Natrium-sianid tullantı sularının hidrogen peroksidlə təmizlənməsinin istehsalat təcrübəsi

giriş

Natrium siyanid mədənçıxarma, elektrokaplama və kimyəvi sintez kimi sənayelərdə geniş istifadə olunan yüksək zəhərli kimyəvi maddədir. Lakin bu proseslər nəticəsində yaranan tullantı sularında yüksək konsentrasiyalı siyanid var ki, bu da lazımi təmizlənmədən ətraf mühitə və insan sağlamlığına ciddi təhlükə yaradır. Hidrogen peroksidin müalicəsi effektiv və nisbətən təhlükəsiz bir üsul olaraq ortaya çıxdı - Natrium siyanür - tullantı suları olan. Bu məqalə istifadənin istehsal praktikasını araşdırır Hidrogen peroksid reaksiya prinsiplərindən tutmuş faktiki əməliyyat prosedurlarına qədər aspektləri əhatə edən bu cür çirkab suların təmizlənməsi.

Reaksiya Prinsipləri

Sianidin hidrogen peroksid ilə oksidləşməsi

Hidrogen peroksid ilə reaksiya Natrium siyanür oksidləşmə - reduksiya prosesidir. Sulu bir həlldə hidrogen peroksid oksidləşdirici maddə kimi çıxış edir. Sianid ionunu nisbətən az zəhərli maddələrə oksidləşdirir. Müvafiq şəraitdə hidrogen peroksid sianid ionu daxilində güclü bağı pozur. Sianidin tərkibindəki karbon daha yüksək oksidləşmə vəziyyətinə qədər oksidləşir, daha az zərərli ion əmələ gətirir və azot qaz şəklində buraxılır. Bu reaksiya çox vacibdir, çünki tullantı suyunun toksikliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

Katalizatorların rolu (İstəyə görə)

Bəzi hallarda hidrogen peroksid və siyanür arasındakı reaksiyanı sürətləndirmək üçün katalizatorlar əlavə edilə bilər. Məsələn, müəyyən keçid metal ionları Fenton reaksiyasına bənzər reaksiya sistemində katalizator kimi çıxış edə bilər. Katalizatorlar reaksiyanın enerji maneəsini azaldır, siyanidin oksidləşməsinin daha aşağı temperaturda və daha az hidrogen peroksidin istifadəsi ilə daha tez baş verməsinə imkan verir. Bununla belə, katalizatorlardan istifadə edərkən, əlavə olunan katalizatorun miqdarı, pH nəzarəti və katalizator qalıqlarından potensial ikinci dərəcəli çirklənmə kimi amilləri diqqətlə nəzərdən keçirmək lazımdır.

İstehsal praktikasında proses axını

Çirkab suların ilkin təmizlənməsi

Hidrogen peroksid müalicəsindən əvvəl natrium siyanid - tərkibində çirkab sular adətən ilkin təmizlənmə tələb edir. Bu addım tullantı suyunun pH dəyərini müvafiq diapazona uyğunlaşdırmaq məqsədi daşıyır. Tipik olaraq, pH 8 - 10 ətrafında bir az qələvi vəziyyətə uyğunlaşdırılır. Bunun səbəbi Oksidləşmə reaksiyası hidrogen peroksid və siyanid arasında qələvi mühitdə daha səmərəlidir. Bundan əlavə, ilkin müalicəyə sonrakı emal prosesini poza biləcək böyük ölçülü çirklərin, dayandırılmış bərk maddələrin və digər maddələrin çıxarılması daxil ola bilər. Bu məqsədlə qum filtrləri və ya membran filtrləri kimi filtrasiya üsullarından istifadə edilə bilər.

Hidrogen peroksid əlavəsi

Daha sonra əvvəlcədən təmizlənmiş çirkab suya müvafiq miqdarda hidrogen peroksid əlavə edilir. Hidrogen peroksidin dozası tullantı sularında siyanidin konsentrasiyası əsasında müəyyən edilir. Ümumiyyətlə, hesablamalar əvvəlcə kimyəvi reaksiyaya görə aparılır. Lakin faktiki istehsalda siyanidin tam oksidləşməsini təmin etmək üçün çox vaxt hidrogen peroksidin artıqlığı əlavə edilir. Sənaye tətbiqlərində istifadə olunan hidrogen peroksidin konsentrasiyası adətən 30% - 50% arasındadır. Hidrogen peroksidin əlavə edilməsi, daxil olan hidrogen peroksidin axını və miqdarını dəqiq idarə edə bilən ölçmə nasosları vasitəsilə əldə edilə bilər. Atıksu Arıtma tank.

