Çirkab Suda Sərbəst Sianidin (CN−) Təmizlənməsi üçün Aktivləşdirilmiş Karbondan İstifadə

giriş

Sənaye çirkab sularında çox vaxt müxtəlif zəhərli maddələr olur, bunlar arasında Pulsuz siyanür (CN−) yüksək toksikliyinə görə xüsusi narahatlıq doğurur. Kiçik dozalarda belə, siyanür ölümcül ola bilər və bu da tərkibindəki çirkab sularının təmizlənməsini kritik ekoloji problemə çevirir. Sianid tərkibli çirkab sularının axıdılmasına nəzarət etmək üçün yalnız standart tələblərə cavab verməyi deyil, həm də tullantılardan və zavod çirkab sularından mümkün qədər çox sianid çıxarmağı hədəfləyən sərt qaydalar mövcuddur. Aktivləşdirilmiş Karbon çirkab sularından sərbəst siyanidin çıxarılması üçün perspektivli bir material kimi ortaya çıxmışdır və bu məqalədə onun tətbiqləri, mexanizmləri və təsir edən amillər ətraflı araşdırılacaq.

Çirkab sularda sianid mənbələri

Tullantı sularında yüksək konsentrasiyalı siyanid əsasən elektrokaplama, sianid əsaslı qızıl hasilatı, koks sobalarında və yüksək sobalarda qazın yuyulması və soyuducu suları, həmçinin bəzi kimya, mineral emalı, sintetik kauçuk, lif və boyaq sənayesi kimi sənaye proseslərindən əldə edilir. Bu çirkab sularda siyanidin konsentrasiyası 1 - 180 mq/l və ya daha yüksək ola bilər.

Sərbəst siyanidin xaric edilməsində aktivləşdirilmiş karbonun mexanizmləri

Fiziki adsorbsiya

Aktivləşdirilmiş karbon yüksək inkişaf etmiş mikroməsaməli quruluşa və adətən 500 ilə 3000 m²/q arasında dəyişən böyük xüsusi səth sahəsinə malikdir. Bu fiziki quruluş ona güclü fiziki adsorbsiya qabiliyyəti verir. Çirkab sularındakı siyanid ionları səthə adsorbsiya edilə bilər. Aktivləşdirilmiş karbon van der Waals qüvvələri vasitəsilə. Geniş səth sahəsi çoxsaylı adsorbsiya sahələri təmin edir və bu da sərbəst siyanidin effektiv şəkildə tutulmasına imkan verir.

Kimyəvi adsorbsiya və katalitik oksidləşmə

Fiziki adsorbsiyadan əlavə, aktivləşdirilmiş karbon kimyəvi reaksiyalarda da iştirak edə bilər. Aktivləşdirilmiş karbon tullantı sularında oksigeni və suyu adsorbsiya etdikdə, onun səthində hidrogen peroksid (H₂O₂) yarada bilər, aktivləşdirilmiş karbon özü katalizator rolunu oynayır. Mis duzlarının iştirakı ilə yaranan H₂O₂ siyanidi oksidləşdirə və parçalaya bilər. Reaksiya mexanizmi aşağıdakı kimidir:

1. H₂O₂ əmələ gəlməsi: Oksigen və su H₂O₂ əmələ gətirmək üçün aktivləşdirilmiş karbon səthində adsorbsiya edilir.

2. Sianidin oksidləşməsi: Sianid mis duzlarının katalitik təsiri altında H₂O₂ ilə oksidləşir, nəticədə sianid daha az zərərli maddələrə parçalanır.

