Natrium-sianid tullantı sularının hidrogen peroksidlə təmizlənməsinin istehsalat təcrübəsi

giriş

Natrium siyanid mədənçilik, elektrokaplama və kimyəvi sintez kimi sənaye sahələrində geniş istifadə olunan yüksək zəhərli kimyəvi maddədir. Lakin, bu proseslərdən əmələ gələn çirkab sularında yüksək konsentrasiyalı siyanid var və bu, düzgün təmizlənmədikdə ətraf mühit və insan sağlamlığı üçün ciddi təhlükə yaradır. Hidrogen peroksidlə müalicə, tərkibində natrium siyanid olan çirkab suların təmizlənməsi üçün təsirli və nisbətən təhlükəsiz bir üsul kimi ortaya çıxmışdır. Bu məqalədə reaksiya prinsiplərindən tutmuş faktiki əməliyyat prosedurlarına qədər aspektləri əhatə edən bu cür çirkab suların təmizlənməsi üçün hidrogen peroksiddən istifadənin istehsal təcrübəsinə nəzər salınır .

Reaksiya Prinsipləri

Sianidin hidrogen peroksid ilə oksidləşməsi

Hidrogen peroksid və Natrium Sianid arasındakı reaksiya oksidləşmə-reduksiya prosesidir. Sulu məhlulda hidrogen peroksid oksidləşdirici maddə kimi çıxış edir. Sianid ionunu nisbətən daha az zəhərli maddələrə oksidləşdirir. Müvafiq şəraitdə hidrogen peroksid sianid ionu daxilindəki güclü bağı pozur. Sianiddəki karbon daha yüksək oksidləşmə dərəcəsinə qədər oksidləşir və daha az zərərli ion əmələ gətirir və azot qaz halında ayrılır. Bu reaksiya çox vacibdir, çünki çirkab sularının 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 emalından əvvəl, tərkibində natrium siyanid olan çirkab suları adətən əvvəlcədən emal tələb edir. Bu addım çirkab sularının pH dəyərini müvafiq diapazona uyğunlaşdırmaq məqsədi daşıyır. Adətən, pH bir qədər qələvi vəziyyətə, 8-10 ətrafında tənzimlənir. Bunun səbəbi, hidrogen peroksid və siyanid arasındakı Oksidləşmə Reaksiyasının qələvi mühitdə daha səmərəli olmasıdır. Bundan əlavə, əvvəlcədən emal sonrakı emal prosesini poza biləcək böyük ölçülü çirklərin, asılı bərk maddələrin və digər maddələrin çıxarılmasını əhatə edə bilər. Bu məqsədlə qum filtrləri və ya membran filtrləri kimi filtrasiya üsullarından istifadə edilə bilər.

Hidrogen peroksid əlavəsi

Daha sonra əvvəlcədən təmizlənmiş çirkab sularına müvafiq miqdarda hidrogen peroksid əlavə edilir. Hidrogen peroksidin dozası çirkab sularındakı siyanidin konsentrasiyasına əsasən müəyyən edilir. Ümumiyyətlə, hesablamalar əvvəlcə kimyəvi reaksiyaya əsasən aparılır. Lakin faktiki istehsalda siyanidin tam oksidləşməsini təmin etmək üçün çox vaxt artıq hidrogen peroksid əlavə olunur. Sənaye tətbiqlərində istifadə olunan hidrogen peroksidin konsentrasiyası adətən 30% - 50% arasında dəyişir. Hidrogen peroksidin əlavə edilməsi ölçmə nasosları vasitəsilə əldə edilə bilər ki, bu da Çirkab Sularının Təmizlənməsi Çəninə daxil olan hidrogen peroksidin axın sürətini və miqdarını dəqiq idarə edə bilir.

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

Natrium Sianid Çirkab Sularının hidrogen peroksidlə təmizlənməsi sənaye istehsalında etibarlı və effektiv bir üsuldur. Reaksiya prinsiplərini anlamaq, proses axınını optimallaşdırmaq və pH, temperatur və reagent dozaları kimi əsas amilləri idarə etməklə siyanid tərkibli çirkab sularının yüksək keyfiyyətli təmizlənməsinə nail olmaq olar. Bununla belə, sabit təmizlənmə səmərəliliyini və ətraf mühit qaydalarına uyğunluğu təmin etmək üçün istehsal prosesi zamanı davamlı monitorinq və tənzimləmə tələb olunur. Ətraf mühit tələbləri getdikcə sərtləşdikcə, natrium siyanid çirkab suları üçün hidrogen peroksidlə təmizlənmə metodunun ekoloji mühitin qorunmasında daha da vacib rol oynayacağı gözlənilir.