Sianid Mis Kaplama Tullantı Sularında Misin Bərpası Metodu üzrə Tədqiqat

1. Giriş

Ekoloji cəhətdən təmiz və resursa qənaət edən elektrokaplama rejiminin yaradılması hazırda elektrokaplama sənayesinin davamlı inkişafı üçün iki əsas mövzudur. Dünyada əlvan metal ehtiyatlarının çatışmazlığı və metal materialların elektrokaplama qiymətinin davamlı artması kontekstində resursa qənaət edən elektrokaplama texnologiyasının tətbiqi çox diqqət çəkib. Çin elektrokaplama müəssisələrinin nisbətən qısa inkişaf tarixi var. İnkişafın ilkin mərhələsində vəsait çatışmazlığı və geridə qalmış texnologiya var idi. Kiçik elektrokaplama fabriklərinin əksəriyyəti elektrokaplama çirkab sularında metal materialların bərpası barədə məlumatlı deyil, bərpa üsulları üzərində tədqiqatlar aparmır. Sianid mis örtüyü və mis ərintisi elektrokaplama çirkab suları üçün sianid parçalanmasından sonra iki valentli misin əmələ gətirdiyi çöküntülər incə hissəciklərdir və bu da çətin çökmə və ayrılmaya və yüksək xərclərə səbəb olur. Buna görə də yeni bərpa proseslərinin öyrənilməsi təcili olaraq vacibdir.

2. Metod Prinsipləri

2.1 Sianid Mis Kaplama və Mis Alaşımlı Tullantı Sularının Təmizlənməsi

Natrium hipoxlorit istifadə edərək ənənəvi siyanid parçalama prosesində, siyanid tərkibli çirkab sularının pH-ı adətən natrium hidroksid əlavə etməklə 11-12-yə tənzimlənməlidir. Sianid parçalama prosesi zamanı siyanid karbon qazına və azota çevrilir və birvalentli mis ionları ikivalentli mis ionlarına oksidləşir və sonra çirkab sularında asılı qalan əsas mis karbonatının incə hissəciklərini əmələ gətirir. Təbii çöküntüləmə bir gündən çox vaxt aparır və yenə də tam çöküntüyə nail ola bilmir. Tam çöküntüyə və ayrılmağa nail olmaq üçün çoxlu miqdarda koaqulyant və flokulyant tələb olunur. Keçmişdə mis bərpa olunmadıqda, siyanid parçalanmasından sonra çirkab suları əhəng üsulu ilə təmizlənən kompleks turşu tərkibli çirkab sularına qarışdırılırdı. Əsas mis karbonat kompleks çirkab sularındakı çöküntülərə adsorbsiya olunur və nəhayət çökdürülür və ayrılır.

Yeni siyanidin parçalanması prosesi pH-ı tənzimləmək üçün əhəng əlavə etməkdir. Sianidin parçalanması zamanı yaranan karbon qazı kalsium oksidi ilə reaksiyaya girərək kalsium karbonat əmələ gətirir. Eyni zamanda, əsas mis karbonat kalsium karbonatla birlikdə çökür və böyük hissəciklər çöküntüləri əmələ gətirir.

2.2 Digər mis tərkibli tullantı sularının təmizlənməsi

Turşu parlaq mis örtüklü çirkab sulardakı ikivalentli mis ionları mis hidroksid yaratmaq üçün əhənglə, sulfat turşusu isə əhənglə reaksiyaya girərək kalsium sulfat və su əmələ gətirir. Mis pirofosfat örtüklü tullantı sularında pirofosfat radikalı və mis ionları kompleks şəklində mövcuddur. Əhənglə müalicə edildikdə, pirofosfat radikalı kalsium oksidi ilə reaksiyaya girərək kalsium pirofosfat çöküntüsünü əmələ gətirir, mis ionları isə kalsium oksidi ilə reaksiyaya girərək mis hidroksid əmələ gətirir.

