Proses vir die versuring van natriumsianied en swaar metale uit afvalwater

Inleiding

Sianiedbevattende afvalwater word gegenereer deur verskeie industriële prosesse soos goudmynbou, elektroplatering en chemiese produksie. As gevolg van die hoë toksisiteit van sianied, onbehoorlike storting van hierdie afvalwater kan ernstige omgewingsbesoedeling en skade aan menslike gesondheid veroorsaak. Daarom het die behandeling en hulpbronherwinning van sianiedbevattende afvalwater belangrike kwessies geword. Onder die behandelingsmetodes, Herstel van versuring of Natriumsianied en swaar metale is 'n wyd gebruikte en effektiewe benadering, wat nie net die omgewingsrisiko verminder nie, maar ook die herwinning van waardevolle hulpbronne bewerkstellig.

Beginsel van versuringsherwinning

Omskakeling van sianied na waterstofsianied (HCN)

In die versuringsproses word sterk sure soos swaelsuur by die sianiedbevattende afvalwater gevoeg. Onder suur toestande verander vry sianiedione in die afvalwater in waterstofsianied (HCN). Waterstofsianied is 'n vlugtige verbinding. Wanneer die pH van die afvalwater tot 'n lae waarde aangepas word, gewoonlik onder 2, is die reaksie meer geneig om voort te gaan, wat die omskakeling van sianiedione na HCN-gas vergemaklik.

Herwinning van Natriumsianied

Die gegenereerde HCN-gas word dan in 'n alkali-absorpsietoring geplaas. Binne die toring reageer dit met 'n natriumhidroksied (NaOH)-oplossing. Soos die reaksie voortduur, natriumsianied (NaCN) word gevorm en versamel in die absorpsie-oplossing. Wanneer die konsentrasie NaCN in die oplossing ongeveer 10% - 12% bereik, kan dit herwin en hergebruik word in relevante industriële prosesse, soos die uitlogingsproses in goudmynbou.

Vrystelling en Presipitasie van Swaar Metale

Behalwe vir vry sianied, bevat die afvalwater dikwels komplekse van swaar metale en sianied, soos dié van koper en sink. Onder suur toestande breek hierdie komplekse af. Sodra die swaarmetaalione vrygestel word, kan hulle onoplosbare soute vorm en onder spesifieke toestande presipiteer. Byvoorbeeld, die aanpassing van die pH-waarde of die byvoeging van sekere presipiterende middels kan veroorsaak dat koperione presipitate vorm.

Prosesstappe

Stap 1: Voorbehandeling van afvalwater

Die alkaliese sianiedbevattende hoëkonsentrasie-afvalwater gaan eers deur 'n stoomhitteruiler om die temperatuur daarvan te beheer. Tipies word die temperatuur binne die reeks van 20 - 25°C gehou. Hierdie temperatuurbeheer help om die daaropvolgende reaksiespoed te optimaliseer en verseker die stabiliteit van die proses. Die konsentrasie sianied in die hoëkonsentrasie-afvalwater wissel gewoonlik van 5000 - 5500 dpm, en die pH-waarde is tussen 10.5 - 12.5.

Stap 2: Versuring

Die voorafbehandelde afvalwater word teen 'n sekere vloeitempo, byvoorbeeld 2 m³/h, in 'n versuringsspuittoring gevoer. Daarna word gekonsentreerde swaelsuur bygevoeg. Die hoeveelheid swaelsuur wat bygevoeg word, word aangepas volgens die eienskappe van die afvalwater, gewoonlik 25 - 30 kg/m³, om die pH-waarde van die afvalwater tot minder as 2 te verlaag. Die hitte wat vrygestel word tydens die byvoeging van swaelsuur kan die reaksie versnel, wat dit makliker maak vir vry sianiedione in die afvalwater om in vlugtige HCN te verander.

Stap 3: HCN-generering en -skeiding

In die sterk suur omgewing van die versuringsspuittoring word die omskakeling van sianied na HCN bevorder. Die gevormde HCN-gas word dan deur 'n vakuumsentrifugale waaier aangesuig en gaan die volgende stadium binne - die alkali-absorpsietoring. Terselfdertyd, soos die pH-waarde daal, begin sommige swaarmetaalione in die afvalwater verander. Byvoorbeeld, die konsentrasie van koperione in die afvalwater kan daal, en sommige swaarmetale begin neerslae vorm.

Stap 4: Absorpsie en Herwinning van Natriumsianied

Die HCN-gas gaan die alkali-absorpsietoring binne en word geabsorbeer deur 'n 20% - 30% NaOH-oplossing. Die alkali-absorpsievloeistof in die toring word herwin, en tydens die herwinningsproses word 'n waaier gebruik om te verseker dat die HCN-gas herhaaldelik geabsorbeer word. Soos die absorpsie-reaksie voortduur, neem die konsentrasie van NaCN in die absorpsievloeistof geleidelik toe. Wanneer die NaCN-konsentrasie 10% - 12% bereik, kan dit teruggeplaas word na die loogproses vir hergebruik, wat die herwinning van ... bereik. Natriumsianied.

