芦丁还原浸出低品位软锰矿的反应过程研究

锰是一种重要的战略资源，应用领域十分广泛。直接还原浸出工艺是低品位软锰矿加工利用的有效途径，因此，寻找一种高效、廉价、来源广泛的还原剂，对浸出软锰矿中的锰具有重要的现实意义。糖蜜酒精废液是废糖蜜发酵生产酒精过程中排放的一种颜色深、污染大的酸性有机废水。用作浸出软锰矿的还原剂，在浸出锰的同时降解自身，可减少对环境的污染。酚类色素是糖蜜酒精废液中的一种重要色素，约占色素总量的20％，主要是黄酮类化合物。为了研究酚类色素在软锰矿浸出过程中的作用及降解程度，本文采用黄酮类化合物中的代表性物质芦丁代替废液中的酚类色素，主要研究芦丁还原浸出软锰矿反应过程中锰浸出的工艺及动力学，以及浸出过程中溶液COD的变化规律。
　　 在锰浸出工艺实验中，采用正交实验和单因素分析方法，研究了反应温度、硫酸浓度、芦丁用量、搅拌速率以及液固比等因素对锰浸出率的影响。结果表明：在反应温度90℃，硫酸初始浓度2.4mol.L-1，芦丁用量25.0g·L-1，浸出时间90min的条件下，锰浸出率达到94％以上。
　　 在浸出工艺研究的基础上，研究了锰浸出动力学。对动力学数据进行分析得出：芦丁还原浸出软锰矿的过程可用缩芯模型描述，受内扩散控制，芦丁和硫酸的反应级数分别为0.42和1.02，表观活化能为14.81kJ.mol－1，浸出过程的动力学方程为：
　　 1-2/3x-(1-x)2：3=0.02C（？）C（？）exp（？）t
　　 对浸出过程溶液的COD值的变化规律分析表明，溶液的COD去除率随着反应温度、硫酸浓度的提高、浸出时间的延长而上升，随芦丁浓度、软锰矿粒径的增加而减小。在实验范围内，芦丁不能完全降解为CO2，部分降解产物会积累在溶液中。