Метады і працэсы дэтаксікацыі цыянідных хвастоў

Увядзенне

Хвасты цыяніду - гэта цвёрдыя адходы, якія ўтвараюцца ў працэсе ўзбагачэння на залатых і іншых шахтах. З-за наяўнасці рэшткавага цыяніды і іншыя цяжкія металы, калі іх не апрацаваць належным чынам, яны нанясуць вялікую шкоду навакольнаму асяроддзю і здароўю чалавека. Высокая таксічнасць Цыяніды можа распаўсюджвацца праз паветра, ваду і глебу, забруджваючы навакольную экасістэму і ставячы пад пагрозу выжыванне жывёл і раслін. Таму неабходна тэрмінова правесці детоксікацію Цыянідныя хвасты. Гэты артыкул падрабязна азнаёміць з Детоксификация метады і працэсы ст cyanide хвасты.

Характарыстыкі і небяспека цыянідных хвастоў

Склад цыяністых хвастоў складаны. Акрамя цыянідаў, якія не прарэагавалі, ён таксама змяшчае цяжкія металы, такія як медзь, свінец, цынк і ртуць. Гэтыя цяжкія металы цяжка раскладаюцца ў натуральным асяроддзі і назапашваюцца на працягу доўгага перыяду. Цыяніды могуць душыць актыўнасць дыхальных ферментаў у біялагічных клетках, што прыводзіць да асфіксіі і гібелі арганізмаў. Напрыклад, калі сцёкавыя воды, якія змяшчаюць хвасты цыяніду, скідаюцца ў рэкі, гэта прывядзе да гібелі вялікай колькасці водных арганізмаў, такіх як рыба, што парушыць экалагічны баланс вады. Калі цяжкія металы трапляюць у арганізм чалавека, яны назапашваюцца ў органах чалавека і выклікаюць розныя захворванні. Напрыклад, атручванне свінцом уплывае на развіццё нервовай сістэмы, а атручванне ртуццю пашкоджвае ныркі і мозг.

Метады детоксікаціі

Метад хімічнага акіслення

1. Метад шчолачнага хлараванняГэта распаўсюджаны метад хімічнай дэтоксікацыі шляхам акіслення. У шчолачных умовах (звычайна значэнне pH кантралюецца на ўзроўні 10-11) да цыянідных хвастоў дадаюцца акісляльнікі, такія як газападобны хлор або гіпахларыты. Прынцып рэакцыі наступны: спачатку цыянід-іоны (CN⁻) акісляюцца да цыянат-іонаў (CNO⁻), і ўраўненне рэакцыі выглядае наступным чынам: CN⁻ + ClO⁻ + H₂O → CNO⁻ + Cl⁻ + 2H⁺. Затым цыянат раскладаецца на бясшкодныя рэчывы, такія як азот і Вуглярод дыяксід пры далейшым акісленні, 2CNO⁻ + 3ClO⁻ + H₂O → N₂↑ + 3Cl⁻ + 2HCO₃⁻. Перавага гэтага метаду заключаецца ў тым, што хуткасць рэакцыі адносна высокая, і эфект дэтоксікацыі відавочны, але недахопам з'яўляецца тое, што могуць утварацца некаторыя другасныя забруджвальнікі, такія як выхлапныя газы, якія змяшчаюць хлор.

2. Метад акіслення перакісам вадароду: Перакіс вадароду (H₂O₂) можа акісляць і раскладаць цыяніды ў прысутнасці адпаведнага каталізатара. Звычайна выбіраюцца такія каталізатары, як іёны двухвалентнага жалеза (Fe²⁺). У працэсе рэакцыі перакіс вадароду раскладаецца з утварэннем гідраксільных радыкалаў (·OH), якія валодаюць надзвычай моцнымі акісляльнымі ўласцівасцямі і могуць хутка акісляць цыяніды. Ураўненне рэакцыі: CN⁻ + H₂O₂ → CNO⁻ + H₂O. Перавага метаду акіслення перакісам вадароду ў тым, што прадуктамі пасля раскладання перакісу вадароду з'яўляюцца вада і кісларод, і новыя забруджвальныя рэчывы не ўводзяцца, але кошт адносна высокі, а патрабаванні да ўмоў рэакцыі адносна строгія.

