বর্জ্য জল থেকে সোডিয়াম সায়ানাইড এবং ভারী ধাতুর অ্যাসিডিফিকেশন পুনরুদ্ধারের প্রক্রিয়া

ভূমিকা

স্বর্ণখনন, ইলেক্ট্রোপ্লেটিং এবং রাসায়নিক উৎপাদনের মতো বিভিন্ন শিল্প প্রক্রিয়া থেকে সায়ানাইডযুক্ত বর্জ্য জল উৎপন্ন হয়। সায়ানাইডের উচ্চ বিষাক্ততার কারণে , এই বর্জ্য জলের অনুপযুক্ত নিষ্কাশন মারাত্মক পরিবেশ দূষণ এবং মানব স্বাস্থ্যের ক্ষতি করতে পারে। তাই, সায়ানাইডযুক্ত বর্জ্য জলের পরিশোধন এবং সম্পদ পুনরুদ্ধার অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হয়ে উঠেছে। পরিশোধন পদ্ধতিগুলোর মধ্যে, সোডিয়াম সায়ানাইড এবং ভারী ধাতুর অ্যাসিডিকরণ পুনরুদ্ধার একটি বহুল ব্যবহৃত এবং কার্যকর পদ্ধতি, যা কেবল পরিবেশগত ঝুঁকিই কমায় না, বরং মূল্যবান সম্পদের পুনর্ব্যবহারও নিশ্চিত করে।

অ্যাসিডিফিকেশন পুনরুদ্ধারের নীতি

সায়ানাইডের হাইড্রোজেন সায়ানাইডে রূপান্তর (HCN)

অ্যাসিডিফিকেশন প্রক্রিয়ায়, সালফিউরিক অ্যাসিডের মতো শক্তিশালী অ্যাসিড সায়ানাইডযুক্ত বর্জ্য জলে যোগ করা হয়। অ্যাসিডিক পরিস্থিতিতে, বর্জ্য জলের মুক্ত সায়ানাইড আয়ন হাইড্রোজেন সায়ানাইডে (HCN) রূপান্তরিত হয়। হাইড্রোজেন সায়ানাইড একটি উদ্বায়ী যৌগ। যখন বর্জ্য জলের pH কম মানের সাথে সামঞ্জস্য করা হয়, সাধারণত 2 এর নিচে। বিক্রিয়াটি এগিয়ে যাওয়ার সম্ভাবনা বেশি থাকে, যা সায়ানাইড আয়নগুলিকে HCN গ্যাসে রূপান্তরিত করতে সহায়তা করে।

সোডিয়াম সায়ানাইড পুনরুদ্ধার

উৎপন্ন HCN গ্যাসকে এরপর একটি ক্ষার শোষণ টাওয়ারে প্রবেশ করানো হয়। টাওয়ারের ভেতরে এটি সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NaOH) দ্রবণের সাথে বিক্রিয়া করে। বিক্রিয়া চলার সাথে সাথে সোডিয়াম সায়ানাইড (NaCN) তৈরি হয় এবং শোষণ দ্রবণে জমা হতে থাকে। যখন দ্রবণে NaCN-এর ঘনত্ব প্রায় ১০% - ১২%-এ পৌঁছায়, তখন এটিকে স্বর্ণখনির লিচিং প্রক্রিয়ার মতো প্রাসঙ্গিক শিল্প প্রক্রিয়াগুলিতে পুনর্ব্যবহার করা যায়।

ভারী ধাতুর মুক্তি এবং বৃষ্টিপাত

মুক্ত সায়ানাইড ছাড়াও, বর্জ্য জলে প্রায়শই ভারী ধাতু এবং সায়ানাইডের জটিল পদার্থ থাকে, যেমন তামা এবং দস্তা। অ্যাসিডিক পরিস্থিতিতে, এই জটিল পদার্থগুলি ভেঙে যায়। ভারী ধাতু আয়নগুলি একবার নির্গত হয়ে গেলে, তারা অদ্রবণীয় লবণ তৈরি করতে পারে এবং নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে অবক্ষেপণ করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, pH মান সামঞ্জস্য করলে বা কিছু অবক্ষেপণকারী পদার্থ যোগ করলে তামার আয়নগুলি অবক্ষেপণ তৈরি করতে পারে।