3. Bərpa prosesi

3.1 Mis tərkibli çirkab suların tərkibi

Mis tərkibli çirkab sularına siyanid mis örtüyü, mis-sink ərintisi, mis-qalay ərintisi, turşulu parlaq mis örtüyü və mis pirofosfat örtüklü çirkab suları kimi bir neçə növ daxildir. Sianid mis örtüyü, mis-sink ərintisi və mis-qalay ərintisi çirkab suları siyanid tərkibli çirkab su tənzimləmə çəninə, turşulu parlaq mis örtüyü və mis pirofosfat örtüklü çirkab suları isə mis tərkibli çirkab su tənzimləmə çəninə axır. Sianid mis örtüyü və mis ərintisi çirkab sularında mis ionları ilə komplekslər əmələ gətirən natrium siyanid , kalium natrium tartrat və ammonium tiosianat kimi kompleksləşdirici maddələr var. Mis pirofosfat örtüklü çirkab sularında mis pirofosfat kompleksləri var. Sianid mis örtüyü və mis ərintisi çirkab suları ümumi mis tərkibli çirkab sularının təxminən 90%-ni, turşulu parlaq mis örtüyü və mis pirofosfat örtüklü çirkab suları isə təxminən 10%-ni təşkil edir.

3.2 Mis komplekslərinin oksidləşmə prosesi

Mis bərpa etməzdən əvvəl elektrokaplama çirkab sularında mis komplekslərini parçalamaq və Cu⁺ ionlarını Cu²⁺ ionlarına oksidləşdirmək lazımdır. Natrium hipoxlorit məhlulu və hidrogen peroksidin kombinasiya üsulu sianid və kalium natrium tartrat kimi kompleksləşdirici maddələri parçalamaq üçün istifadə olunur. Üç sianid sındıran çən var. Tərkibində sianid olan tullantı suları və mis tərkibli çirkab suları birinci mərhələdə sianid parçalayan çənə vurulur. Əhəng südü pH səviyyəsini 11 - 12-ə tənzimləmək üçün əlavə edilir və əhəng südünün əlavə miqdarı pH nəzarət sistemi ilə tənzimlənir. Eyni zamanda siyanidi parçalamaq üçün natrium hipoxlorit məhlulu əlavə edilir. Hidrogen peroksid siyanidin və kalium natrium tartrat kimi oksidləşdirici kompleksləşdirici maddələrin parçalanmasına davam etmək üçün ikinci mərhələ sianid-parçalama çəninə əlavə edilir. Yavaş reaksiya sürətinə görə üçüncü mərhələli sianid parçalayıcı çən əlavə edilir. Üçüncü mərhələli sianid sındıran çəndə sianid və kalium natrium tartrat kimi kompleksləşdirici maddələrin çıxarılması kimyəvi analiz məlumatlarına və təcrübəyə əsasən yoxlanılır. Oksidləşmə reaksiyasının başa çatması ilə çirkab sulardakı Cu⁺ tamamilə Cu²⁺-ə çevrilir və əsas mis karbonat və mis hidroksid çöküntüləri əmələ gəlir. Bu proses zamanı mis pirofosfat örtüklü tullantı suları əhənglə reaksiyaya girdikdən sonra mis və pirofosfat radikalından əmələ gələn kompleks parçalanır və mis hidroksid əmələ gəlir. Təhlil məlumatları göstərir ki, bu proses çirkab suların axıdılması standartlarına cavab verə bilər. PH-ı tənzimləmək və mis ionlarını çökdürmək üçün əhəng əlavə etmək müalicə xərclərini azaldır və əhəng həm də koaqulyant köməkçisi rolunu oynayır və pirofosfat radikalını tamamilə çökdürür.

