Sianid tullantılarının hidrogen peroksidlə təmizlənməsi üsulları

giriş

Sianid tullantıları qızıl mədənində və hasilat prosesində sianiddən istifadə edən digər sənaye sahələrində əmələ gələn əlavə məhsullardır . Zəhərli sianid birləşmələrinin olması səbəbindən sianid tullantıları ətraf mühit üçün ciddi təhlükə yaradır. Hidrogen peroksidlə müalicə bu tullantılarla mübarizə aparmaq üçün təsirli bir üsuldur. Bu məqalədə bu təmizləmə üsulu ətraflı araşdırılacaq.

Hidrogen peroksidin müalicəsi prinsipi

Hidrogen peroksid (H₂O₂) güclü oksidləşdirici maddədir. Sianid tullantılarının emalı zamanı əsas prinsip hidrogen peroksidin sianid birləşmələri ilə qələvi mühitdə (adətən pH 10-11) reaksiyaya girməsidir. Maddələr (adətən mis ionları, Cu²⁺) tərəfindən katalizləşdirilən 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), karbon qazı (CO₂) və azot (N₂) kimi daha az zərərli maddələrə parçalana bilər .

CNO⁻ + 2H₂O → NH₃ + HCO₃⁻

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

Müalicə addımları

Tullantıların Qarışdırılması Hazırlanması : Əvvəlcə siyanid tullantılarından qarışdırma üsulu ilə süzülməlidir. Bu, adətən tullantılara su əlavə etməklə və onları uyğun bir qabda (məsələn, böyük ölçülü qarışdırma çəni) yaxşıca qarışdırmaqla edilir. Qarışdırmanın konsistensiyası hidrogen peroksid və siyanid tərkibli hissəciklər arasında yaxşı təmas təmin etmək üçün tənzimlənir.

pH Tənzimlənməsi : Sianid tullantılarının pH-ı müvafiq qələvi diapazonuna, adətən pH 10-11-ə qədər tənzimlənir. Bu addım çox vacibdir, çünki hidrogen peroksidin sianidlə oksidləşmə reaksiyası pH dəyərindən çox asılıdır. pH-ı artırmaq üçün adətən əhəng (Ca(OH)₂) və ya natrium hidroksid (NaOH) istifadə olunur.

Katalizator Əlavəsi : Mis əsaslı katalizatorlar, məsələn, mis sulfat (CuSO₄), məhlula əlavə olunur. Mis ionları hidrogen peroksid və siyanid arasındakı reaksiyanı katalizləşdirə bilər və reaksiya sürətini əhəmiyyətli dərəcədə sürətləndirir. Məhlulda mis ionlarının konsentrasiyası adətən təxminən 50 mq/L səviyyəsində idarə olunur. Lakin, tullantılarda 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 olunur. Əlavə edilən hidrogen peroksidin miqdarı tullantılardakı siyanidin konsentrasiyasından asılıdır. Hidrogen peroksidin siyanidə molyar nisbəti ümumiyyətlə 3:1 - 8:1 arasında dəyişir. Məsələn, tullantılardakı siyanid miqdarı yüksəkdirsə, daha yüksək hidrogen peroksid nisbəti tələb olunur. Vahid paylanmanı və tam reaksiyanı təmin etmək üçün hidrogen peroksid davamlı qarışdırmaqla yavaş-yavaş əlavə edilməlidir.

Reaksiya və Qarışdırma : Reaksiya zamanı məhlul davamlı olaraq qarışdırılır ki, reaktivlər arasında kifayət qədər təmas təmin edilsin. Reaksiya müddəti ilkin siyanid konsentrasiyasından və emal 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, emal olunmuş şlam üzərində bərk - maye ayrılması həyata keçirilir. Buna qatılaşdırıcıda çöküntüləmə və ardınca filtr presindən istifadə edərək filtrasiya kimi üsullarla nail olmaq olar. Ayrılmış bərk maddə (yəni emal olunmuş tullantılar) təhlükəsiz şəkildə utilizasiya edilə bilər, məsələn, yaxşı astarlanmış və nəzarət altında olan tullantı hovuzunda saxlanıla bilər. Sianid və digər maddələrin konsentrasiyaları azaldılmış filtrat, şərait imkan verərsə, istehsal prosesində əlavə emal edilə və ya təkrar istifadə edilə bilər.

Müalicənin effektivliyinə təsir edən amillər

Hidrogen Peroksid Konsentrasiyası : Əlavə edilən hidrogen peroksidin konsentrasiyası nə qədər yüksək olarsa, siyanidə oksidləşmə təsiri bir o qədər yaxşıdır. Lakin, hidrogen peroksidin həddindən artıq istifadəsi yalnız xərcləri artırmaqla yanaşı, yan reaksiyalara və potensial ekoloji problemlərə də səbəb ola bilər.

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

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

Reaksiya müddəti : Sianidin mümkün qədər tam oksidləşməsini təmin etmək üçün kifayət qədər reaksiya müddəti tələb olunur. Qeyri-kafi reaksiya müddəti emal olunmuş tullantılarda qalıq sianidin əmələ gəlməsinə səbəb olacaq.

İlkin Sianid Konsentrasiyası : Tullantılarda ilkin sianid konsentrasiyası nə qədər yüksək olarsa, tam emal əldə etmək bir o qədər çətinləşir və daha çox hidrogen peroksid və daha uzun reaksiya müddəti tələb oluna bilər.

