Працэс атрымання падкісленай цыяніду натрыю і цяжкіх металаў са сцёкавых вод

Увядзенне

Сцёкавыя воды, якія змяшчаюць цыяніды, утвараюцца ў выніку розных прамысловых працэсаў, такіх як здабыча золата, гальваніка і хімічная вытворчасць. З-за высокай таксічнасці cyanide, няправільны скід гэтых сцёкавых вод можа прывесці да сур'ёзнага забруджвання навакольнага асяроддзя і шкоды здароўю чалавека. Таму ачыстка і аднаўленне рэсурсаў сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыяніды, сталі надзвычай важнымі пытаннямі. Сярод метадаў ачысткі, Аднаўленне падкіслення of Цыянід натрыю і цяжкіх металаў — гэта шырока выкарыстоўваны і эфектыўны падыход, які не толькі зніжае рызыку для навакольнага асяроддзя, але і дазваляе перапрацоўваць каштоўныя рэсурсы.

Прынцып аднаўлення падкіслення

Пераўтварэнне цыяніду ў цыяністы вадарод (HCN)

У працэсе падкіслення ў сцёкавыя воды, якія змяшчаюць цыяніды, дадаюцца моцныя кіслоты, такія як серная кіслата. У кіслых умовах свабодныя іёны цыяніду ў сцёкавых водах ператвараюцца ў цыянід вадароду (HCN). Цыянід вадароду — гэта лятучае злучэнне. Калі pH сцёкавых вод даводзіцца да нізкага значэння, звычайна ніжэй за 2, рэакцыя, хутчэй за ўсё, будзе працякаць, што спрыяе пераўтварэнню іонаў цыяніду ў газападобны HCN.

Аднаўленне цыяніду натрыю

Затым атрыманы газ HCN падаецца ў вежу для паглынання шчолачаў. Унутры вежы ён рэагуе з растворам гідраксіду натрыю (NaOH). Па меры працякання рэакцыі, цыяністы натрый (NaCN) утвараецца і назапашваецца ў абсарбцыйным растворы. Калі канцэнтрацыя NaCN у растворы дасягае каля 10% - 12%, яго можна перапрацаваць і паўторна выкарыстоўваць у адпаведных прамысловых працэсах, такіх як працэс вылугавання пры здабычы золата.

Выкід і асадкі цяжкіх металаў

Акрамя свабоднага цыяніду, сцёкавыя воды часта ўтрымліваюць комплексы цяжкіх металаў і цыяніду, такія як медзь і цынк. У кіслых умовах гэтыя комплексы расшчапляюцца. Пасля вызвалення іёнаў цяжкіх металаў яны могуць утвараць нерастваральныя солі і выпадаць у асадак пры пэўных умовах. Напрыклад, рэгуляванне значэння pH або даданне пэўных асадкаў можа прывесці да ўтварэння асадка іёнамі медзі.

крокі працэсу

Этап 1: Папярэдняя ачыстка сцёкавых вод

Шчолачныя сцёкавыя воды з высокай канцэнтрацыяй цыяніду спачатку праходзяць праз паравы цеплаабменнік для кантролю іх тэмпературы. Звычайна тэмпература падтрымліваецца ў дыяпазоне 20-25°C. Гэты кантроль тэмпературы дапамагае аптымізаваць хуткасць наступнай рэакцыі і забяспечвае стабільнасць працэсу. Канцэнтрацыя цыяніду ў сцёкавых водах з высокай канцэнтрацыяй звычайна вагаецца ў дыяпазоне ад 5000 да 5500 праміле, а значэнне pH — у дыяпазоне ад 10.5 да 12.5.

Крок 2: Падкісленне

Папярэдне ачышчаныя сцёкавыя воды падаюцца ў распыляльную вежу падкіслення з пэўнай хуткасцю патоку, напрыклад, 2 м³/г. Затым дадаецца канцэнтраваная серная кіслата. Колькасць дадаванай сернай кіслаты рэгулюецца ў залежнасці ад характарыстык сцёкавых вод, звычайна 25-30 кг/м³, каб знізіць значэнне pH сцёкавых вод да менш чым 2. Цяпло, якое вылучаецца падчас дадання сернай кіслаты, можа паскорыць рэакцыю, што дазваляе свабодным цыяністым іёнам у сцёкавых водах лягчэй ператварацца ў лятучы HCN.

