Sianid tullantılarının hidrogen peroksidlə təmizlənməsi üsulları

giriş

Siyanid tullantıları qızıl mədənlərində və istifadə olunan digər sənayelərdə yaranan yan məhsullardır siyanür çıxarılması prosesində. Zəhərli sianid birləşmələrinin mövcudluğuna görə, Sianid tullantıları ətraf mühit üçün ciddi təhlükə yaradır. Hidrogen peroksidin müalicəsi bu tullantılarla mübarizə üçün təsirli bir üsuldur. Bu məqalə bu müalicə üsulunu ətraflı araşdıracaq.

Hidrogen peroksidin müalicəsi prinsipi

Hidrogen peroksid (H₂O₂) güclü oksidləşdirici maddədir. Sianid tullantılarını emal edərkən əsas prinsip ondan ibarətdir ki Hidrogen peroksid qələvi mühitdə sianid birləşmələri ilə reaksiya verir (adətən pH 10 - 11). Maddələr (adətən mis ionları, Cu²⁺) tərəfindən katalizləşən aşağıdakı reaksiyalar baş verir:

Sianid (CN⁻) siyanat (CNO⁻) qədər oksidləşir. Reaksiya sadə şəkildə ifadə edilə bilər:

2CN⁻ + 5H₂O₂ + 2OH⁻ → 2CNO⁻ + 6H₂O

Xüsusi şərtlər altında siyanat daha da reaksiyaya girə və ammonyak (NH₃) kimi daha az zərərli maddələrə parçalana bilər. Karbon dioksid (CO₂) və azot (N₂).

CNO⁻ + 2H₂O → NH₃ + HCO₃⁻

Sonradan, ammonyak müvafiq ekoloji şəraitdə daha da oksidləşə və ya uçuculaşa bilər.

Müalicə addımları

Tullantı məhlulunun hazırlanması: Birincisi, sianid tullantılarını şlam halına salmaq lazımdır. Bu, adətən, tullantılara su əlavə etmək və onları uyğun bir qabda (məsələn, iri miqyaslı qarışdırma çəni kimi) yaxşıca qarışdırmaqla həyata keçirilir. Bulamacın tutarlılığı hidrogen peroksid və siyanid tərkibli hissəciklər arasında yaxşı təması təmin etmək üçün tənzimlənir.

pH tənzimlənməsi: Sianid tullantıları məhlulunun pH-ı müvafiq qələvi diapazona, adətən pH 10 - 11-ə uyğunlaşdırılır. Bu addım çox vacibdir, çünki hidrogen peroksidin siyanidlə oksidləşmə reaksiyası pH dəyərindən çox asılıdır. Əhəng (Ca(OH)₂) və ya natrium hidroksid (NaOH) adətən pH-ı artırmaq üçün istifadə olunur.

Katalizator əlavəsi: Mis sulfat (CuSO₄) kimi mis əsaslı katalizatorlar məhlula əlavə edilir. Mis ionları hidrogen peroksid və siyanid arasındakı reaksiyanı kataliz edərək reaksiya sürətini əhəmiyyətli dərəcədə sürətləndirə bilər. Bulamaçdakı mis ionlarının konsentrasiyası adətən təxminən 50 mq/l səviyyəsində idarə olunur. Bununla belə, əgər tullantıların tərkibində artıq kifayət qədər mis və ya digər katalitik maddələr varsa, əlavə katalizator əlavə edilməsinə ehtiyac olmaya bilər.

Hidrogen peroksid əlavəsi: Daha sonra məhlula hidrogen peroksid əlavə edilir. Əlavə edilən hidrogen peroksidin miqdarı tullantılardakı siyanidin konsentrasiyasından asılıdır. Hidrogen peroksidin siyanidə molar nisbəti ümumiyyətlə 3:1 - 8:1 aralığındadır. Məsələn, tullantılarda siyanidin miqdarı yüksəkdirsə, hidrogen peroksidin daha yüksək nisbəti tələb olunur. Hidrogen peroksid vahid paylanma və tam reaksiya təmin etmək üçün davamlı qarışdırmaqla yavaş-yavaş əlavə edilməlidir.

Reaksiya və qarışdırma: Reaksiya zamanı reaktivlər arasında kifayət qədər təması təmin etmək üçün məhlul davamlı olaraq qarışdırılır. Reaksiya müddəti ilkin sianid konsentrasiyası və müalicə məqsədlərindən asılı olaraq dəyişir, ümumiyyətlə 1-2 saatdan az olmamalıdır. Bu dövrdə hidrogen peroksid siyanidi daha az zərərli məhsullara oksidləşdirir.