Hidrogen peroksid müalicəsinin üstünlükləri

Yüksək Oksidləşmə Səmərəliliyi : Hidrogen peroksid sərbəst sianid və bəzi metal - sianid kompleksləri də daxil olmaqla müxtəlif sianid formalarını effektiv şəkildə oksidləşdirə bilər və sianid tullantılarının toksikliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

Nisbətən Sadə Proses : Bəzi digər siyanid emalı üsulları (məsələn, mürəkkəb kimyəvi çöküntü və ya bioloji emal üsulları) ilə müqayisədə hidrogen peroksid emalı prosesi nisbətən intuitivdir və istifadəsi asandır.

İkinci dərəcəli çirklənmə riskinin aşağı olması : Hidrogen peroksid oksidləşmə reaksiyasının yan məhsulları daha az zərərlidir. Aralıq məhsul siyanat daha da zəhərli olmayan maddələrə parçalana bilər və hidrogen peroksidin özü suya və oksigenə parçalanaraq ikinci dərəcəli çirklənmə riskini minimuma endirir.

Geniş Tətbiq : Bu üsul həm kiçik miqyaslı mədən əməliyyatlarına, həm də irimiqyaslı sənaye müəssisələrinə tətbiq olunur və bu da onu siyanid tullantılarının təmizlənməsi üçün çox yönlü seçim halına gətirir.

Case

Qızıl Mədən Şirkəti : [Xüsusi yerdə] yerləşən bir qızıl mədən şirkətində yüksək sianid konsentrasiyasına malik çoxlu miqdarda sianid tullantıları var idi. Onlar hidrogen peroksid emalı metodunu tətbiq etdilər. Proses parametrlərini optimallaşdırmaqla, o cümlədən pH-ı 10.5-ə tənzimləməklə, katalizator kimi 50 mq/L konsentrasiyasında mis sulfat əlavə etməklə, 5:1 hidrogen peroksid-sianid molar nisbətindən istifadə etməklə və 1.5 saatlıq reaksiya aparmaqla, onlar tullantılardakı sianid konsentrasiyasını tənzimləyici standartlardan çox aşağı səviyyəyə endirdilər. Təmizlənmiş tullantılar tullantı hovuzunda təhlükəsiz şəkildə saxlanıldı və filtrat mədən prosesində təkrar istifadə edildi və bu da su sərfiyyatını azaldıb.

Kiçik Miqyaslı Mədən Əməliyyatı : Ucqar bir ərazidə kiçik miqyaslı qızıl mədən əməliyyatı da siyanid tərkibli tullantılar problemi ilə üzləşdi. Məhdud resurslara görə, əməliyyat sadəliyini nəzərə alaraq, onlar hidrogen peroksid emal üsulunu seçdilər. Tullantılardakı təxmin edilən siyanid tərkibinə uyğun olaraq əlavə edilən hidrogen peroksidin miqdarını diqqətlə idarə etməklə, yerli olaraq mövcud olan əhənglə pH-ı tənzimləməklə və qarışdırmaq üçün sadə mexaniki qarışdırıcıdan istifadə etməklə, onlar tullantıların siyanid toksikliyini uğurla azaltdılar. Emal miqyası kiçik olsa da, tullantıların utilizasiyası üçün yerli ekoloji tələbləri ödəmək və ətraf mühiti potensial siyanid çirklənməsindən qorumaq üçün kifayət idi.

Ehtiyat

Hidrogen peroksidin təhlükəsiz istifadəsi : Hidrogen peroksid güclü oksidləşdirici maddədir və düzgün istifadə edilmədikdə son dərəcə təhlükəli ola bilər. Emal prosesində iştirak edən işçilər əlcək, eynək və qoruyucu geyim kimi müvafiq fərdi qoruyucu vasitələrdən istifadə etməlidirlər. Hidrogen peroksidin saxlanması zamanı təsadüfən parçalanmanın və ya alışan maddələrlə təmasın qarşısını almaq üçün təhlükəsizlik qaydalarına ciddi şəkildə riayət edilməlidir.

Dəqiq Monitorinq : Reaksiya prosesinin davamlı monitorinqi vacibdir. Buraya reaksiya zamanı məhlulun pH dəyəri, hidrogen peroksid və siyanidin konsentrasiyaları, eləcə də reaksiya temperaturu izlənilməsi daxildir. Emal prosesinin gözlənildiyi kimi davam etməsini təmin etmək və zəruri hallarda vaxtında düzəlişlər etmək üçün müntəzəm nümunə götürmə və analiz aparılmalıdır.

Təmizlənmiş Tullantıların Utilizasiyası : Emaldan sonra belə, bərk tullantılar ətraf mühit standartlarına cavab verən adi tullantı hovuzunda saxlanılmalıdır. Tullantı hovuzu qalıq zərərli maddələrin torpağa və yeraltı sulara sızmasının qarşısını almaq üçün uyğun astarlı quruluşa malik olmalıdır.

Ətraf Mühitə Təsirin Qiymətləndirilməsi : Hidrogen peroksidlə təmizləmə metodunu tətbiq etməzdən əvvəl, onun hava, su və torpağın keyfiyyətinə, eləcə də ətraf ekosistemə potensial təsirlərini qiymətləndirmək üçün hərtərəfli ətraf mühitə təsirin qiymətləndirilməsi aparılmalıdır. Bu qiymətləndirmə təmizləmə prosesini optimallaşdırmağa kömək edir və ətraf mühit qaydalarına 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.