Sianid tullantılarının zərərsizləşdirilməsi üsulları və prosesləri

giriş

Sianid tullantıları qızıl mədənlərinin və digər mədənlərin zənginləşdirilməsi prosesi zamanı əmələ gələn bərk tullantılardır. Qalıq sianidlərin və digər ağır metalların olması səbəbindən, düzgün şəkildə emal edilmədikdə, ətraf mühitə və insan sağlamlığına böyük zərər vuracaqlar. Sianidlərin yüksək toksikliyi hava, su və torpaq vasitəsilə yayılaraq ətrafdakı ekosistemi çirkləndirə və heyvanların və bitkilərin yaşamasını təhlükə altına ala bilər. Buna görə də, sianid tullantılarının zərərsizləşdirilməsi təcili olaraq vacibdir . Bu məqalədə sianid tullantılarının zərərsizləşdirilməsi üsulları və prosesləri ətraflı şəkildə təqdim olunacaq.

Sianid Tullantılarının Xüsusiyyətləri və Təhlükələri

Sianid tullantılarının tərkibi mürəkkəbdir. Tərkibində reaksiyaya girməyən siyanidlərdən başqa mis, qurğuşun, sink və civə kimi ağır metallar da var. Bu ağır metallar təbii mühitdə çətin parçalanır və uzun müddət toplanacaq. Sianidlər bioloji hüceyrələrdə tənəffüs fermentlərinin fəaliyyətini maneə törədə, orqanizmlərin boğulmasına və ölümünə səbəb ola bilər. Məsələn, tərkibində sianid tullantıları olan tullantı suları çaylara axıdılan zaman bu, su ekoloji tarazlığını pozaraq çoxlu sayda balıq kimi su orqanizmlərinin ölümünə səbəb olacaq. Ağır metallar insan orqanizminə daxil olanda insan orqanlarında toplanaraq müxtəlif xəstəliklərə səbəb olacaq. Məsələn, qurğuşun zəhərlənməsi sinir sisteminin inkişafına, civə ilə zəhərlənmə isə böyrəklərə və beyinə ziyan vurur.

Detoksifikasiya üsulları

Kimyəvi Oksidləşmə Metodu

1. Qələvi Xlorlama Metodu : Bu, geniş istifadə olunan kimyəvi oksidləşmə detoksifikasiya metodudur. Qələvi şəraitdə (adətən pH dəyəri 10-11 səviyyəsində idarə olunur), siyanid tullantılarına xlor qazı və ya hipoxlorit kimi oksidləşdiricilər əlavə olunur. Reaksiya prinsipi belədir: Əvvəlcə siyanid ionları (CN⁻) siyanat ionlarına (CNO⁻) oksidləşir və reaksiya tənliyi CN⁻ + ClO⁻ + H₂O → CNO⁻ + Cl⁻ + 2H⁺-dur. Daha sonra siyanat sonrakı oksidləşmə zamanı azot və karbon qazı kimi zərərsiz maddələrə parçalanır, 2CNO⁻ + 3ClO⁻ + H₂O → N₂↑ + 3Cl⁻ + 2HCO₃⁻. Bu metodun üstünlüyü reaksiya sürətinin nisbətən sürətli olması və detoksifikasiya effektinin göz qabağında olmasıdır, lakin mənfi cəhəti xlor tərkibli işlənmiş qaz kimi bəzi ikinci dərəcəli çirkləndiricilərin yarana bilməsidir.

2. Hidrogen Peroksid Oksidləşmə Metodu : Hidrogen peroksid (H₂O₂) uyğun katalizatorun iştirakı ilə siyanidləri oksidləşdirə və parçalaya bilər. Dəmir ionları (Fe²⁺) kimi katalizatorlar adətən seçilir. Reaksiya prosesi zamanı hidrogen peroksid son dərəcə güclü oksidləşdirici xüsusiyyətlərə malik və siyanidləri tez oksidləşdirə bilən hidroksil radikalları (·OH) əmələ gətirmək üçün parçalanır. Reaksiya tənliyi CN⁻ + H₂O₂ → CNO⁻ + H₂O-dur. Hidrogen peroksid oksidləşmə metodunun üstünlüyü ondan ibarətdir ki, hidrogen peroksidin parçalanmasından sonra məhsullar su və oksigen olur və yeni çirkləndiricilər daxil olmur, lakin dəyəri nisbətən yüksəkdir və reaksiya şərtləri üçün tələblər nisbətən sərtdir.

