CN114057229A - 一种活化剂以及二氧化锰固渣的活化方法 - Google Patents

Abstract

一种活化剂以及二氧化锰固渣的活化方法，属于二氧化锰固渣处理技术领域。该活化剂，包括以下重量份的组分：A组分60～95份和B组分5～40份；A组分为三甲基羧甲基铵；B组分为烷氧基苯酚类化合物。二氧化锰固渣的活化方法，包括如下步骤：将二氧化锰固渣滤出，洗涤，得二氧化锰粗料；向二氧化锰粗料中按重量份加A组分，混合均匀，活化温度40℃~90℃，活化时间10min~60min；然后按重量份加入B组分，混合均匀，活化温度40℃~90℃，活化时间10min~60min；活化结束，过滤，干燥得活性二氧化锰。本发明的活化剂和活化方法有效提高了二氧化锰的氧化能力，并且成本较低，方法简便易行，适合实际生产。

Description

一种活化剂以及二氧化锰固渣的活化方法

技术领域

一种活化剂以及二氧化锰固渣的活化方法，属于二氧化锰固渣处理技术领域。

背景技术

二氧化锰是一种较常见的工业生产废渣，具有很高地继续开发的价值。化学二氧化锰具有很多优异的性质，可应用于污水处理、高性能电池、催化剂、氧化剂、电子方面，还有可望成为良好的热敏材料。随着化学工业的飞快发展，使用到有机物的种类和数量也越来越多，在其生产过程中产生的有机废水也越来越难处理。因此需要一种既经济，又高效的处理有机废水的方法，而活化二氧化锰具有较强的氧化降解能力，在有机废水处理方面有着优良的性能，可以应用在染料，造纸、皮革及食品等生产过程产生的有机废水进行处理。

现有技术公开的多为高含量的二氧化锰催化剂或含二氧化锰的纳米复合材料用于废水的处理，如中国专利CN201010230006.X采用的是高锰酸钾和硫酸锰反应，使用较特殊的水热法处理得到二氧化锰纳米材料，该方法不仅原料来源的成本较高，且该方法采取水热法处理，必须使用水热反应釜，对反应设备要求高，另外该方法处理废水时还采用了成本较高的臭氧化处理，不利于大规模工业化应用。

专利CN102275994在提取二氧化锰时，加入了稀硫酸和高锰酸钾进行氧化和活化，这些加大了原料的成本，制备方法需要加热、烘干、磨碎，步骤繁琐，且生产成本也较高，商业效益相对较低，难以工业化生产及应用推广受限。

专利CN108862541.A发明的二氧化锰活化处理需依次采用自来水、工业酒精、 50%的硝酸洗涤，且在后续处理有机废水时需要加热处理，不利于大规模工业化应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一活化剂以及二氧化锰固渣的活化方法，该方法对于铁离子和钠离子的脱除率高，并且塔顶馏分油、铁离子和钠离子均能够回收再利用。

本发明解决其技术问题所采用方法的技术方案是：该活化剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：A组分60～95份和B组分5～40份；所述A组分为三甲基羧甲基铵；所述B组分为烷氧基苯酚类化合物。

该活化剂，其特征在于，由以下重量份的组分组成：A组分70~85份和B组分15~30份。

所述烷氧基苯酚类化合物为3-叔丁基-4-羟基甲氧基苯酚、3-叔丁基-4-羟基乙氧基苯酚、2，6-二叔丁基-4-甲氧基苯酚、对叔丁基邻苯二酚中的至少一种。

所述烷氧基苯酚类化合物为对叔丁基邻苯二酚。

还包括分散剂，分散剂与B组分混合，分散剂重量份为5~30份。

所述分散剂为多元醇或/和醇醚类化合物的混合物。

所述醇醚类化合物为乙二醇单丁醚。

所述多元醇为季戊四醇或甘油。

使用了所述活化剂的二氧化锰固渣的活化方法，其特征在于，包括如下步骤：

将二氧化锰固渣滤出，洗涤，得二氧化锰粗料；向二氧化锰粗料中按重量份加入活化剂的A组分，混合均匀，活化温度40℃~90℃，活化时间10min ~60min；然后按重量份加入活化剂的B组分，混合均匀，活化温度40℃~90℃，活化时间10min ~60min；活化结束，过滤，干燥得活性二氧化锰。

