含錳廢渣的氧化—活化再生回用工藝研究.pdf

1、紫蘇醛生產(chǎn)過程中常采用二氧化錳作為氧化劑，生產(chǎn)過程中往往產(chǎn)生大量的含錳廢渣，其主要成分為未被還原的二氧化錳及低價(jià)態(tài)的錳氧化物(其中以一氧化錳為主)。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)廠家都把含錳廢渣作為有害的工業(yè)廢渣來處理，如填埋、堆積或拋棄等，造成了巨大的環(huán)境壓力。本文以湖南某香精香料廠生產(chǎn)紫蘇醛過程中產(chǎn)生的含錳廢渣為原料回收生產(chǎn)活性二氧化錳，并將該活性二氧化錳回用于紫蘇醇氧化生產(chǎn)紫蘇醛的過程中，從而實(shí)現(xiàn)二氧化錳的循環(huán)利用。該方法不僅提高了錳資源的綜

2、合利用率，而且從根本上解決了生產(chǎn)過程中廢渣難以處理的問題。
　　本文分析了含錳廢渣的成分含量，其中二氧化錳的含量約為49.68%，一氧化錳的含量約為41.72%。研究了回收生產(chǎn)二氧化錳的最佳方法。首先采用酸洗法、碳酸錳熱解法、雙氧水氧化法、氯酸鈉氧化法及高錳酸鉀氧化法五種單一方法生產(chǎn)二氧化錳，然后采用氯酸鈉氧化+酸洗、氯酸鈉氧化+高錳酸鉀活化的復(fù)合方法制備二氧化錳，通過綜合比較各種方法所得二氧化錳的產(chǎn)率、氧化性能及工藝方法的經(jīng)濟(jì)性

3、，確定回收生產(chǎn)二氧化錳的最佳方法為氯酸鈉氧化+高錳酸鉀活化法。
　　在回收生產(chǎn)二氧化錳的工藝研究中，通過單因素實(shí)驗(yàn)以及正交實(shí)驗(yàn)確定初級(jí)二氧化錳回收的最佳工藝條件為：反應(yīng)時(shí)間為5h，反應(yīng)溫度為85℃，氯酸鈉用量為理論量的130%，硫酸摩爾濃度為1.5 mol/L。采用高錳酸鉀對(duì)初級(jí)二氧化錳進(jìn)行精制-活化的過程中，發(fā)現(xiàn)升高反應(yīng)溫度可提高活化反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)到達(dá)終點(diǎn)的時(shí)間，但對(duì)活性二氧化錳的產(chǎn)率沒有明顯影響。
　　采用初級(jí)二氧化

4、錳、活性二氧化錳以及電解二氧化錳(原生產(chǎn)工藝氧化劑)在相同條件下氧化紫蘇醇制備紫蘇醛，初級(jí)二氧化錳的氧化能力最差，紫蘇醛的產(chǎn)率僅為14.9%，采用活性二氧化錳作氧化劑時(shí)紫蘇醛的產(chǎn)率達(dá)到了52.8%，與使用電解二氧化錳的紫蘇醛時(shí)的產(chǎn)率53.1%相當(dāng)。采用電鏡掃描及X射線衍射對(duì)上述三種二氧化錳的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，與初級(jí)二氧化錳相比，經(jīng)活化后的二氧化錳顆粒較小，表面孔隙率較大，說明活性二氧化錳具有更優(yōu)的氧化性能。X射線衍射分析結(jié)果表

5、明，三種二氧化錳都存在α、β、γ、ε四種晶型，且均以β和ε兩種晶型居多，經(jīng)活化后的二氧化錳α晶型有減少的趨勢(shì)。
　　通過對(duì)回收生產(chǎn)二氧化錳工藝的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)價(jià)得知，利用含錳工藝廢渣再生活性二氧化錳的成本不足5000元/噸，低于原材料電解二氧化錳的價(jià)格(11600元/噸)。說明采用氯酸鈉氧化+高錳酸鉀活化工藝回收制備活性二氧化錳在經(jīng)濟(jì)上是可行的。
　　在二氧化錳的循環(huán)利用中，通過單因素實(shí)驗(yàn)及正交實(shí)驗(yàn)確定了利用回收所得活性二氧化