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態(tài)的錳氧化物(其中以一氧化錳為主)。目前國內(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，通過單因素實驗以及正交實驗確定初級二氧化錳回收的最佳工藝條件為：反應(yīng)時間為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。采用高錳酸鉀對初級二氧化錳進(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)的時間，但對活性二氧化錳的產(chǎn)率沒有明顯影響。
　　采用初級二氧化

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的產(chǎn)率53.1%相當(dāng)。采用電鏡掃描及X射線衍射對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。
　　通過對回收生產(chǎn)二氧化錳工藝的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評價得知，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，通過單因素實驗及正交實驗確定了利用回收所得活性二氧化