Этап 3: Атрыманне і падзел HCN

У моцна кіслым асяроддзі падкісленай распыляльнай вежы спрыяе пераўтварэнню цыяніду ў HCN. Утвораны газ HCN затым адсмоктваецца вакуумным цэнтрабежным вентылятарам і паступае на наступны этап — вежу паглынання шчолачаў. Адначасова, па меры зніжэння значэння pH, некаторыя іёны цяжкіх металаў у сцёкавых водах пачынаюць змяняцца. Напрыклад, канцэнтрацыя іёнаў медзі ў сцёкавых водах можа зніжацца, і некаторыя цяжкія металы пачынаюць утвараць асадак.

Этап 4: Паглынанне і аднаўленне цыяніду натрыю

Газ HCN паступае ў вежу для паглынання шчолачаў і паглынаецца 20%-30% растворам NaOH. Вадкасць для паглынання шчолачаў у вежы рэцыркулюецца, і падчас працэсу рэцыркуляцыі выкарыстоўваецца вентылятар, каб забяспечыць паўторнае паглынанне газа HCN. Па меры працягу рэакцыі паглынання канцэнтрацыя NaCN у вадкасці для паглынання паступова павялічваецца. Калі канцэнтрацыя NaCN дасягае 10%-12%, яго можна вярнуць у працэс вылугавання для паўторнага выкарыстання, тым самым дасягаючы здабычы. Цыянід натрыю.

Этап 5: Асаджэнне і аддзяленне цяжкіх металаў

Пасля выкіду HCN некаторыя комплексы цяжкіх металаў з цыянідамі раскладаюцца ў кіслых умовах, таму для іх асаджэння можна правесці дадатковую ачыстку. Напрыклад, давядзенне значэння pH сцёкавых вод да шчолачнага дыяпазону можа прывесці да ўтварэння гідраксідаў цяжкіх металаў, якія выпадаюць у асадак. Затым для аддзялення асадкавых цяжкіх металаў ад сцёкавых вод можна выкарыстоўваць метады падзелу цвёрдых і вадкіх рэчываў, такія як фільтрацыя або седыментацыя, што дазваляе выдаліць і здабыць цяжкія металы.

Перавагі метаду аднаўлення падкіслення

Перапрацоўка рэсурсаў

Метад рэкуперацыі падкіслення дазваляе эфектыўна здабываць цыянід натрыю са сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыянід, і паўторна выкарыстоўваць яго ў адпаведных прамысловых працэсах, што дазваляе скараціць спажыванне новага цыяніду натрыю і знізіць вытворчыя выдаткі. Адначасова можна здабываць і цяжкія металы, ператвараючы адходы ў каштоўныя рэсурсы.

Кошт - Эфектыўнасць

У параўнанні з некаторымі іншымі метадамі ачысткі, якія сканцэнтраваны толькі на знішчэнні цыяніду, метад аднаўлення з падкісленнем не толькі ачышчае сцёкавыя воды, але і аднаўляе каштоўныя рэчывы. Нягледзячы на ​​тое, што ён патрабуе спажывання кіслаты і шчолачы, каштоўнасць здабытага цыяніду натрыю і цяжкіх металаў можа кампенсаваць частку выдаткаў на ачыстку, што робіць агульную ачыстку больш эканамічна эфектыўнай у доўгатэрміновай перспектыве.

экалагічнасць

Дзякуючы рэкуперацыі цыяніду натрыю і цяжкіх металаў, колькасць забруджвальных рэчываў у сцёкавых водах значна зніжаецца. Ачышчаныя сцёкавыя воды маюць меншае ўтрыманне цыяніду і цяжкіх металаў, што больш спрыяе іх наступнаму скіду або далейшай ачыстцы, змяншаючы негатыўны ўплыў на навакольнае асяроддзе.