Метад біялагічнага акіслення

1. Мікробны метад вылугаваннекаментар : Выкарыстоўваюцца некаторыя спецыяльныя мікраарганізмы, такія як Thiobacillus ferrooxidans. Гэтыя мікраарганізмы могуць выкарыстоўваць цыяніды ў якасці крыніц азоту і вугляроду ў працэсе росту і акісляць і раскладаць іх. З дапамогай уласнай метабалічнай дзейнасці мікраарганізмы ператвараюць цыяніды ў бясшкодныя рэчывы, такія як вуглякіслы газ, вада і аміяк. Перавага гэтага метаду ў тым, што ён экалагічна чысты і мае нізкае энергаспажыванне, але недахопам з'яўляецца тое, што на рост мікраарганізмаў моцна ўплываюць фактары навакольнага асяроддзя, такія як тэмпература і значэнне pH, і цыкл лячэння адносна доўгі.

2. Метад біяплёнкі: Мікраарганізмы фіксуюцца на паверхні носьбіта, утвараючы біяплёнку. Калі хвасты цыяніду ўступаюць у кантакт з біяплёнкай, цыяніды раскладаюцца мікраарганізмамі. Біяплёнка валодае моцнай здольнасцю да адсорбцыі і дэградацыі, што можа павысіць эфектыўнасць апрацоўкі мікраарганізмаў на цыянідах. У параўнанні з метадам мікробнага вымывання, мікраарганізмы ў метадзе біяплёнкі няпроста страціць і маюць больш высокую стабільнасць, але яны таксама сутыкаюцца з праблемай адчувальнасці да ўмоў навакольнага асяроддзя.

іншыя метады

1. Метад высокатэмпературнага піролізу: Хвасты цыянідаў падвяргаюцца піралізу пры высокіх тэмпературах (звычайна вышэй за 800 ℃), і цыяніды раскладаюцца на такія газы, як азот і ўгарны газ. Метад высокатэмпературнага піролізу можа эфектыўна выдаляць цыяніды, але ён патрабуе вялікіх выдаткаў энергіі, а цяжкія металы могуць вылятаць ва ўмовах высокай тэмпературы, што ўскладняе наступную ачыстку хваставога газу.

2. Метад адсорбцыіАдсарбенты, такія як актываваны вугаль і цэаліты выкарыстоўваюцца для адсарбцыі цыянідаў. Адсарбенты маюць вялікую ўдзельную паверхню і могуць адсарбаваць цыяніды на сваёй паверхні, тым самым дасягаючы мэты дэтоксікацыі. Метад адсарбцыі просты ў эксплуатацыі, але адсарбцыйная здольнасць адсарбента абмежаваная, і адсарбент неабходна рэгулярна замяняць. Акрамя таго, апрацоўка адсарбаванага адсарбента таксама адносна складаная.

Працэс детоксікаціі

Папярэдняя апрацоўка

1. Драбненне і прасейванне: Масіўныя хвасты цыяніду здрабняюцца, каб паменшыць памер часціц, каб наступная рэакцыя дэтаксікацыі магла працякаць больш поўна. Звычайныя драбнілкі ўключаюць щековые драбнілкі, конусныя драбнілкі і г. д. Здробненыя хвасты затым прасейваюць праз прасейвальнае абсталяванне, напрыклад, вібрасіта, каб адсеяць часціцы рознага памеру, забяспечваючы матэрыялы з адпаведнымі памерамі часціц для наступнай апрацоўкі.

2. Вылугаванне: Для таго каб цыяніды лепш кантактавалі і рэагавалі з рэагентам для дэтаксікацыі, для вымывання хвастоў цыяніду звычайна выкарыстоўваецца вада або іншыя прыдатныя растваральнікі. Працэс вылугаванне ажыццяўляецца ў рэзервуары з мешалкай, а хвасты і растваральнік цалкам змешваюцца пры мяшанні. Такія фактары, як час вымывання, тэмпература і суадносіны вадкасці і цвёрдага рэчыва, будуць уплываць на эфект вымывання і, як правіла, павінны быць аптымізаваны ў адпаведнасці з рэальнымі ўмовамі.