Bioloji oksidləşmə üsulu

1. Mikrobların Yuyulması Metodu : Thiobacillus ferrooxidans kimi bəzi xüsusi mikroorqanizmlərdən istifadə olunur. Bu mikroorqanizmlər böyümə prosesində siyanidlərdən azot və karbon mənbəyi kimi istifadə edə, onları oksidləşdirə və parçalaya bilərlər. Mikroorqanizmlər öz metabolik fəaliyyətləri vasitəsilə siyanidləri karbon qazı, su və ammonyak kimi zərərsiz maddələrə çevirirlər. Bu metodun üstünlüyü onun ekoloji cəhətdən təmiz olması və az enerji sərfiyyatına malik olmasıdır, lakin mənfi cəhəti mikroorqanizmlərin böyüməsinə temperatur və pH dəyəri kimi ətraf mühit amillərinin böyük təsiri və müalicə dövrünün nisbətən uzun olmasıdır.

2. Biofilm Metodu : Mikroorqanizmlər biofilm yaratmaq üçün daşıyıcının səthinə bərkidilir. Sianid tullantıları biofilmlə təmasda olduqda, sianidlər mikroorqanizmlər tərəfindən parçalanır. Biofilm güclü adsorbsiya və parçalanma qabiliyyətinə malikdir ki, bu da mikroorqanizmlərin sianidlər üzərindəki müalicə səmərəliliyini artıra bilər. Mikrobların yuyulması metodu ilə müqayisədə biofilm metodundakı mikroorqanizmləri itirmək asan deyil və daha yüksək stabilliyə malikdir, lakin onlar həmçinin ətraf mühit şəraitinə həssas olmaq problemi ilə üzləşirlər.

digər metodları

1. Yüksək Temperaturlu Piroliz Metodu : Sianid tullantıları yüksək temperaturda (adətən 800℃-dən yuxarı) pirolizə olunur və sianidlər azot və karbonmonoksit kimi qazlara parçalanır. Yüksək temperaturlu piroliz metodu sianidləri effektiv şəkildə təmizləyə bilər, lakin çoxlu enerji istehlakı tələb edir və ağır metallar yüksək temperatur şəraitində buxarlana bilər ki, bu da sonrakı quyruq qazının təmizlənməsinin çətinliyini artırır.

2. Adsorbsiya Metodu : Aktivləşdirilmiş Karbon və seolit ​​kimi adsorbentlər siyanidləri adsorbsiya etmək üçün istifadə olunur. Adsorbentlər böyük bir xüsusi səth sahəsinə malikdir və siyanidləri səthlərində adsorbsiya edə bilər və bununla da detoksifikasiya məqsədinə nail olur. Adsorbsiya metodunun istifadəsi sadədir, lakin adsorbentin adsorbsiya qabiliyyəti məhduddur və adsorbent müntəzəm olaraq dəyişdirilməlidir. Bundan əlavə, adsorbsiya olunmuş adsorbentlə işləmə prosesi də nisbətən mürəkkəbdir.

Detoksifikasiya Prosesi

Əvvəlcədən müalicə

1. Əzmə və Elekləmə : Kütləvi sianid tullantıları hissəciklərinin ölçüsünü azaltmaq üçün əzilir ki, sonrakı detoksifikasiya reaksiyası daha tam şəkildə davam etsin. Ümumi əzicilərə çənə əziciləri, konus əziciləri və s. daxildir. Əzilmiş tullantılar daha sonra müxtəlif hissəcik ölçülü hissəcikləri elekləmək üçün titrəmə ekranları kimi elekləmə avadanlıqları vasitəsilə eleklənir və materiallar sonrakı emal üçün müvafiq hissəcik ölçüləri ilə təmin edilir.

2. Yuyulma : Sianidlərin detoksifikasiya reaktivi ilə daha yaxşı təmasda olması və reaksiyaya girməsi üçün sianid tullantılarını yuymaq üçün adətən su və ya digər uyğun həlledicilərdən istifadə olunur. Yuyulma prosesi qarışdırılmış çəndə aparılır və tullantılar və həlledici qarışdırılaraq tam qarışdırılır. Yuyulma müddəti, temperatur və maye-bərk nisbəti kimi amillər yuyulma effektinə təsir edəcək və ümumiyyətlə faktiki şərtlərə uyğun olaraq optimallaşdırılmalıdır.