Reaksiya və qarışdırma

Hidrogen peroksid əlavə etdikdən sonra, hidrogen peroksid və siyanid arasında bərabər təması təmin etmək üçün çirkab suları yaxşıca qarışdırmaq lazımdır. Qarışdırmağa mexaniki qarışdırıcılar, hava ilə işləyən qarışdırıcılar və ya hər ikisinin kombinasiyası ilə nail olmaq olar. Reaksiya müddəti sianidlərin ilkin konsentrasiyası, temperatur və katalizatorların mövcudluğu kimi amillərdən asılı olaraq dəyişir. Ümumiyyətlə, reaksiya müddəti bir neçə saatdan on saata qədər dəyişə bilər. Bu dövrdə reaksiya temperaturu da mühüm amildir. Reaksiya otaq temperaturunda baş verə bilsə də, temperaturun müəyyən diapazonda artırılması (adətən 50°C-dən çox deyil) reaksiya sürətini sürətləndirə bilər. Bununla belə, həddindən artıq yüksək temperatur hidrogen peroksidin parçalanmasına səbəb ola bilər və siyanidin müalicəsində onun effektivliyini azaldır.

Müalicə sonrası

Reaksiya başa çatdıqdan sonra müalicədən sonrakı addımlar lazımdır. Müalicədən sonrakı əsas tədbirlərdən biri qalıq hidrogen peroksidin çıxarılmasıdır. Təmizlənmiş tullantı sularında həddindən artıq hidrogen peroksid ətraf mühitə zərər verə bilər və tullantı suları bioloji təmizləmə sistemində əlavə olaraq təmizlənəcəksə, sonrakı bioloji təmizlənmə proseslərinə də mane ola bilər. Qalıq hidrogen peroksid natrium sulfit kimi azaldıcı maddələr əlavə etməklə və ya katalitik parçalanma üsullarından istifadə etməklə parçalana bilər. Qalıq hidrogen peroksid çıxarıldıqdan sonra təmizlənmiş çirkab su təmizlənmə prosesi zamanı əmələ gələn hər hansı çöküntüləri və ya dayandırılmış bərk maddələri çıxarmaq üçün bərk-maye ayrılmasından keçir. Bunun üçün çöküntü tankları, flotasiya cihazları və ya filtrasiya qurğuları istifadə edilə bilər. Nəhayət, sianid konsentrasiyasının müvafiq atqı standartlarına uyğun olub-olmadığını yoxlamaq üçün təmizlənmiş çirkab suları təhlil edilir.

Müalicənin effektivliyinə təsir edən əsas amillər

pH dəyəri

Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, tullantı suyunun pH dəyəri hidrogen peroksidin təmizlənməsinin səmərəliliyinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Turşu mühitdə hidrogen peroksid tez bir zamanda suya və oksigenə parçalana bilər, siyanidi oksidləşdirmək qabiliyyətini azaldır. Digər tərəfdən, yüksək qələvi mühitdə hidrogen peroksid və siyanid arasındakı reaksiya sürəti də təsirlənə bilər. Hidrogen peroksid və siyanid arasında reaksiya üçün optimal pH diapazonu adətən 8 - 10 civarındadır. Burada reaksiya səmərəli şəkildə davam edə bilər və hidrogen peroksidin parçalanması minimuma endirilir.