প্রক্রিয়া পদক্ষেপ

ধাপ ১: বর্জ্য জলের প্রাক-চিকিৎসা

উচ্চ ঘনত্বের ক্ষারীয় সায়ানাইডযুক্ত বর্জ্য জল প্রথমে একটি বাষ্পীয় তাপ এক্সচেঞ্জারের মধ্য দিয়ে যায় যাতে তার তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করা যায়। সাধারণত, তাপমাত্রা 20 - 25°C এর মধ্যে রাখা হয়। এই তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ পরবর্তী বিক্রিয়ার হারকে সর্বোত্তম করতে সাহায্য করে এবং প্রক্রিয়াটির স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করে। উচ্চ ঘনত্বের বর্জ্য জলে সায়ানাইডের ঘনত্ব সাধারণত 5000 - 5500 ppm এবং pH মান 10.5 - 12.5 এর মধ্যে থাকে।

ধাপ ২: অ্যাসিডিফিকেশন

পূর্বে শোধিত বর্জ্য জল একটি অ্যাসিডিফিকেশন স্প্রে টাওয়ারে একটি নির্দিষ্ট প্রবাহ হারে, উদাহরণস্বরূপ, 2 m³/h. তারপর, ঘনীভূত সালফিউরিক অ্যাসিড যোগ করা হয়। সালফিউরিক অ্যাসিডের পরিমাণ বর্জ্য জলের বৈশিষ্ট্য অনুসারে সমন্বয় করা হয়, সাধারণত 25 - 30 kg/m³, যাতে বর্জ্য জলের pH মান 2 এর কম হয়। সালফিউরিক অ্যাসিড যোগ করার সময় নির্গত তাপ বিক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করতে পারে, যার ফলে বর্জ্য জলে থাকা মুক্ত সায়ানাইড আয়নগুলি উদ্বায়ী HCN-তে পরিণত হওয়া সহজ হয়।

ধাপ ৩: HCN তৈরি এবং পৃথকীকরণ

অ্যাসিডিফিকেশন স্প্রে টাওয়ারের তীব্র অ্যাসিডিক পরিবেশে, সায়ানাইডের HCN-তে রূপান্তরকে উৎসাহিত করা হয়। এরপর গঠিত HCN গ্যাসটি একটি ভ্যাকুয়াম সেন্ট্রিফিউগাল ফ্যান দ্বারা টানা হয় এবং পরবর্তী পর্যায়ে প্রবেশ করে - ক্ষার শোষণ টাওয়ারে। একই সময়ে, pH মান হ্রাস পাওয়ার সাথে সাথে, বর্জ্য জলে কিছু ভারী ধাতু আয়ন পরিবর্তিত হতে শুরু করে। উদাহরণস্বরূপ, বর্জ্য জলে তামার আয়নের ঘনত্ব হ্রাস পেতে পারে এবং কিছু ভারী ধাতু অবক্ষেপ তৈরি করতে শুরু করে।

ধাপ ৪: সোডিয়াম সায়ানাইডের শোষণ এবং পুনরুদ্ধার

HCN গ্যাস ক্ষারীয় শোষণ টাওয়ারে প্রবেশ করে এবং একটি ২০% - ৩০% NaOH দ্রবণ দ্বারা শোষিত হয়। টাওয়ারের ক্ষারীয় শোষণকারী তরলটি পুনর্ব্যবহার করা হয় এবং এই পুনর্ব্যবহার প্রক্রিয়ার সময়, HCN গ্যাসের বারবার শোষণ নিশ্চিত করার জন্য একটি ফ্যান ব্যবহার করা হয়। শোষণ বিক্রিয়া চলতে থাকলে, শোষণকারী তরলে NaCN-এর ঘনত্ব ধীরে ধীরে বাড়তে থাকে। যখন NaCN-এর ঘনত্ব ১০% - ১২%-এ পৌঁছায়, তখন এটিকে পুনরায় ব্যবহারের জন্য লিচিং প্রক্রিয়ায় ফেরত পাঠানো যেতে পারে, যার ফলে সোডিয়াম সায়ানাইডের পুনরুদ্ধার সম্পন্ন হয় ।