3.3 Misin bərpası

Yuxarıda göstərilən prosesdə elektrokaplama çirkab sularında olan mis ionları əsas mis karbonat çöküntülərinə çevrilir. Əgər əlavə edilən əhəng miqdarı çox olarsa, mis ionları da mis hidroksid çöküntülərinə çevrilə bilər. Mis pirofosfatla örtülmüş çirkab suda pirofosfat radikalını çökdürmək üçün əhəng tələb olunduğu üçün əlavə edilən əhəng miqdarı çox az ola bilməz. Əhəngin dəyəri çox aşağıdır və müalicə prosesində müvafiq artıqlıqda əlavə edilə bilər.

Sianid tərkibli və mis tərkibli tullantı suları üç mərhələli sianid parçalayıcı çənlərdə təmizləndikdən sonra flokulyasiya çəninə axır. Həddindən artıq hidrogen peroksidi azaltmaq üçün flokulyasiya çəninə natrium pirosulfit əlavə edilir və çöküntü hissəciklərini böyütmək üçün poliakrilamid flokulyant əlavə edilir. Flokulyasiya çəninə natrium pirosulfit əlavə edilmədikdə, siyanidin parçalanmasından sonra qalıq hidrogen peroksid oksigen hasil etmək üçün parçalanır və bu, çöküntü hissəciklərinin səthində adsorbsiya edilir və çöküntülərin üzməsinə səbəb olur. Əlavə edilmiş natrium pirosulfitin miqdarı elə olmalıdır ki, çöküntülər üzməsin və müvafiq artıqlıq qəbul edilə bilər.

Flokulyasiya çənindən keçdikdən sonra tullantı suları maili borulu çöküntü çəninə axır. Çöküntülər sudan ayrıldıqdan sonra çöküntü qatılaşdırma çəninə daxil olur və sonra filtr presi ilə süzülür. Filtr tortu bərpa olunur və filtrat yenidən tənzimləmə çəninə axır. Bərpa edilmiş mis tərkibli filtr tortu peşəkar bir şirkət tərəfindən alınır və mis sulfat istehsal etmək üçün peşəkar istehsalçıya göndərilir və ya elektrolitik mis istehsalı üçün də istifadə edilə bilər.

4. Faydaları

Mis tərkibli çirkab suları dörd elektrokaplama sexində istehsal olunur. Təhlil və monitorinq məlumatları göstərir ki, Sianid mis örtüklü çirkab sularında misin orta kütlə konsentrasiyası 345 mq/L-dir, yəni hər ton çirkab suda 0.345 kq mis var. Ayda sianid mis örtüklü çirkab sularının ümumi miqdarı təxminən 4600 tondur və tərkibində 1587 kq mis var. Digər mis tərkibli çirkab sulardakı mislə birlikdə ayda təxminən 1700 kq mis bərpa edilə bilər. Şirkətin mis tərkibli çamur satışından əldə etdiyi aylıq gəlir 30.000-40.000 RMB-dir. Şirkətin elektrokaplama çirkab sularından mis bərpa etməsi metal misin səmərəsiz istehlakının qarşısını alır, təkcə elektrokaplama xərclərini azaltmır, həm də elektrokaplama çamurunun ətraf mühitə ikinci dərəcəli çirklənməsini azaldır və yaxşı iqtisadi və sosial faydalar əldə edir.

5. Nəticə

Elektrokaplama sənayesi çox çirkləndirici sənayedir. Çində çirkab suların elektrokaplanması üçün təmizlənmə prosesləri və texnologiyalarının nisbətən geri qaldığı indiki vəziyyətdə, elektrokaplama çirkab sularında əlvan metalların bərpası üsullarının fəal şəkildə öyrənilməsi resursa qənaət edən və ekoloji cəhətdən təmiz elektrokaplama rejiminin qurulması və elektrokaplama sənayesinin davamlı inkişafının təmin edilməsi üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir. Bu yazıda tədqiq olunan əhəngdən istifadə edərək misin bərpası üçün sianid mis örtüklü və digər mis tərkibli tullantı sularının təmizlənməsi üsulu praktiki tətbiqlərdə yaxşı nəticələr göstərmiş və elektrokaplama sənayesinin yaşıl inkişafı üçün mümkün bir yol təqdim etmişdir.