Stap 5: Swaarmetaalpresipitasie en -skeiding

Vir die afvalwater na die vrystelling van HCN, aangesien sommige swaarmetaal-sianiedkomplekse onder suur toestande afgebreek is, kan verdere behandeling uitgevoer word om swaar metale te presipiteer. Byvoorbeeld, die aanpassing van die pH-waarde van die afvalwater na 'n alkaliese reeks kan swaarmetaalhidroksiede vorm wat presipiteer. Dan kan vastestof-vloeistof-skeidingsmetodes soos filtrasie of sedimentasie gebruik word om die gepresipiteerde swaar metale van die afvalwater te skei, wat die verwydering en herwinning van swaar metale bewerkstellig.

Voordele van die Versuringsherwinningsmetode

Hulpbronherwinning

Die versuringsherwinningsmetode kan natriumsianied effektief herwin uit sianiedbevattende afvalwater, wat in relevante industriële prosesse hergebruik kan word, wat die verbruik van nuwe natriumsianied verminder en produksiekoste verlaag. Terselfdertyd kan swaar metale ook herwin word, wat afval in waardevolle hulpbronne omskep.

Koste - Doeltreffendheid

In vergelyking met sommige ander behandelingsmetodes wat slegs fokus op die vernietiging van sianied, behandel die versuringsherwinningsmetode nie net die afvalwater nie, maar herwin ook waardevolle stowwe. Alhoewel dit die verbruik van suur en alkali vereis, kan die waarde van die herwonne natriumsianied en swaar metale 'n deel van die behandelingskoste verreken, wat die algehele behandeling op die lange duur meer koste-effektief maak.

Omgewingsvriendelikheid

Deur natriumsianied en swaar metale te herwin, word die hoeveelheid besoedelingstowwe in die afvalwater aansienlik verminder. Die behandelde afvalwater het 'n laer inhoud van sianied en swaar metale, wat meer bevorderlik is vir daaropvolgende afvoer of verdere behandeling, wat die negatiewe impak op die omgewing verminder.

Verbruik in die proses van versuringsherwinning

Die verbruik van die versuringsherwinningsmetode vir sianiedbevattende afvalwater sluit hoofsaaklik swaelsuur, bytsoda (NaOH), kalk en elektrisiteit in. In die winter is dit nodig om die afvalwater voor te verhit, dus word stoom ook verbruik.

1. Suurverbruik

• Omskakeling van Sianied na HCNDie hoeveelheid swaelsuur wat nodig is om sianied in afvalwater in HCN om te skakel, hang af van die konsentrasie sianied in die afvalwater. Byvoorbeeld, om 1 m³ afvalwater met 'n sianiedkonsentrasie van 5000 dpm te behandel, is 'n sekere hoeveelheid swaelsuur nodig vir hierdie omskakeling.

• Versuring van afvalwaterBehalwe die suur vir sianied-omskakeling, word bykomende suur gebruik om die afvalwater tot die regte suurheidsvlak aan te pas. Die hoeveelheid wat nodig is om die pH tot onder 2 te verlaag, is 'n belangrike faktor.

• Reaksie met alkali in afvalwaterDaar mag dalk alkaliese stowwe in die afvalwater wees wat met swaelsuur reageer, maar oor die algemeen is hierdie verbruik relatief klein in vergelyking met die hoeveelhede wat vir sianiedomskakeling en versuring gebruik word.

• Reaksie met karbonaat in afvalIndien die sianiedbevattende grondstowwe 'n hoë koolstofate-inhoud, soos in sommige sianied-afvalslurries, sal die karbonaat met die suur reageer om koolstofdioksied te vorm. In sulke gevalle sal die swaelsuurverbruik aansienlik toeneem, en hierdie materiale is dalk nie ideaal vir behandeling deur die suurherwinningsmetode nie.

2. AlkaliverbruikBytsoda (NaOH) word in die alkali-absorpsietoring gebruik om HCN te absorbeer en NaCN te vorm. Die hoeveelheid NaOH wat verbruik word, hou verband met die hoeveelheid HCN wat gegenereer word en die absorpsie-effektiwiteit.

3. KalkverbruikIn sommige gevalle kan kalk gebruik word in die daaropvolgende behandeling van afvalwater, soos om die pH-waarde vir swaarmetaalpresipitasie aan te pas. Die hoeveelheid kalk wat benodig word, hang af van die tipe en konsentrasie van swaarmetale in die afvalwater en die vereiste pH-aanpassingsreeks.

4. Elektrisiteit en stoomverbruikElektrisiteit word deur toerusting soos pompe, waaiers en vakuum-sentrifugale waaiers in die proses gebruik. In die winter, wanneer die afvalwater voorverhit word, word stoom verbruik om die temperatuur tot die gepaste vlak vir die reaksie te verhoog.

Gevolgtrekking

Die versuringsherwinningsmetode vir sianiedbevattende afvalwater om natriumsianied en swaar metale te herwin, is 'n omvattende en effektiewe behandelingstegnologie. Deur spesifieke prosesstappe te volg, kan dit nie net giftige sianied en swaar metale uit afvalwater verwyder nie, maar ook waardevolle hulpbronne herwin. Alhoewel daar sekere materiaal- en energieverbruik in die proses is, het dit, gegewe die omgewings- en ekonomiese voordele, breë toepassingsvooruitsigte in die behandeling van sianiedbevattende afvalwater. In werklike werking moet streng veiligheidsmaatreëls egter getref word as gevolg van die toksisiteit van HCN-gas. Terselfdertyd is voortdurende optimalisering van die prosesparameters nodig om die herwinningsdoeltreffendheid te verbeter en koste te verminder.