Temperatur

Temperatur reaksiya sürətində həlledici rol oynayır. Temperaturun artması ümumiyyətlə hidrogen peroksid və siyanür arasındakı reaksiyanı sürətləndirir. Bununla belə, temperatur yüksəldikcə hidrogen peroksidin parçalanması da əhəmiyyətli olur. Temperatur 50°C-dən çox olduqda, hidrogen peroksidin parçalanması o qədər sürətli ola bilər ki, oksidləşdirici siyanid üçün mövcud olan hidrogen peroksidin miqdarını azaldır. Buna görə də, praktik istehsalda, reaksiya sürətini və hidrogen peroksidin sabitliyini tarazlaşdırmaq üçün temperaturu ağlabatan diapazonda diqqətlə idarə etmək lazımdır.

Siyanid və Hidrogen Peroksidin Konsentrasiyası

Çirkab suda siyanidin ilkin konsentrasiyası tam oksidləşmə üçün lazım olan hidrogen peroksidin miqdarını müəyyən edir. Daha yüksək siyanid konsentrasiyası daha çox hidrogen peroksid tələb edir. Hidrogen peroksidin dozası qeyri-kafi olarsa, siyanidin oksidləşməsi natamam olacaq və nəticədə standartlara cavab verməyən təmizlənmiş çirkab suları yaranacaq. Əksinə, həddindən artıq hidrogen peroksidin əlavə edilməsi nəinki müalicə xərclərini artırır, həm də artıqlığı aradan qaldırmaq üçün daha mürəkkəb sonrakı müalicə tələb edir. Buna görə də, tullantı sularında sianid konsentrasiyasının dəqiq müəyyən edilməsi və hidrogen peroksidin dozasının müvafiq şəkildə tənzimlənməsi səmərəli təmizləmə üçün vacibdir.

Mədən Sənayesində Case Study

Qızıl hasilatı əməliyyatında qızıl hasilatı prosesində böyük miqdarda natrium siyaniddən istifadə edilir və əhəmiyyətli miqdarda siyanid tərkibli çirkab su əmələ gəlir. Mədən hidrogen peroksid əsaslı təmizləmə prosesini qəbul etdi. Əvvəlcə çirkab suları böyük bir anbarda toplandı. Çirkab suyunun pH-ı əhəngdən istifadə edərək 9-a düzəldildi. Daha sonra ölçmə nasosu vasitəsilə çirkab suya 35% hidrogen peroksid əlavə edildi. Əlavənin miqdarı tullantı sularında siyanidin konsentrasiyasına əsaslanaraq, tam oksidləşməni təmin etmək üçün bir qədər artıq olmaqla hesablanmışdır.

Çirkab su 8 saat ərzində mexaniki qarışdırıcı ilə qarışdırılır. Bu müddət ərzində reaksiya sisteminin temperaturu soyutma və isitmə sistemi vasitəsilə təxminən 35°C səviyyəsində saxlanılmışdır. Reaksiyadan sonra qalıq hidrogen peroksidi parçalamaq üçün natrium sulfit əlavə edildi. Təmizlənmiş çirkab su daha sonra bərk-maye ayrılması üçün çöküntü çəninə göndərilir. Supernatant təhlil edildi və nəticələr göstərdi ki, təmizlənmiş tullantı sularında sianid konsentrasiyası yerli ekoloji atqı standartlarına cavab verən ilkin dəyər olan 500 mq/L-dən 0.5 mq/L-dən aşağı düşmüşdür. Bu hadisə real sənaye şəraitində hidrogen peroksidin təmizlənməsi prosesinin effektivliyini nümayiş etdirir.

Nəticə

Hidrogen peroksidin müalicəsi Natrium siyanid çirkab suları sənaye istehsalında səmərəli və səmərəli üsuldur. Reaksiya prinsiplərini başa düşmək, proses axınını optimallaşdırmaq və pH, temperatur və reagent dozaları kimi əsas amillərə nəzarət etməklə siyanid tərkibli çirkab suların yüksək keyfiyyətli təmizlənməsinə nail olmaq olar. Bununla belə, sabit müalicə səmərəliliyini və ekoloji qaydalara uyğunluğu təmin etmək üçün istehsal prosesi zamanı davamlı monitorinq və tənzimləmə tələb olunur. Ekoloji tələblər getdikcə sərtləşdikcə, natrium siyanidli çirkab sular üçün hidrogen peroksidin təmizlənməsi metodunun ekoloji mühitin qorunmasında daha da mühüm rol oynayacağı gözlənilir.