF、SEM-EDX等分析方法对电解锰渣的化学组成、表面形貌等进行分析,实验结果表明电解锰渣成分很复杂,渣粒大小不均,呈疏松状,主要成分为二氧化硅和氧化钙、三氧化二铁等金属氧化物,锰含量较高,其中Mn2+占4.88%,其他重金属如Cu、Zn、Pb、Ni等含量较低。本研究通过模拟低浓度(体积分数12%)的二氧化碳与溶液中的锰离子反应生成碳酸锰沉淀,反映了工业生产过程中产生的二氧化碳对电解锰渣中可溶性锰的回收效果。电解锰渣水洗液初始pH是二氧化碳回收可溶性锰的主要控制因子,随着pH值的增大,可溶性锰的回收率逐渐升高,pH值达到9.5后,可溶性锰的回收率逐渐趋近平衡,回收率达到98%以上。实验考察范围内,二氧化碳浓度、流量、搅拌速率对回收率影响不大。本文研究了二氧化碳回收可溶性锰的动力学,分析了其控制步骤。实验结果表明:沉淀动力学反应级数为2.44,反应的表观活化能为109.84KJ/mol;结晶动力学研究发现,转化率随着温度的提高而提高,说明提高温度能促进锰的沉淀,促进晶核的生成。晶核形成阶段和晶体生长阶段的表观反应速率常数均随着反应温度的提高而逐渐增大,但晶体生长过程的表观速率常数比成核过程的表观速率常数要大,说明碳酸锰晶体成核相对要困难一些。因此,成核过程是反应的控制步骤。为使回收后水洗液达标排放,本文采用三氯化铁对回收后低浓度含锰废水进行处理。实验研究结果表明,pH是三氯化铁除锰的主要控制因子,反应得到的沉淀物中锰主要以氧化物的形式存在。最后以这些研究结果为基础,提出了针对大兴锰矿的1000m3/d的工业应用设计方案。