所述A组分与二氧化锰粗料的重量比为1~10：1。优选的，所述A组分A组分与二氧化锰粗料的重量比为6~9.5：1

对本发明的说明如下

三甲基羧甲基铵，又称甜菜碱，分子式C₅H₁₁NO₂，相对分子质量117.15。

本发明的二氧化锰固渣中二氧化锰的含量大于等于95%质量百分比。优选的，二氧化锰固渣来源是：以高锰酸钾为氧化剂，氧化处理苯乙烯废气后产生的二氧化锰固渣。

本发明所得活性二氧化锰的用途：在有机废水处理领域的应用。

所述用途的具体操作为：向有机废水中加入活性二氧化锰与活性炭，常温混合搅拌，抽滤或沉降。

所述活性二氧化锰的质量浓度为20~50g/L，活性炭质量浓度为10~20g/L。

优选的，所述活性二氧化锰和活性炭的质量比为3:1。进一步优选的，活性二氧化锰的质量浓度为30g/L，活性炭质量浓度为10g/L。

所述的常温为废水温度10~35℃。

所述的混合搅拌时间为1.5~4小时。进一步优选的，所述的混合搅拌时间为2小时。

所述活性炭粒度范围120目～200目竹质活性炭，该活性碳对分子量500~1000范围内的有机物具有较强的吸附能力，优选无锡概念环保科技有限公司产品，型号:2J。

与现有技术相比，本发明的所具有的有益效果是：

1、本发明的方法有效提高了二氧化锰的氧化能力，解决了现有高锰酸钾处理苯乙烯废气技术中产生的二氧化锰固体废渣存在二次污染的难题。二氧化锰固体废渣经三甲基羧甲基铵与烷氧基苯酚类化合物的复配活化剂活化后，所得活性二氧化锰氧化性能提高，有效提高了二氧化锰的氧化能力。其中，A为主活化剂， B组分为助活化剂，在A、B组分的协同作用下，二氧化锰氧化作用强，可以作为氧化剂使用，变废为宝，避免了固渣的产生，使氧化反应形成闭环，实现了绿色环保处理工艺。

2、本发明的方法原料成本较低，方法简便易行，适合应用于实际生产中。本发明二氧化锰活化处理步骤简单，操作方便，而且不需要特殊的水热反应釜或电解实验设备。该方法的处理步骤大大缩短为三步：过滤、洗涤、加热活化、过滤，省去了中间的多步加热烘干过程，降低了生产能耗，生产成本十分低廉，适用于大规模生产。

3、本发明的方法所得二氧化锰能够应用于废水处理领域，并且对于有机废水的COD和BOD值降低明显。申请人发现当二氧化锰和活性炭联用时具有协同增效的作用，活化二氧化锰具有较强的氧化降解能力，与活性炭配合使用，可有效降解废水中的有机污染物果。本发明所述的一种活化后的二氧化锰与活性炭联用在治理有机废水的应用，得到的活化二氧化锰具有良好的生物相容性，可有效地处理有机废水。

附图说明

图1 实施例6废水处理后色泽图。

图2 对比例3有机废水处理前色泽图。

图3 对比列4处理后色泽图。

图4 实施例6和对比列5废水处理后色泽对比图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，其中实施例6为最佳实施例。

实施例1~11所用A组分为三甲基羧甲基铵，所用B组分为对叔丁基邻苯二酚。

表1活化剂和二氧化锰粗料的用量配比（按重量份计）

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实施例1~8

实施例1~8的制备方法相同，所用活化剂的不同，用量配比详见表1；

实施例1~8的二氧化锰固渣的活化方法，包括如下步骤：

将二氧化锰固渣滤出，洗涤，得二氧化锰粗料；向二氧化锰粗料中按重量份加入活化剂的A组分，混合均匀，活化温度60℃，活化时间60min；然后按重量份加入活化剂的B组分，混合均匀，活化温度60℃，活化时间60min；活化结束，过滤，干燥得活性二氧化锰。

实施例9~11

实施例9~11中A、B组分的重量分比例与实施例6相同。区别在于，实施例9~11的活化剂中还包含分散剂，分散剂和B组分常温混合使用；用量配比详见表1；

实施例9~11的二氧化锰固渣的活化方法，包括如下步骤：

将二氧化锰固渣滤出，洗涤，得二氧化锰粗料；向二氧化锰粗料中按重量份加入活化剂的A组分，混合均匀，活化温度60℃，活化时间60min；然后按重量份加入活化剂的B组分和分散剂，混合均匀，活化温度60℃，活化时间50min；活化结束，过滤，干燥得活性二氧化锰。

对比例1

本对比例仅使用A组分；用量配比详见表1。活化方法同实施例1~8，具体如下：

将二氧化锰固渣滤出，洗涤，得二氧化锰粗料；向二氧化锰粗料中按重量份加入活化剂的A组分，混合均匀，活化温度60℃，活化时间60min；活化结束，过滤，干燥得活性二氧化锰。

对比例2

本对比例仅使用B组分；用量配比详见表1。活化方法同实施例1~8，具体如下：

将二氧化锰固渣滤出，洗涤，得二氧化锰粗料；向二氧化锰粗料中按重量份加入活化剂的B组分，混合均匀，活化温度60℃，活化时间60min；活化结束，过滤，干燥得活性二氧化锰。