Bərk - Maye Ayrılması: Reaksiya başa çatdıqdan sonra işlənmiş məhlulda bərk-maye ayrılması aparılır. Buna qatılaşdırıcıda çökmə, sonra filtr presi ilə filtrasiya kimi üsullarla nail olmaq olar. Ayrılmış bərk tullantılar (yəni təmizlənmiş tullantılar) təhlükəsiz şəkildə utilizasiya oluna bilər, məsələn, yaxşı astarlı və nəzarət olunan tullantı gölməçəsində saxlanıla bilər. Sianid və digər maddələrin azaldılmış konsentrasiyası olan filtrat, şərtlər imkan verərsə, istehsal prosesində əlavə emal edilə və ya təkrar istifadə edilə bilər.

Müalicənin effektivliyinə təsir edən amillər

Hidrogen peroksidin konsentrasiyası: Əlavə edilmiş hidrogen peroksidin konsentrasiyası nə qədər yüksək olarsa, siyanidə oksidləşmə effekti bir o qədər yaxşı olar. Bununla belə, hidrogen peroksidin həddindən artıq istifadəsi yalnız xərcləri artırmır, həm də yan reaksiyalara və potensial ekoloji problemlərə səbəb ola bilər.

pH dəyəri: Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, reaksiya sisteminin pH dəyəri reaksiya sürətinə və səmərəliliyinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. 10 - 11 optimal pH diapazonundan sapmalar siyanidin hidrogen peroksidlə oksidləşmə reaksiyasını ləngidir.

Katalizator konsentrasiyası: Mis əsaslı katalizatorun konsentrasiyası reaksiya sürətinə təsir edir. Katalizator konsentrasiyası çox aşağı olarsa, reaksiya çox yavaş ola bilər; çox yüksək olarsa, digər mürəkkəb kimyəvi reaksiyalara səbəb ola bilər və həmçinin xərcləri artıra bilər.

Reaksiya müddəti: Sianidin mümkün qədər tam oksidləşməsini təmin etmək üçün kifayət qədər reaksiya müddəti tələb olunur. Qeyri-kafi reaksiya müddəti emal edilmiş tullantılarda siyanidin qalıqları ilə nəticələnəcək.

İlkin Sianid Konsentrasiyası: Tullantılarda ilkin sianid konsentrasiyası nə qədər yüksək olarsa, tam təmizlənməyə nail olmaq bir o qədər çətindir və daha çox hidrogen peroksid və daha uzun reaksiya müddəti tələb oluna bilər.

Hidrogen peroksid müalicəsinin üstünlükləri

Yüksək Oksidləşmə Effektivliyi: Hidrogen peroksid siyanidin müxtəlif formalarını, o cümlədən sərbəst siyanidi və bəzi metal-sianid komplekslərini effektiv şəkildə oksidləşdirə bilər və siyanid tullantılarının toksikliyini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər.

Nisbətən Sadə Proses: Bəzi digər sianidlərin təmizlənməsi üsulları ilə (məsələn, mürəkkəb kimyəvi çöküntü və ya bioloji təmizləmə üsulları) müqayisədə hidrogen peroksidin təmizlənməsi prosesi nisbətən intuitivdir və istifadəsi asandır.

İkincil çirklənmə riskinin aşağı olması: Hidrogen peroksidin oksidləşmə reaksiyasının yan məhsulları daha az zərərlidir. Aralıq məhsul siyanat daha sonra qeyri-toksik maddələrə parçalana bilər və hidrogen peroksidin özü su və oksigenə parçalanaraq ikinci dərəcəli çirklənmə riskini minimuma endirir.

Geniş Uyğunluq: Bu üsul həm kiçik miqyaslı mədən əməliyyatlarına, həm də iri miqyaslı sənaye müəssisələrinə tətbiq oluna bilər və bu, onu sianid tullantılarının təmizlənməsi üçün çox yönlü seçim edir.

