Sianid Mis Kaplama Tullantı Sularında Misin Bərpası Metodu üzrə Tədqiqat

1. Giriş

Ekoloji cəhətdən təmiz və resurslara qənaət edən elektrokaplama rejiminin yaradılması hal-hazırda elektrokaplama sənayesinin davamlı inkişafı üçün iki əsas mövzudur. Dünyada əlvan metal ehtiyatlarının qıtlığı və metal materialların elektrokaplama maya dəyərinin davamlı artması şəraitində resursa qənaət edən elektrokaplama texnologiyasının tətbiqi böyük diqqəti cəlb etmişdir. Çin elektrokaplama müəssisələri nisbətən qısa inkişaf tarixinə malikdir. İnkişafın ilkin mərhələsində vəsait çatışmazlığı və geridə qalmış texnologiya var idi. Əksər kiçik elektrokaplama fabrikləri elektrokaplama tullantı sularında metal materialların bərpası haqqında məlumatlı deyillər, nəinki bərpa üsulları ilə bağlı araşdırmalar. üçün siyanür mis örtük və mis ərintisi elektrokaplama çirkab suları, siyanidin parçalanmasından sonra ikivalentli misin əmələ gətirdiyi çöküntülər incə hissəciklərdir, bu da çətin yağıntı və ayrılma və yüksək xərclərlə nəticələnir. Buna görə də yeni bərpa proseslərini öyrənmək təcilidir.

2. Metod Prinsipləri

2.1 Sianid Mis Kaplama və Mis Alaşımlı Tullantı Sularının Təmizlənməsi

Natrium hipoxloritdən istifadə etməklə ənənəvi siyanidin parçalanması prosesində sianid tərkibli çirkab suların pH-ı adətən natrium hidroksid əlavə etməklə 11 - 12-ə düzəldilməlidir. Sianidin parçalanması prosesi zamanı siyanid karbon qazına və azota çevrilir, birvalent mis ionları isə ikivalentli mis ionlarına oksidləşir, sonra isə tullantı sularında asılmış əsas mis karbonatın incə hissəciklərini əmələ gətirir. Təbii çökmə bir gündən çox vaxt aparır və hələ də tam yağıntıya nail ola bilmir. Tam yağıntıya və ayrılmağa nail olmaq üçün böyük miqdarda koaqulyant yardımı və flokulyant tələb olunur. Əvvəllər mis çıxarılmayanda sianid parçalandıqdan sonra tullantı suları əhəng üsulu ilə təmizlənmiş kompleks turşu tərkibli çirkab sulara qarışdırılırdı. Əsas mis karbonat kompleks tullantı sularında çöküntülər üzərində adsorbsiya edilmiş və nəhayət çökdürülmüş və ayrılmışdır.

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 tullantı sularına sianid mis örtüklü, mis-sink ərintisi, mis-qalay ərintisi, turşulu parlaq mis örtüklü və mis pirofosfat örtüklü çirkab suları kimi bir neçə növ daxildir. Siyanid mis örtük, mis-sink ərintisi və mis-qalay ərintisi çirkab suları sianid tərkibli çirkab suların tənzimləmə çəninə, asidik parlaq mis örtüklü və mis pirofosfat örtüklü çirkab suları isə mis tərkibli çirkab suların tənzimlənməsi çəninə axır. Sianid mis örtüklü və mis ərintisi çirkab suları kimi kompleksləşdirici maddələr ehtiva edir Natrium siyanid, mis ionları ilə komplekslər əmələ gətirən kalium natrium tartrat və ammonium tiosiyanat. Mis pirofosfat örtüklü çirkab sularda mis pirofosfat kompleksləri var. Sianid mis örtüklü və mis ərintisi ilə örtülmüş çirkab sular mis tərkibli tullantı sularının təxminən 90%-ni, turşulu parlaq mis örtüklü və mis pirofosfatla örtülmüş çirkab sular 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 tullantı suları dörd elektrokaplama sexində əmələ gəlir. Təhlil və monitorinq məlumatları göstərir ki, misin orta kütləvi konsentrasiyası Sianid mis örtüklü çirkab su 345 mq/l təşkil edir, yəni hər ton çirkab suyunda 0.345 kq mis var. Ayda sianidli mis örtüklü çirkab suyunun ümumi miqdarı təxminən 4600 ton təşkil edir, tərkibində 1587 kq mis var. Digər mis tərkibli çirkab sulardakı mis ilə birlikdə ayda təxminən 1700 kq mis bərpa edilə bilər. Şirkətin mis tərkibli şlamın satışından əldə etdiyi aylıq gəliri 30.000 - 40.000 RMB təşkil edir. Şirkətin misin elektrokaplama çirkab sularından əldə edilməsi metal misin səmərəsiz istehlakının qarşısını alır, təkcə elektrokaplama xərclərini azaltmaqla yanaşı, həm də elektrokaplama lillərinin ətraf mühitə ikinci dərəcəli çirklənməsini azaldır, yaxşı iqtisadi və sosial fayda 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.