应用方法和性能测试

使用实施例1~11和对比例1~2所得活性二氧化锰进行废水处理，包括如下步骤：

向100mL有机废水中加入3 .0g活化二氧化锰和1 .0g活性炭，废水温度18~22℃条件下，混合搅拌2h，抽滤，所得滤液，即为净化水。

所用活性炭为无锡概念环保科技有限公司产， 200目竹质活性炭。

对比例3

未经处理的有机废水作为空白对照。

对比例4

本对比例废水处理方法同实施例1~11，区别在于:本对比例采用未经活化的二氧化锰粗料等质量替换活化二氧化锰，进行废水处理。

对比例5

本对比例仅使用活性炭进行废水处理，方法如下：

向100mL有机废水中加入4.0g活性炭，废水温度18~22℃条件下，混合搅拌2h，抽滤，所得滤液，即为净化水。

表2 性能测试结果

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通过表2可以看出：实施例1~11所得活性二氧化锰氧化活性高，与活性炭联用，能明显降低有机废水的COD值和BOD值，扩展了活性二氧化锰的用途。对比例1中仅用A组分进行活化，对比例2中仅用B组分进行活化，其所得活性二氧化锰的活性低于实施例1~11，进行废水处理时，对比例1~2所得净化水的COD值和BOD值明显低于实施例1~11。

通过图1~2可以看出：

图1为使用实施例6活性二氧化锰和活性炭处理所得净化水的颜色。图2为处理前废水颜色。可以看出，活化后的二氧化锰和活性炭联用可将原来黄色浑浊废水变成澄清透明溶液。

通过图1和3可以看出：

图1为使用实施例6活性二氧化锰和活性炭处理所得净化水的颜色。图3是对比例4的废水处理效果，是将二氧化锰粗料和活性炭按比例3:1加入到有机废水中净化后的颜色。可以看出，活化前的二氧化锰和活性炭联用处理有机废水，废水颜色呈浑浊黑色，而活化后的二氧化锰和活性炭联用，净化后颜色澄清透明。可以得出活化二氧化锰具有良好的生物相容性和较强的氧化降解能力，可有效地处理有机废水。

通过图4可以看出：

图4左侧为使用实施例6活性二氧化锰和活性炭处理所得净化水的颜色。图4右侧是对比例5只加入活性炭净化后颜色。由图4可以看出只加活性炭净化后的水较浑浊，由此可以看出活化二氧化锰具有较强的氧化降解能力，与活性炭配合使用，可有效降解废水中的有机污染物。可将原来黄色浑浊液体变成澄清透明溶液。从操作过程来看，此方法处理有机废水，操作简单，净化效果好，作为有机废水处理的净化方式，具有十分广泛的用途。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种活化剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：A组分60～95份和B组分5～40份；所述A组分为三甲基羧甲基铵；所述B组分为烷氧基苯酚类化合物。

2.根据权利要求1所述的一种活化剂，其特征在于，由以下重量份的组分组成：A组分70~85份和B组分15~30份。

3.根据权利要求1所述的一种活化剂，其特征在于：所述烷氧基苯酚类化合物为3-叔丁基-4-羟基甲氧基苯酚、3-叔丁基-4-羟基乙氧基苯酚、2，6-二叔丁基-4-甲氧基苯酚、对叔丁基邻苯二酚中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种活化剂，其特征在于：所述烷氧基苯酚类化合物为对叔丁基邻苯二酚。

5.根据权利要求1所述的一种活化剂，其特征在于：还包括分散剂，分散剂与B组分混合，分散剂重量份为5~30份。

6.根据权利要求5所述的一种活化剂，其特征在于：所述分散剂为多元醇或/和醇醚类化合物的混合物。

7.根据权利要求6所述的一种活化剂，其特征在于：所述醇醚类化合物为乙二醇单丁醚。

8.根据权利要求6所述的一种活化剂，其特征在于：所述多元醇为季戊四醇或甘油。

9.一种使用了权利要求1~8任一项所述活化剂的二氧化锰固渣的活化方法，其特征在于，包括如下步骤：

将二氧化锰固渣滤出，洗涤，得二氧化锰粗料；向二氧化锰粗料中按重量份加入活化剂的A组分，混合均匀，活化温度40℃~90℃，活化时间10min ~60min；然后按重量份加入活化剂的B组分，混合均匀，活化温度40℃~90℃，活化时间10min ~60min；活化结束，过滤，干燥，得活性二氧化锰。

10.根据权利要求9所述的二氧化锰固渣的活化方法，其特征在于：所述A组分与二氧化锰粗料的重量比为1~10：1。

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