含锰废渣的氧化—活化再生回用工艺研究

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1、含锰废渣的氧化．活化再生回用工艺研究摘要紫苏醛生产过程中常采用二氧化锰作为氧化剂，生产过程中往往产生大量的含锰废渣，其主要成分为未被还原的二氧化锰及低价态的锰氧化物(其中以一氧化锰为主)。目前国内大多数生产厂家都把含锰废渣作为有害的工业废渣来处理，如填埋、堆积或抛弃等，造成了巨大的环境压力。本文以湖南某香精香料厂生产紫苏醛过程中产生的含锰废渣为原料回收生产活性二氧化锰，并将该活性二氧化锰回用于紫苏醇氧化生产紫苏醛的过程中，从而实现二氧化锰的循环利用。该方法不仅提高了锰资源的综合利用率，而且从根本上解决了生产过程中废渣难以处理的问题。

2、本文分析了含锰废渣的成分含量，其中二氧化锰的含量约为49．68％，一氧化锰的含量约为41．72％。研究了回收生产二氧化锰的最佳方法。首先采用酸洗法、碳酸锰热解法、双氧水氧化法、氯酸钠氧化法及高锰酸钾氧化法五种单一方法生产二氧化锰，然后采用氯酸钠氧化+酸洗、氯酸钠氧化+高锰酸钾活化的复合方法制备二氧化锰，通过综合比较各种方法所得二氧化锰的产率、氧化性能及工艺方法的经济性，确定回收生产二氧化锰的最佳方法为氯酸钠氧化+高锰酸钾活化法。在回收生产二氧化锰的工艺研究中，通过单因素实验以及正交实验确定初级二氧化锰回收的最佳工艺条件为：反应时间为

3、5h，反应温度为85℃，氯酸钠用量为理论量的l30％，硫酸摩尔浓度为1．5mol／L。采用高锰酸钾对初级二氧化锰进行精制一活化的过程中，发现升高反应温度可提高活化反应速率，缩短反应到达终点的时间，但对活性二氧化锰的产率没有明显影响。采用初级二氧化锰、活性二氧化锰以及电解二氧化锰(原生产工艺氧化剂)在相同条件下氧化紫苏醇制备紫苏醛，初级二氧化锰的氧化能力最差，紫苏醛的产率仅为14．9％，采用活性二氧化锰作氧化剂时紫苏醛的产率达到了52．8％，与使用电解二氧化锰的紫苏醛时的产率53．1％相当。采用电镜扫描及X射线衍射对上述三种二氧化锰的

4、微观结构进行分析。结果显示，与初级二氧化锰相比，经活化后的二氧化锰颗粒较小，表面孔隙率较大，说明活性二氧化锰具有更优的氧化性能。x射线衍射分析结果表明，三种二氧化锰都存在a、p、丫、￡四种晶型，且均以D和￡两种晶型居多，经活化后的二氧化锰if,晶型有减少的趋势。通过对回收生产二氧化锰工艺的经济性进行评价得知，利用含锰工艺废渣再生活性二氧化锰的成本不足5000元／吨，低于原材料电解二氧化锰的价格(11600元／吨)。说明采用氯酸钠氧化+高锰酸钾活化工艺回收制各活性二氧化锰在经济上是可行的。在二氧化锰的循环利用中，通过单因素实验及正交实

5、验确定了利用回收所得活性二氧化锰生产紫苏醛的最佳工艺条件为：采用乙酸乙酯为溶剂，溶剂用量为15mL，紫苏II硕士学位论文醇：Mn02(m／m)=1：4，反应时间为4h，反应温度为85℃。关键词：紫苏醛；含锰废渣：氯酸钠；高锰酸钾；活性二氧化锰；循环利用ⅡI含锰废渣的氧化一活化再生回用工艺研究AbstractAlargeamountofwastesolidofmanganeseoxides，whosemajorconponentsareMn02thathasnotbeenconsumeredandlow—valencemanganes

6、eoxidesofwhichMnOisdominant,isgeneratedinthesynthesisofpefillaldehydewhenMn02isoftenusedasalloxidant．Currently,mostofthedomesticmanufacturersdealthewastesolidofmanganeseoxidesashazardousindustrialwasteresidue，suchaslandfill，pileanddumpingdirectly,whichhavecausedtremend

7、ouspressureontheenvironment．Inthispaper,wastesolidofmanganeseoxidesproducedinthesynthesisofpefillaldehydeataperfumerycompanyinHunan，wasusedasoriginalmaterialtoprepareactivatedMn02，thenactivatedMn02couldbereusedinoxidizingperillaalcoholtoproducepenllaldehyde，thereby,rec

8、yclingofMn02intheprocessofperillaldehydeproductionCanbeachieved．Firstly,thecontentofMn02andMnOinwastesolidofmanganese