Спажыванне ў працэсе аднаўлення падкіслення

Метад аднаўлення падкіслення для сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыяніды, у асноўным выкарыстоўвае серную кіслату, каўстычную соду (NaOH), вапну і электрычнасць. Узімку сцёкавыя воды неабходна падаграваць, таму таксама спажываецца пара.

1. Спажыванне кіслаты

• Пераўтварэнне цыяніду ў HCNКолькасць сернай кіслаты, неабходнай для пераўтварэння цыяніду ў сцёкавых водах у HCN, залежыць ад канцэнтрацыі цыяніду ў сцёкавых водах. Напрыклад, для ачысткі 1 м³ сцёкавых вод з канцэнтрацыяй цыяніду 5000 ppm патрабуецца пэўная колькасць сернай кіслаты.

• Падкісленне сцёкавых водАкрамя кіслаты для пераўтварэння цыяніду, выкарыстоўваецца дадатковая кіслата для рэгулявання кіслотнасці сцёкавых вод да патрэбнага ўзроўню. Важным фактарам з'яўляецца колькасць кіслаты, неабходная для зніжэння pH ніжэй за 2.

• Рэакцыя са шчолачамі ў сцёкавых водахУ сцёкавых водах могуць прысутнічаць некаторыя шчолачныя рэчывы, якія рэагуюць з сернай кіслатой, але звычайна гэта спажыванне адносна невялікае ў параўнанні з колькасцямі, якія выкарыстоўваюцца для пераўтварэння цыяніду і падкіслення.

• Рэакцыя з карбанатам у адходахКалі сыравіна, якая змяшчае цыянід, мае высокую ВугляродПры ўтрыманні карбанату, напрыклад, у некаторых цыянідных хвастах, карбанат будзе рэагаваць з кіслатой, утвараючы вуглякіслы газ. У такіх выпадках спажыванне сернай кіслаты значна павялічыцца, і гэтыя матэрыялы могуць быць неідэальнымі для апрацоўкі метадам рэкуперацыі кіслатой.

2. Спажыванне шчолачаўКаўстычная сода (NaOH) выкарыстоўваецца ў вежы для паглынання HCN і ўтварэння NaCN. Колькасць спажыванага NaOH залежыць ад колькасці ўтваранага HCN і эфектыўнасці паглынання.

3. Спажыванне вапныУ некаторых выпадках вапна можа выкарыстоўвацца пры наступнай ачыстцы сцёкавых вод, напрыклад, для рэгулявання значэння pH для выпадзення цяжкіх металаў. Неабходная колькасць вапны залежыць ад тыпу і канцэнтрацыі цяжкіх металаў у сцёкавых водах і неабходнага дыяпазону рэгулявання pH.

4. Спажыванне электрычнасці і парыУ працэсе электраэнергія выкарыстоўваецца такім абсталяваннем, як помпы, вентылятары і вакуумныя цэнтрабежныя вентылятары. Узімку, пры папярэднім награванні сцёкавых вод, пара спажываецца для павышэння тэмпературы да патрэбнага ўзроўню для рэакцыі.

Conclusion

Метад падкіслення сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыянід, для атрымання цыяніду натрыю і цяжкіх металаў — гэта комплексная і эфектыўная тэхналогія ачысткі. Выконваючы пэўныя этапы працэсу, можна не толькі выдаліць таксічныя цыяніды і цяжкія металы са сцёкавых вод, але і перапрацаваць каштоўныя рэсурсы. Нягледзячы на ​​пэўныя выдаткі матэрыялаў і энергіі ў працэсе, улічваючы яго экалагічныя і эканамічныя перавагі, ён мае шырокія перспектывы прымянення ў ачыстцы сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыянід. Аднак у рэальных умовах эксплуатацыі неабходна прымаць строгія меры бяспекі з-за таксічнасці газа HCN. У той жа час для павышэння эфектыўнасці атрымання і зніжэння выдаткаў неабходна пастаянна аптымізаваць параметры працэсу.