ধাপ ৫: ভারী ধাতুর বৃষ্টিপাত এবং বিচ্ছেদ

HCN নির্গত হওয়ার পর বর্জ্য জলের ক্ষেত্রে, যেহেতু কিছু ভারী ধাতু - সায়ানাইড কমপ্লেক্স অ্যাসিডিক পরিস্থিতিতে ভেঙে ফেলা হয়েছে, তাই ভারী ধাতুর অবক্ষেপণের জন্য আরও প্রক্রিয়াজাতকরণ করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, বর্জ্য জলের pH মানকে ক্ষারীয় পরিসরে সামঞ্জস্য করলে ভারী ধাতুর হাইড্রোক্সাইড তৈরি হতে পারে যা অবক্ষেপণ করে। তারপর, পরিস্রাবণ বা অবক্ষেপণের মতো কঠিন - তরল পৃথকীকরণ পদ্ধতি ব্যবহার করে বর্জ্য জল থেকে অবক্ষেপিত ভারী ধাতু আলাদা করা যেতে পারে, যার ফলে ভারী ধাতু অপসারণ এবং পুনরুদ্ধার করা সম্ভব হয়।

অ্যাসিডিফিকেশন পুনরুদ্ধার পদ্ধতির সুবিধা

রিসোর্স পুনর্ব্যবহারযোগ্য

অ্যাসিডিফিকেশন পুনরুদ্ধার পদ্ধতি কার্যকরভাবে সায়ানাইডযুক্ত বর্জ্য জল থেকে সোডিয়াম সায়ানাইড পুনরুদ্ধার করতে পারে, যা প্রাসঙ্গিক শিল্প প্রক্রিয়ায় পুনঃব্যবহার করা যেতে পারে, নতুন সোডিয়াম সায়ানাইডের ব্যবহার হ্রাস করে এবং উৎপাদন খরচ হ্রাস করে। একই সময়ে, ভারী ধাতুগুলিও পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে, যা বর্জ্যকে মূল্যবান সম্পদে পরিণত করে।

খরচ - কার্যকারিতা

অন্যান্য কিছু চিকিৎসা পদ্ধতির তুলনায়, যা শুধুমাত্র সায়ানাইড ধ্বংস করার উপর জোর দেয়, অ্যাসিডিফিকেশন পুনরুদ্ধার পদ্ধতি কেবল বর্জ্য জল শোধন করে না বরং মূল্যবান পদার্থও পুনরুদ্ধার করে। যদিও এর জন্য অ্যাসিড এবং ক্ষার গ্রহণের প্রয়োজন হয়, উদ্ধারকৃত সোডিয়াম সায়ানাইড এবং ভারী ধাতুর মূল্য চিকিৎসা খরচের কিছু অংশ পূরণ করতে পারে, যার ফলে সামগ্রিক চিকিৎসা দীর্ঘমেয়াদে আরও সাশ্রয়ী হয়।

পরিবেশগত বন্ধুত্ব

সোডিয়াম সায়ানাইড এবং ভারী ধাতু পুনরুদ্ধারের মাধ্যমে, বর্জ্য জলে দূষণকারীর পরিমাণ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। শোধিত বর্জ্য জলে সায়ানাইড এবং ভারী ধাতুর পরিমাণ কম থাকে, যা পরবর্তী নিষ্কাশন বা আরও শোধনের জন্য বেশি সহায়ক, পরিবেশের উপর নেতিবাচক প্রভাব হ্রাস করে।

অ্যাসিডিফিকেশন পুনরুদ্ধার প্রক্রিয়ায় খরচ

সায়ানাইডযুক্ত বর্জ্য জলের অ্যাসিডিফিকেশন পুনরুদ্ধার পদ্ধতির ব্যবহারে প্রধানত সালফিউরিক অ্যাসিড, কস্টিক সোডা (NaOH), চুন এবং বিদ্যুৎ অন্তর্ভুক্ত থাকে। শীতকালে, বর্জ্য জলকে গরম করা প্রয়োজন, তাই বাষ্পও ব্যবহার করা হয়।

১. অ্যাসিড গ্রহণ

• সায়ানাইডকে HCN-এ রূপান্তর : বর্জ্যজলে থাকা সায়ানাইডকে HCN-এ রূপান্তর করতে কী পরিমাণ সালফিউরিক অ্যাসিড প্রয়োজন হবে, তা বর্জ্যজলে সায়ানাইডের ঘনত্বের উপর নির্ভর করে। উদাহরণস্বরূপ, ৫০০০ পিপিএম সায়ানাইড ঘনত্বযুক্ত ১ ঘনমিটার বর্জ্যজল পরিশোধন করতে এই রূপান্তরের জন্য একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ সালফিউরিক অ্যাসিড প্রয়োজন হয়।

• বর্জ্যজলের অম্লীকরণ : সায়ানাইড রূপান্তরের জন্য ব্যবহৃত অ্যাসিড ছাড়াও, বর্জ্যজলের অম্লতার মাত্রা সঠিক পর্যায়ে আনতে অতিরিক্ত অ্যাসিড ব্যবহার করা হয়। পিএইচ (pH) ২-এর নিচে নামিয়ে আনার জন্য প্রয়োজনীয় অ্যাসিডের পরিমাণ একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়।