Аперацыя детоксікаціі

1. Працэс працы метадам хімічнага акіслення: Прымаючы ў якасці прыкладу метад шчолачнага хларавання, у раствор хвастоў пасля вылугавання спачатку дадаюць гідраксід натрыю, каб давесці значэнне pH раствора да 10 - 11. Затым павольна ўводзяць газападобны хлор або дадаюць раствор гіпахларыту натрыю і адначасова змешваюць, каб рэакцыя прайшла цалкам. У працэсе рэакцыі неабходна кантраляваць канцэнтрацыю цыяніду ў растворы ў рэжыме рэальнага часу. Калі канцэнтрацыя цыяніду зніжаецца да ўзроўню ніжэй зададзенага стандарту, даданне акісляльніка спыняюць.

2. Працэс працы метадам біялагічнага акіслення: Калі выкарыстоўваецца метад мікробнага вымывання, добра культываваны Thiobacillus ferrooxidans і іншыя мікраарганізмы засяваюць у вымывальны раствор, які змяшчае хвасты цыяніду. Тэмпература рэакцыйнай сістэмы кантралюецца ў межах адпаведнага дыяпазону росту мікраарганізмаў (звычайна 25 - 35 ℃), а значэнне pH даводзіцца да адпаведнага дыяпазону (звычайна 2 - 4). У працэсе рэакцыі пажыўныя рэчывы неабходна рэгулярна папаўняць, каб задаволіць патрэбы росту мікраарганізмаў. Аб ходзе рэакцыі детоксікаціі судзяць па назіранні за канцэнтрацыяй цыяніду і ростам мікраарганізмаў.

Наступнае лячэнне

1. Падзел цвёрдага - вадкасці: Пасля завяршэння рэакцыі дэтаксікацыі апрацаваныя хвасты неабходна падвергнуць падзелу цвёрдае і вадкае рэчыва. Агульныя метады падзелу цвёрдых і вадкасцяў ўключаюць фільтраванне і цэнтрыфугаванне. Цвёрдыя хвасты аддзяляюцца ад вадкіх з дапамогай фільтрацыйнага абсталявання, напрыклад, пласціністых фільтр-прэсаў. Аддзеленая вадкасць павінна быць дадаткова праверана на ўтрыманне цыяніду і цяжкіх металаў, каб пераканацца, што яна можа быць скінута пасля выканання стандартаў скіду.

2. Утылізацыя хвастоў: Пасля дэтаксікацыі і аддзялення цвёрдага і вадкага рэчыва, калі ўтрыманне цяжкіх металаў у хвастах застаецца высокім, патрабуецца далейшая ачыстка. Напрыклад, прымяняецца тэхналогія зацвярдзення і стабілізацыі, і хвасты змешваюцца з зацвярдзельнікамі, такімі як цэмент і вапна, каб замацаваць цяжкія металы ў зацвярдзелым целе і паменшыць іх рухомасць у навакольным асяроддзі. Ачышчаныя хвасты могуць быць схаваны на сметнік або комплексна выкарыстоўвацца ў адпаведнасці з рэальнымі ўмовамі, напрыклад, выкарыстоўвацца ў вытворчасці будаўнічых матэрыялаў.

Conclusion

Дэтаксікацыйная апрацоўка цыянідных хвастоў мае вялікае значэнне для аховы навакольнага асяроддзя і рацыянальнага выкарыстання рэсурсаў. Розныя метады детоксікаціі маюць свае перавагі і недахопы. У практычным прымяненні адпаведныя метады і працэсы дэтаксікацыі неабходна выбіраць у адпаведнасці з такімі фактарамі, як характарыстыкі хвастоў цыяніду, выдаткі на ачыстку і экалагічныя патрабаванні. У той жа час з бесперапынным прагрэсам навукі і тэхнікі пастаянна з'яўляюцца новыя тэхналогіі і працэсы детоксікаціі. У будучыні чакаецца распрацоўка больш эфектыўных, экалагічна чыстых і эканамічных метадаў дэтаксікацыі цыянідных хвастоў, якія забяспечваюць лепшыя рашэнні экалагічных праблем, выкліканых цыяніднымі хвастоўкамі.