【摘要】：電解金屬錳產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于冶金、化工等行業(yè),在國民經(jīng)濟中具有十分重要的戰(zhàn)略地位。隨著錳產(chǎn)品需求量的快速增長,易被浸出的菱錳礦資源已無法滿足生產(chǎn)的需要,因而對氧化錳礦資源的開發(fā)利用顯得尤為重要。近年來,國內(nèi)外一些科研工作者研究采用糖類、農(nóng)林副產(chǎn)物等有機物為還原劑在酸性條件下浸出氧化錳礦,具有錳浸出率高、環(huán)保和價廉等優(yōu)點。一些企業(yè)嘗試用于電解金屬錳生產(chǎn),但由于錳礦浸出過程中有機物降解產(chǎn)生的小分子有機酸和醛類等物質(zhì)殘留在硫酸錳溶液中,會對電解效率造成一定的影響,且會腐蝕陽極板,因此,有必要對錳電解液中殘余的有機物進行脫除。本研究采用芬頓法氧化脫除錳電解液中殘余的有機物,并對該過程的脫除機理進行探討,主要內(nèi)容如下：實驗考察了溶液的初始pH值、Fe2+濃度、H2O2/Fe2+摩爾比、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度等因素對芬頓反應(yīng)脫除COD的影響。結(jié)果表明,溶液初始pH值對芬頓反應(yīng)有較大的影響,pH值過高或過低均會抑制反應(yīng)的發(fā)生；Fe2+作為芬頓反應(yīng)的催化劑,在一定濃度范圍內(nèi)可以有效促進HO·的形成,加快有機物的氧化分解,然而濃度過高,會造成H2O2的無效分解；過高的H2O2用量導(dǎo)致其利用率下降；此外,加熱也會導(dǎo)致雙氧水的無效分解,不利于芬頓反應(yīng)的進行。通過控制溶液初始pH值為3.50,Fe2+濃度為0.03mol/L,H2O2/Fe2+摩爾比5,在30℃溫度下反應(yīng)60 min,溶液COD脫除率達到75.35%。通過基于Box-Behnken設(shè)計的響應(yīng)面法,以COD脫除率為響應(yīng)值,對初始pH值、Fe2+離子投加量和H2O2/Fe2+摩爾比的工藝參數(shù)進行研究并優(yōu)化。結(jié)果表明：Fe2+離子投加量對COD脫除率的影響最顯著,H2O2/Fe2+摩爾比次之,初始pH值最小；在Fe2+的投加量為29.47mmol·L-1, H2O2/Fe2+摩爾比為5.00,初始pH值為3.11的條件下,COD脫除率可達74.50%,與響應(yīng)面模型預(yù)測值誤差小于2%。證明利用芬頓反應(yīng)脫除硫酸錳溶液中殘余有機物的方法是可行的。對錳電解液進行紫外掃描分析表明,溶液中的有機物主要是小分子物質(zhì)。芬頓反應(yīng)過程十分迅速,且隨著反應(yīng)時間的延長,溶液中仍然有一部分小分子有機物不被氧化分解；對Fenton反應(yīng)過程中pH值檢測結(jié)果表明,溫度升高會導(dǎo)致錳電解液的pH值下降,而初始pH值越低導(dǎo)致芬頓反應(yīng)脫除效果降低。錳電解液體系pH值明顯低于硫酸錳溶液體系,說明在芬頓反應(yīng)降解有機物的過程中,產(chǎn)生了一定量的酸性物質(zhì)。對不同濃度的Mn2+SO42-、F-、Cl-離子對芬頓反應(yīng)影響的研究結(jié)果表明,Mn2+和C1-離子可抑制芬頓反應(yīng)的進行,導(dǎo)致COD脫除率下降；SO42-對芬頓反應(yīng)無影響；F-離子由于能與Mn2+反應(yīng),阻礙了Mn2+對芬頓反應(yīng)的抑制作用,但過量的F-離子會導(dǎo)致COD脫除率下降。
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TF792

【參考文獻】

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本文編號：2743351