بررسی تصفیه آب اسیدی مس - آرسنیک با هیدروسولفید سدیم به جای سولفید سدیم

معرفی

تحقیقات نشان می‌دهد که تصفیه اسید پسماند حاوی مس و آرسنیک از فرآیندی استفاده می‌کند که شامل رسوب سولفید و به دنبال آن افزودن گچ و خنثی‌سازی الکتروشیمیایی است و در نهایت منجر به تخلیه پایدار مطابق با استانداردهای نظارتی می‌شود. در مرحله رسوب سولفید، یک محلول سولفید سدیم با غلظت جرمی 26٪ به طور خودکار به اسید پسماند حاوی مس و آرسنیک تحت شرایط اسیدیته خاص اضافه می‌شود و منجر به تشکیل رسوبات CuS و As2S3 برای حذف یون‌های مس و آرسنیک از فاز مایع می‌شود. در تولید واقعی، محلول سولفید سدیم حاوی مقادیر نسبتاً بالایی از ناخالصی‌های نامحلول است و هنگامی که در معرض هوا قرار می‌گیرد، به تدریج اکسید می‌شود و تیوسولفات تشکیل می‌دهد. علاوه بر این، دمای تبلور بالایی دارد، از جمله معایب دیگر. بنابراین، یافتن یک عامل سولفید جدید برای جایگزینی سولفید سدیم از اهمیت قابل توجهی برخوردار خواهد بود.

سدیم هیدروسولفید جامد

اصل فرآیند

با توجه به محدودیت‌های موجود در فرآیند جذب H2S اضافی، تصفیه اسید پساب حاوی مس و آرسنیک با استفاده از هیدروسولفید سدیم بر اساس تجهیزات و جریان فرآیند فعلی اسید پساب و فاضلاب کارگاه اسید سولفوریک انجام می‌شود. در این روش از محلول مخلوط هیدروسولفید سدیم و سولفید سدیم برای تصفیه استفاده می‌شود.

جریان فرآیند

شکل 1 نمودار جریان فرآیند برای تصفیه اسیدهای زاید حاوی مس و آرسنیک با استفاده از هیدروسولفید سدیم را نشان می دهد. محلول اسید زائد پس از حذف SO2 در برج سلب، از بالا وارد مخزن واکنش هیدروسولفید سدیم می شود. محلول مخلوط هیدروسولفید سدیم و سولفید سدیم از پایین مخزن واکنش اضافه می شود. در شرایط اسیدی، گاز H2S تولید می شود و به تدریج بالا می رود و با مس و آرسنیک از بالا به پایین واکنش می دهد و رسوبات CuS و As2S3 را تشکیل می دهد. سپس این رسوبات برای ته نشین شدن به داخل غلیظ کننده مس سرریز می شود. مایع رویی به فرآیند تصفیه گچ فرستاده می شود، در حالی که لجن پایین قبل از ارسال برای پردازش بیشتر در یک فیلتر پرس آبگیری می شود. مقدار کمی از H2S بدون واکنش توسط یک لوله فشار منفی به برج سم زدایی کشیده می شود، جایی که توسط محلول مخلوط هیدروسولفید سدیم و سولفید سدیم در گردش جذب می شود و اطمینان حاصل می شود که استانداردهای تخلیه را برآورده می کند.

روش تجربی

یک حالت تولید پیوسته اتخاذ می شود، با سایر فرآیندها و پارامترهای کنترل بدون تغییر باقی می مانند. هیدروسولفید سدیم سریعتر از سولفید سدیم واکنش نشان می دهد. اگر غلظت نسبتاً زیاد باشد، مقدار زیادی سولفید هیدروژن (H2S) به سرعت در شرایط اسیدی تولید می شود. سولفید هیدروژن نسبتاً بیش از حد، جدا از واکنش با مقداری مس و آرسنیک موجود در اسید ضایعات، از سطح مایع به دلیل هم زدن پدال همزن خارج می شود و با فشار منفی به برج سم زدایی کشیده می شود. فرآیند موجود از سولفید سدیم برای جذب سولفید هیدروژن اضافی تولید شده در طی واکنش سولفید (Na2S + H2S = 2NaHS) استفاده می‌کند. پس از استفاده آزمایشی از هیدروسولفید سدیم، مخزن ذخیره سولفید سدیم حاوی مقداری هیدروسولفید سدیم است که توانایی آن در جذب سولفید هیدروژن اضافی را کاهش می دهد. برای جلوگیری از جذب ناقص سولفید هیدروژن، که می‌تواند منجر به انتشارات ناسازگار از برج سم‌زدایی شود، آب (میعانات حاصل از بخار حرارتی مخزن ذخیره سولفید سدیم) در طول دوره آزمایشی به مخزن ذخیره سولفید سدیم اضافه می‌شود تا غلظت محلول مخلوط سولفید سدیم و سولفید سدیم تقریباً 15٪ حفظ شود.

نتیجه

1. پس از استفاده از محلول مخلوط هیدروسولفید سدیم و سولفید سدیم، هزینه معرف برای تصفیه یک متر مکعب اسید ضایعات به 52.5 درصد از سولفید سدیم خالص کاهش می‌یابد که منجر به مزایای اقتصادی قابل توجهی می‌شود.

2. استفاده از محلول مخلوط هیدروسولفید سدیم و سولفید سدیم بر شاخص های تخلیه کارگاه تأثیری نداشته است. استانداردهای تخلیه فاضلاب پایدار و مطابقت دارند.

3. با توجه به استفاده مختلط از سولفید سدیم و هیدروسولفید سدیم و با تغییر فرآیند برج سم‌زدایی موجود، هیچ موردی از عدم انطباق در انتشار گازهای گلخانه‌ای از برج سم‌زدایی مشاهده نشده است.