Detoksifikasiya əməliyyatı

1. Kimyəvi Oksidləşmə Metodunun Əməliyyat Prosesi : Qələvi xlorlama metodunu nümunə götürərək, qələviləşdirmədən sonra tullantı məhluluna əvvəlcə məhlulun pH dəyərini 10-11-ə uyğunlaşdırmaq üçün natrium hidroksid əlavə edilir. Daha sonra xlor qazı yavaş-yavaş daxil edilir və ya natrium hipoxlorit məhlulu əlavə edilir və reaksiyanın tam şəkildə davam etməsi üçün eyni zamanda qarışdırma aparılır. Reaksiya prosesi zamanı məhluldakı siyanid konsentrasiyası real vaxt rejimində izlənilməlidir. Siyanid konsentrasiyası göstərilən standartdan aşağı düşdükdə oksidləşdirici maddənin əlavə edilməsi dayandırılır.

2. Bioloji Oksidləşmə Metodunun Əməliyyat Prosesi : Mikrobların süzülməsi metodu tətbiq olunarsa, yaxşı becərilən Thiobacillus ferrooxidans və digər mikroorqanizmlər siyanid tullantıları olan süzülmə məhluluna inokulyasiya edilir. Reaksiya sisteminin temperaturu mikroorqanizmlərin uyğun böyümə diapazonu daxilində (ümumiyyətlə 25-35℃) idarə olunur və pH dəyəri müvafiq diapazona (ümumiyyətlə 2-4) tənzimlənir. Reaksiya prosesi zamanı mikroorqanizmlərin böyümə ehtiyaclarını ödəmək üçün qida maddələrinin müntəzəm olaraq artırılması lazımdır. Detoksifikasiya reaksiyasının gedişi siyanid konsentrasiyasını və mikroorqanizmlərin böyüməsini izləməklə qiymətləndirilir.

Sonrakı Müalicə

1. Bərk - Maye Ayrılması : Detoksifikasiya reaksiyası başa çatdıqdan sonra, təmizlənmiş tullantılar bərk - maye ayrılmasına məruz qalmalıdır. Ümumi bərk - maye ayrılma üsullarına filtrasiya və santrifüqasiya daxildir. Plitə və çərçivə filtr presləri kimi filtrasiya avadanlığı vasitəsilə bərk tullantılar mayedən ayrılır. Ayrılmış mayenin siyanid və ağır metal tərkibinə görə əlavə olaraq yoxlanılması lazımdır ki, axıdılma standartlarına cavab verdikdən sonra axıdıla bilsin.

2. Tullantıların Utilizasiyası : Detoksifikasiya və bərk-maye ayrılmasından sonra, tullantılardakı ağır metal miqdarı hələ də yüksəkdirsə, əlavə emal tələb olunur. Məsələn, bərkimə və stabilizasiya texnologiyası tətbiq olunur və bərkimiş cisimdəki ağır metalları fiksasiya etmək və ətraf mühitdə hərəkətliliyini azaltmaq üçün tullantılar sement və əhəng kimi bərkidici maddələrlə qarışdırılır. Emal olunmuş tullantılar basdırıla və ya tikinti materialları istehsalında istifadə kimi faktiki şərtlərə uyğun olaraq kompleks şəkildə istifadə edilə bilər.

Nəticə

Sianid tullantılarının detoksifikasiya ilə təmizlənməsi ətraf mühitin mühafizəsi və ehtiyatlardan davamlı istifadə üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir. Müxtəlif detoksifikasiya üsullarının öz üstünlükləri və mənfi cəhətləri var. Praktik tətbiqlərdə sianid tullantılarının xüsusiyyətləri, təmizlənmə xərcləri və ətraf mühit tələbləri kimi amillərə uyğun olaraq müvafiq detoksifikasiya üsulları və prosesləri hərtərəfli seçilməlidir. Eyni zamanda, elm və texnologiyanın davamlı tərəqqisi ilə yeni detoksifikasiya texnologiyaları və prosesləri daim ortaya çıxır. Gələcəkdə sianid tullantılarının yaratdığı ekoloji problemlərin daha yaxşı həllini təmin edən sianid tullantıları üçün daha səmərəli, ekoloji cəhətdən təmiz və qənaətcil detoksifikasiya üsullarının hazırlanması gözlənilir.