糖蜜酒精废液中美拉德色素还原浸出软锰矿的动力学研究

• 作 者: 刘怀坤
• 机 构: 广西大学
• 出 处: 广西大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 糖蜜酒精废液 美拉德色素 软锰矿 动力学

酸性条件下浸出软锰矿的研究是国内外研究锰冶金的一个重要课题。而寻找一种廉价、高效、来源广泛的还原剂对软锰矿的浸出则尤为重要。糖蜜酒精废液是一种高浓度、颜色重、COD值高的有机废水，其主要组分为有机色素，美拉德色素为其中主要色素之一，色素的脱除与COD降解是糖蜜酒精废液治理和利用的关键。　　
本文采用合成美拉德色素替代废液中美拉德色素，研究了美拉德色素还原浸出软锰矿中锰的动力学，美拉德色素的色度变化规律以及COD的去除动力学。　　
软锰矿中锰浸出率随着反应温度、美拉德色素浓度、硫酸浓度和液固比的增加而增加，随着粒径的增加而降低。美拉德色素还原浸出软锰矿的过程可用缩芯模型描述，受内扩散控制，表观活化能为56.65 kJ.mol-1。锰浸出过程的动力学方程为：　　
1-2/3χ-(1-χ)(?)=(?)C(?)C(?)L1.65 exp(-(?))t，　　
式中C1表示美拉德色素浓度，g·L-1; C2表示硫酸浓度，mol·L-1;L为以液固比表示的软锰矿用量，mL·g-1。　　
软锰矿浸出反应过程中色素的COD去除率随反应温度、美拉德色素浓度、硫酸浓度和液固比的增加而升高，随着粒径的增加而降低。美拉德色素COD去除过程的表观活化能为35.82 kJ·mol-1，色素的COD去除动力学方程为：　　
-(?)=40.59 exp(-(?))C(?)C(?)C(?)，　　
式中Cs表示硫酸浓度，mol．L-1；CM表示美拉德色素浓度，g．L-1；CP表示软锰矿的用量，g·L-1。　　
通过以合成美拉德色素替代糖蜜酒精废液中美拉德色素为还原剂还原浸出软锰矿的研究发现，不仅美拉德色素能够在酸性条件下使软锰矿得到浸出，并且还使美拉德色素降解脱色，除去了难以去除的美拉德色素，降低了废液中色素的处理难度。因此，本研究对于进一步研究糖蜜酒精废液中色素还原浸出软锰矿的机理以及废液的处理都有一定的意义。