响应面法优化含锰钛白废水制备碳酸锰的工艺

摘要

以硫酸法钛白粉生产过程产生的含锰废水为原料,以碳酸氢铵溶液为沉淀剂,十二烷基硫酸钠为添加剂,采用液相沉淀法对废水中的锰进行资源化回收.在单因素实验基础上,采用响应面法中的Box-Behnken Design优化实验设计,分别考察了反应温度、过量系数、pH和陈化时间四因素对碳酸锰沉淀率的影响,建立了响应值与影响因素间的回归方程,并确定了优化条件为:反应温度33.3℃、过量系数1.06、pH=7.2、陈化时间2.0h,在该条件下锰的沉淀率预测值为99.30％,相应的实验值为98.90％,预测值与实验值相对误差仅0.4％,表明响应面法所建立的预测锰沉淀率的模型可靠;所得产品经电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)分析锰含量为43.53％,符合工业碳酸锰(HG/T 4203—2011)质量标准中对碳酸锰纯度的要求.研究结果为含锰废水的资源化回收提供了新思路.