[發明專利]有機合成中氧化錳廢渣的氧化—活化法再生回用工藝

無效

• 申請號: 201110133899.0
• 申請日: 2011-05-24
• 公開（公告）號: CN102275994A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 楊春平;楊娟娟;羅勝聯;何慧軍;陳雄;柯杰;曾龍云;易鳴;羅旭彪
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C01G45/02
• 分類號: C01G45/02;B09B3/00
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

本發明涉及化工廢渣利用方法，特別是有機合成中氧化錳廢渣的氧化—活化法再生回用工藝。

背景技術

二氧化錳是一種重要的無機功能材料。工業上使用的二氧化錳可以分為三大類：天然二氧化錳（NMD）、化學二氧化錳(CMD)以及電解二氧化錳(EMD)。這三大類的二氧化錳，論其品質以電解二氧化錳最佳。這三大類二氧化錳，品質不同，價格的差別也較大，國內化學二氧化錳價格大約是天然的2倍，電解二氧化錳約為天然的3～4倍。電解二氧化錳具有很強的催化氧化、還原、離子交換和吸附能力。除了在鋅錳干電池中做高效極化劑，在玻璃工業中做脫色劑及用于生產錳鋅鐵氧化物磁性材料之外，在染料工業中做強氧化劑、在化工生產中做催化劑以外，同時也是有機物的合成過程中的一種強氧化劑。

在有機合成工業當中，對二氧化錳的純度及氧化能力要求較高，一般的化學二氧化錳很難達到生產要求，因此常采用電解二氧化錳，但使用電解二氧化錳的成本太高，且利用率僅為50%左右，剩余的50%殘留于廢渣當中。因此如何以較低成本、便捷地回收能重新投入生產使用的高品質二氧化錳是本發明所要解決的主要問題。

目前，生產二氧化錳的方法有多種，主要分為電解法和化學法。電解法生產出的電解二氧化錳催化氧化能力強、純度高，但是生產過程能耗大、工藝復雜、生產周期長且價格昂貴。化學方法主要有熱分解法、硫酸錳溶液直接氧化法等。

熱分解法主要有碳酸錳熱分解法和硝酸錳熱分解法，碳酸錳熱分解法的主要工藝是，采用二價錳鹽與碳酸鹽反應，生成碳酸錳，然后將碳酸錳在高溫（300℃～400℃）下熱分解，制得粗二氧化錳，然后將粗品用硫酸活化，加入氯酸鈉進一步精制氧化，制得高視密度的二氧化錳。硝酸錳熱分解法是將錳礦用硝酸浸取得硝酸錳溶液，過濾濃縮后進行熱分解，制得粗二氧化錳，粗二氧化錳經精制后得高品質二氧化錳。

硫酸錳直接氧化法是直接將硫酸錳在一定條件下與氧化劑反應，可直接得到二氧化錳。常用的氧化劑有氯酸鹽、高錳酸鹽等。但其不足在于，單純采用氯酸鹽，其回收率不高。單純采用高錳酸鹽，成本昂貴。

發明內容

為了能以較低成本，以簡單的工藝再生能重新投入有機合成生產使用的高品質二氧化錳，本發明克服了上述方法的一些缺點和不足，提供了一種有機合成中氧化錳廢渣的氧化—活化聯合法再生回用工藝。

本發明的技術方案是，以有機合成生產過程中產生的氧化錳廢渣為原料，取100克氧化錳廢渣，加入200～350?mL濃度為1～2?mol/L的稀硫酸，攪拌升溫，當溫度達到85~90℃時，緩慢加入氯酸鈉20～45g,加量時間控制在一小時，持續攪拌，于80℃~95℃恒溫反應1～6小時，生成的氯氣采用氫氧化鈉或氫氧化鈣溶液吸收，反應完畢后，將恒溫水浴槽溫度調節至53~75℃，加入30～70ml濃度為1～2?mol/L的稀硫酸，加入高錳酸鉀10～30?g，持續攪拌恒溫反應0.5～2.5小時，反應完畢，真空過濾，用50~75℃蒸餾水反復洗滌至洗滌液呈中性，將濾餅于100℃～110℃烘干，磨碎，即得高品質的二氧化錳。

本發明通過氧化—活化聯合工藝，能制得高純度，強氧化能力的二氧化錳。制得的二氧化錳，能完全回用于有機合成的生產當中。一般的化學方法的制得的二氧化錳的氧化能力很難達到這樣的要求。一方面，本發明在低溫條件，即低于100℃的條件下即可正常操作，克服了高溫操作難，能耗高的缺點，另一方面，本發明采用氯酸鹽氧化和高錳酸鹽活化相結合的工藝，既克服了單獨使用氯酸鹽，回收率低，產品純度低，二氧化錳氧化能力不達標的缺點，又克服了單純使用高錳酸鉀，成本高的缺點。經核算，本發明所采用的工藝，生產每噸活性二氧化錳的成本為4000～5000元，購買電解二氧化錳的成本為11600/噸。因此，在經濟上也是可行的。而且生產周期短，反應過程不超過8小時，再生的二氧化錳能及時投入生產使用。

具體實施方式

????實施例1、取100克氧化錳廢渣，加入200?mL濃度為1?mol/L的稀硫酸，攪拌升溫，當溫度達到85~90℃時，緩慢加入氯酸鈉20g，加量時間控制在一小時，持續攪拌，于80℃~95℃恒溫反應3小時，生成的氯氣采用氫氧化鈉溶液吸收，反應完畢后，將恒溫水浴槽溫度調節至53~75℃，加入30ml濃度為1?mol/L的稀硫酸，加入高錳酸鉀10?g，持續攪拌恒溫反應0.5～2.5小時，反應完畢，真空過濾，用50~75℃蒸餾水反復洗滌至洗滌液呈中性，將濾餅于100℃～110℃烘干，磨碎，即得高品質的二氧化錳。