Case

Qızıl Mədən Şirkəti: [Xüsusi yerdə] yerləşən qızıl mədən şirkətində yüksək siyanid konsentrasiyasına malik böyük miqdarda sianid tullantıları var idi. Onlar hidrogen peroksidin müalicəsi üsulunu qəbul etdilər. Proses parametrlərini optimallaşdırmaqla, o cümlədən pH-ı 10.5-ə uyğunlaşdırmaqla. katalizator kimi mis sulfatın 50 mq/L konsentrasiyasında əlavə edilməsi, hidrogen peroksidin siyanidin molar nisbəti 5:1 olması. və 1.5 saatlıq reaksiya apararaq, onlar tullantılardakı siyanidin konsentrasiyasını tənzimləyici standartlardan xeyli aşağı səviyyəyə qədər uğurla azaldıblar. Təmizlənmiş tullantılar tullantı anbarında təhlükəsiz şəkildə saxlanılmış və filtrat mədən prosesində təkrar istifadə edilərək su sərfiyyatı azalmışdır.

Kiçik miqyaslı mədən əməliyyatı: Uzaq bir ərazidə kiçik miqyaslı qızıl hasilatı əməliyyatı da siyanid tərkibli tullantılar problemi ilə üzləşdi. Məhdud resurslara görə, əməliyyatın sadəliyini nəzərə alaraq, hidrogen peroksidin müalicəsi üsulunu seçdilər. Tullantılarda təxmin edilən siyanidin miqdarına uyğun olaraq əlavə edilən hidrogen peroksidin miqdarına diqqətlə nəzarət etməklə, yerli mövcud əhənglə pH-nı tənzimləməklə və qarışdırmaq üçün sadə mexaniki qarışdırıcıdan istifadə etməklə, onlar tullantıların siyanidin toksikliyini uğurla azaldıblar. Təmizləmə miqyasının kiçik olmasına baxmayaraq, tullantıların atılması üçün yerli ekoloji tələblərə cavab vermək, ətraf mühiti sianidlə potensial çirklənmədən qorumaq kifayət idi.

Ehtiyat

Hidrogen peroksidin təhlükəsiz istifadəsi: Hidrogen peroksid güclü oksidləşdirici maddədir və düzgün istifadə edilmədikdə son dərəcə təhlükəli ola bilər. Müalicə prosesində iştirak edən işçilər əlcəklər, eynəklər və qoruyucu geyimlər kimi müvafiq fərdi qoruyucu vasitələrdən istifadə etməlidirlər. Hidrogen peroksidin saxlanması da təsadüfi parçalanmanın və ya alışan maddələrlə təmasının qarşısını almaq üçün təhlükəsizlik qaydalarına ciddi şəkildə riayət etməlidir.

Dəqiq Monitorinq: Reaksiya prosesinin davamlı monitorinqi vacibdir. Buraya reaksiya zamanı məhlulun pH dəyərinin, hidrogen peroksidin və siyanidin konsentrasiyalarının, həmçinin reaksiya temperaturunun monitorinqi daxildir. Müalicə prosesinin gözlənildiyi kimi davam etməsini təmin etmək və zəruri hallarda vaxtında düzəlişlər etmək üçün müntəzəm nümunə götürmə və təhlil aparılmalıdır.

Təmizlənmiş tullantıların atılması: Təmizləndikdən sonra belə bərk tullantılar ekoloji standartlara cavab verən adi tullantı anbarında saxlanmalıdır. Qalıq zərərli maddələrin torpağa və qrunt sularına sızmasının qarşısını almaq üçün tullantı anbarı uyğun üzlük quruluşuna malik olmalıdır.

Ətraf Mühitə Təsirin Qiymətləndirilməsi: Hidrogen peroksidin təmizlənməsi metodunu tətbiq etməzdən əvvəl onun hava, su və torpağın keyfiyyətinə, eləcə də ətraf ekosistemə potensial təsirlərini qiymətləndirmək üçün ətraf mühitə hərtərəfli təsirin qiymətləndirilməsi aparılmalıdır. Bu qiymətləndirmə müalicə prosesini optimallaşdırmağa kömək edir və ekoloji qaydalara uyğunluğu təmin edir.

Nəticə olaraq, hidrogen peroksidin təmizlənməsi üsulu sianid tullantılarının təmizlənməsi üçün əlverişli və effektiv həll yolu təqdim edir. Onun prinsipini başa düşmək, düzgün müalicə addımlarını izləmək, təsir edən amilləri nəzərə almaq və lazımi ehtiyat tədbirlərini görməklə bu üsul sianid tullantılarının yaratdığı ekoloji riskləri əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər, mədənçıxarma sənayesinin davamlı inkişafına və ətraf mühitin mühafizəsinə töhfə verə bilər.