• বর্জ্যজলে ক্ষারের সাথে প্রতিক্রিয়া : বর্জ্যজলে কিছু ক্ষারীয় পদার্থ থাকতে পারে যা সালফিউরিক অ্যাসিডের সাথে প্রতিক্রিয়া করে, কিন্তু সাধারণত, সায়ানাইড রূপান্তর এবং অম্লীকরণের জন্য ব্যবহৃত পরিমাণের তুলনায় এই খরচ তুলনামূলকভাবে কম।

• বর্জ্যে থাকা কার্বোনেটের সাথে বিক্রিয়া: যদি সায়ানাইডযুক্ত কাঁচামালগুলিতে কার্বোনেটের পরিমাণ বেশি থাকে, যেমন কিছু সায়ানাইড টেইলিংস স্লারিতে, তাহলে কার্বোনেট অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করে কার্বন ডাইঅক্সাইড তৈরি করবে। এই ধরনের ক্ষেত্রে, সালফিউরিক অ্যাসিডের ব্যবহার উল্লেখযোগ্যভাবে বেড়ে যাবে এবং এই পদার্থগুলি অ্যাসিড-পুনরুদ্ধার পদ্ধতির মাধ্যমে পরিশোধনের জন্য আদর্শ নাও হতে পারে।

২. ক্ষারের ব্যবহার : ক্ষার শোষণ টাওয়ারে HCN শোষণ করে NaCN গঠন করার জন্য কস্টিক সোডা (NaOH) ব্যবহৃত হয়। ব্যবহৃত NaOH-এর পরিমাণ উৎপন্ন HCN-এর পরিমাণ এবং শোষণ দক্ষতার সাথে সম্পর্কিত।

৩. চুনের ব্যবহার : কিছু ক্ষেত্রে, বর্জ্যজলের পরবর্তী পরিশোধনে চুন ব্যবহার করা যেতে পারে, যেমন ভারী ধাতু অধঃক্ষেপণের জন্য pH মান সমন্বয় করতে। প্রয়োজনীয় চুনের পরিমাণ নির্ভর করে বর্জ্যজলে থাকা ভারী ধাতুর প্রকার ও ঘনত্ব এবং প্রয়োজনীয় pH সমন্বয়ের পরিসরের উপর।

৪. বিদ্যুৎ ও বাষ্পের ব্যবহার : এই প্রক্রিয়ায় পাম্প, ফ্যান এবং ভ্যাকুয়াম সেন্ট্রিফিউগাল ফ্যানের মতো সরঞ্জামগুলিতে বিদ্যুৎ ব্যবহৃত হয়। শীতকালে, বর্জ্য জলকে আগে থেকে গরম করার সময়, বিক্রিয়ার জন্য তাপমাত্রা উপযুক্ত মাত্রায় উন্নীত করতে বাষ্প ব্যবহৃত হয়।

উপসংহার

সায়ানাইডযুক্ত বর্জ্য জলের অ্যাসিডিফিকেশন পুনরুদ্ধার পদ্ধতি, সোডিয়াম সায়ানাইড এবং ভারী ধাতু পুনরুদ্ধারের জন্য, একটি ব্যাপক এবং কার্যকর শোধন প্রযুক্তি। নির্দিষ্ট প্রক্রিয়া পদক্ষেপ অনুসরণ করে, এটি কেবল বর্জ্য জল থেকে বিষাক্ত সায়ানাইড এবং ভারী ধাতু অপসারণ করতে পারে না বরং মূল্যবান সম্পদ পুনর্ব্যবহার করতে পারে। যদিও এই প্রক্রিয়ায় কিছু উপাদান এবং শক্তি খরচ হয়, এর পরিবেশগত এবং অর্থনৈতিক সুবিধা বিবেচনা করে, সায়ানাইডযুক্ত বর্জ্য জলের শোধনে এর ব্যাপক প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে। তবে, প্রকৃত পরিচালনায়, HCN গ্যাসের বিষাক্ততার কারণে কঠোর সুরক্ষা ব্যবস্থা গ্রহণ করা প্রয়োজন। একই সময়ে, পুনরুদ্ধার দক্ষতা উন্নত করতে এবং খরচ কমাতে প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির ক্রমাগত অপ্টিমাইজেশন প্রয়োজন।