Aktivləşdirilmiş karbonun çıxarılmasının effektivliyinə təsir edən amillər

İlkin Sianid Konsentrasiyası

Çirkab suda sərbəst siyanidin ilkin konsentrasiyası nə qədər yüksək olarsa, adsorbsiya üçün hərəkətverici qüvvə bir o qədər çox olar. Bununla belə, aktivləşdirilmiş karbonun adsorbsiya qabiliyyəti məhdud olduğundan, ilkin konsentrasiya müəyyən dəyəri aşdıqda, xaricetmə səmərəliliyi mütənasib olaraq artmaya bilər. Bəzi tədqiqatlarda aşkar edilmişdir ki, ilkin siyanidin konsentrasiyasının artması ilə aktivləşdirilmiş karbonun vahid kütləsi üçün adsorbsiya olunan siyanidin miqdarı əvvəlcə artır, sonra isə azalır.

pH dəyəri

Çirkab suyunun pH dəyəri siyanidin aktivləşdirilmiş karbon tərəfindən adsorbsiyasına əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Ümumiyyətlə, asidik şəraitdə siyanid üçün aktivləşdirilmiş karbonun adsorbsiya qabiliyyəti nisbətən aşağı olur. PH dəyəri artdıqca, adsorbsiya qabiliyyəti tədricən artır. pH qələvi diapazonda, xüsusən 11-dən yuxarı olduqda. siyanidin xaric olma dərəcəsi bəzi hallarda 95 dəqiqə ərzində 30%-dən çox ola bilər. Bunun səbəbi, məhluldakı siyanidin spesifikasiyası pH ilə dəyişir və siyanid ionlarının forması qələvi şəraitdə aktivləşdirilmiş karbon üzərində adsorbsiya üçün daha əlverişlidir.

Temperatur

Aktivləşdirilmiş karbon tərəfindən siyanidin adsorbsiyası ekzotermik bir prosesdir. Temperatur yüksəldikcə adsorbsiya qabiliyyəti adətən azalır. Məsələn, mis - hopdurulmuş aktivləşdirilmiş karbon vəziyyətində, sianid məhlulu ilə qarışdırıldıqda, temperaturun artması ilə sianidin adsorbsiya təsiri azalır. Bunun səbəbi, temperaturun artması, aktivləşdirilmiş karbonun səthindən adsorbsiya edilmiş maddələrin desorbsiyasını təşviq edir.

Qarışdırma vaxtı

Çirkab suda olan siyanidin aktivləşdirilmiş karbonla kifayət qədər təmasda olmasını təmin etmək üçün adekvat qarışdırma vaxtı lazımdır. İlkin mərhələdə, qarışdırma vaxtı artdıqca, siyanidin xaric olma sürəti sürətlə artır. Lakin müəyyən vaxta çatdıqdan sonra xaricetmə sürəti sabitləşməyə meyllidir və bu, adsorbsiya prosesinin tarazlığa çatdığını göstərir.

Sianidin Təmizlənməsində Aktivləşdirilmiş Karbonun Tətbiqləri - Tərkibində Tullantı Suları

Qızıl Mədən Sənayesində

Qızıl hasilatında, xüsusən də siyanid əsaslı qızıl hasilatı proseslərində siyanidli çoxlu miqdarda çirkab su əmələ gəlir. Aktivləşdirilmiş karbon bu çirkab sudan sərbəst siyanidi çıxarmaq üçün istifadə edilə bilər. Sianidin çıxarılması ilə yanaşı, aktivləşdirilmiş karbon çirkab suda qızıl - siyanid komplekslərini (məsələn, Au(CN)₂⁻) adsorbsiya edə bilər. Adsorbsiya olunmuş qızıl-sianid kompleksləri həm ətraf mühitin qorunmasına, həm də resurs bərpasına nail olmaq üçün qızılı bərpa etmək üçün əlavə emal oluna bilər.

Elektrokaplama Sənayesində

Elektrokaplama zavodları tez-tez örtük prosesində siyanid tərkibli məhlullardan istifadə edir, nəticədə sianidlə çirklənmiş çirkab su olur. Aktivləşdirilmiş karbonun təmizlənməsi axıdma standartlarına cavab vermək üçün tullantı sularında siyanidin miqdarını effektiv şəkildə azalda bilər. Qələvi xlorlama kimi bəzi ənənəvi müalicə üsulları ilə müqayisədə aktivləşdirilmiş karbonla müalicə daha az ikinci dərəcəli çirklənmə və resurs bərpası potensialı kimi üstünlüklərə malikdir.

Digər Müalicə Metodları ilə Müqayisə

Qələvi xlorlama

Qələvi xlorlama məhv etmək üçün nisbətən yetkin bir üsuldur siyanidlər tullantı sularında. Sianidi toksik olmayan karbon dioksid (CO₂) və azota (N₂) oksidləşdirmək üçün xlor qazı, maye xlor və ya ağardıcı toz kimi xlor tərkibli maddələrdən istifadə edir. Bununla belə, bu üsul zərərli yan məhsullar istehsal edə bilər və əməliyyat prosesi xlor dozasına və reaksiya şəraitinə ciddi nəzarət tələb edir. Bunun əksinə olaraq, aktivləşdirilmiş karbonla emalı siyanidi selektiv şəkildə adsorbsiya etmək və potensial olaraq qiymətli metalları bərpa etmək qabiliyyəti ilə daha ekoloji cəhətdən təmiz seçimdir.

Hidrogen peroksidin oksidləşməsi

Çirkab sularda siyanidin konsentrasiyasını azaltmaq üçün hidrogen peroksidin oksidləşməsi də istifadə edilə bilər. Sianidi daha aşağı toksiklik səviyyəsinə qədər oksidləşdirə bilər. Bununla belə, hidrogen peroksid bahalı reagentdir və proses reagentlərin davamlı əlavə edilməsini tələb edə bilər ki, bu da müalicə xərclərini artırır. Aktivləşdirilmiş karbon isə düzgün seçilib istifadə edildikdən sonra nisbətən sabit performansa malikdir və onun regenerasiyası da xərcləri azaltmaq üçün nəzərdə tutula bilər.

Gələcək inkişaflar

Modifikasiya edilmiş aktivləşdirilmiş karbonun inkişafı

Sərbəst siyanidin çıxarılmasında aktivləşdirilmiş karbonun effektivliyini daha da artırmaq üçün dəyişdirilmiş aktivləşdirilmiş karbon üzərində tədqiqatlar aparılır. Məsələn, aktivləşdirilmiş karbonun müxtəlif metallarla (məsələn, mis, dəmir və s.) hopdurulması onun siyanid üçün katalitik oksidləşmə qabiliyyətini artıra bilər. Müxtəlif metal yüklü aktivləşdirilmiş karbonlar daha yaxşı təmizlənmə effektlərinə nail olmaq üçün çirkab suların spesifik xüsusiyyətlərinə uyğun olaraq optimallaşdırıla bilər.

Qarışıq Müalicə Prosesləri

Aktivləşdirilmiş karbon müalicəsinin digər müalicə üsulları ilə birləşdirilməsi də tendensiyadır. Məsələn, aktivləşdirilmiş karbonun adsorbsiyasının bioloji təmizlənmə ilə birləşdirilməsi ilk növbədə tullantı sularında yüksək konsentrasiyalı siyanidi bioloji təmizlənmə üçün daha uyğun olan səviyyəyə endirmək üçün aktivləşdirilmiş karbondan istifadə edə, sonra isə qalan siyanidlə əlaqəli maddələri daha da parçalamaq və çıxarmaq üçün mikroorqanizmlərdən istifadə edə bilər. Bu birləşmiş proses müxtəlif müalicə üsullarının güclü tərəflərindən faydalana və daha səmərəli və hərtərəfli nail ola bilər Çirkab suların təmizlənməsi.

Nəticə

Aktivləşdirilmiş karbon tullantı sularından sərbəst siyanidin (CN−) çıxarılmasında böyük potensiala malikdir. Fiziki adsorbsiya və kimyəvi reaksiyalar vasitəsilə o, tullantı sularında sianid tərkibini effektiv şəkildə azalda, ətraf mühitə atqı standartlarına cavab verə bilər və hətta bəzi hallarda resurs bərpasına şərait yarada bilər. Aktivləşdirilmiş karbonun modifikasiyası və kombinə edilmiş təmizləmə prosesləri üzrə tədqiqatların davamlı inkişafı ilə adsorbsiya səmərəliliyinin daha da optimallaşdırılması və xərclərin azaldılması kimi təkmilləşdirməyə ehtiyacı olan bəzi sahələr hələ də olsa da, aktivləşdirilmiş karbon gələcəkdə siyanid tərkibli çirkab suların təmizlənməsində getdikcə daha mühüm rol oynayacaqdır.