Postupak elektrolitske oksidacije za obradu otpadnih voda natrijevog cijanida

Uvod

Otpadne vode koje sadrže cijanid, posebno one nastale iz Natrijev cijanid, predstavlja veliki ekološki problem. Takve otpadne vode su vrlo toksične i uglavnom potječu iz industrija poput galvanizacije, proizvodnje plina, koksanja, metalurgije, prerade metala, kemijskih vlakana, plastike, pesticida i kemijske industrije. U vodi su nestabilne i sklone razgradnji. I anorganske i organske cijanidi su izuzetno otrovne tvari. Na primjer, smrtonosna doza cijanid za ljudsko tijelo iznosi 0.18 g, a kalijevog cijanida 0.12 g. Osim toga, smrtonosna koncentracija cijanida za ribe u vodi kreće se od 0.04 do 0.1 mg/L. Kao rezultat toga, hitno su potrebne učinkovite metode liječenja kako bi se ublažio njegov štetan utjecaj na okoliš i ljudsko zdravlje.

Osnove elektrolitičke oksidacije otpadnih voda koje sadrže cijanid

The Proces elektrolitičke oksidacije za liječenje Otpadne vode natrijevog cijanida Radi na principu korištenja električne struje za pokretanje kemijskih reakcija na anodi i katodi, čime se cijanid u otpadnoj vodi pretvara u manje štetne tvari. U tom procesu, i jednostavni cijanid i složeni cijanid u otpadnoj vodi podliježu elektrolizi.

Anodne reakcije

• Za jednostavni cijanidTijekom reakcije u prvoj fazi na anodi, jednostavni cijanid snažno reagira s drugim tvarima u otpadnoj vodi stvarajući manje toksičan spoj. U sljedećoj drugoj fazi odvijaju se dvije reakcije. Jedna reakcija dalje razgrađuje ovaj spoj na ugljikov dioksid, dušik i vodu. Druga reakcija rezultira stvaranjem amonijaka.

• Za koordinacijski cijanid (na primjeru kompleksa koji sadrži bakar)Kada koordinacijski cijanid, poput kompleksa koji sadrže bakar, dosegne anodu, reagira stvarajući ione bakra i drugi manje toksični spoj. Kada se kuhinjska sol doda u elektrolitički medij, odvijaju se dodatne reakcije. Kloridni ioni iz soli oksidiraju se i tvore nascentni klor. Ovaj nascentni klor zatim reagira s cijanidom i drugim tvarima u otpadnoj vodi kako bi razgradio cijanidne spojeve u manje štetne produkte, uključujući ugljikov dioksid, dušik i kloridne ione.

Katodne reakcije

Na katodi, vodikovi ioni primaju elektrone i tvore vodikov plin. Kod cijanidnih kompleksa koji sadrže metale, poput onih s bakrom, bakreni ioni primaju elektrone i mogu se taložiti kao metalni bakar. Pod određenim uvjetima, bakreni ioni mogu reagirati i s hidroksidnim ionima stvarajući talog bakrenog hidroksida.

Ključna razmatranja u procesu elektrolitičke oksidacije

• Materijali elektrodaIzbor materijala elektroda je ključan. U mnogim slučajevima, meki čelik može se koristiti kao materijal katode. Međutim, anode moraju izdržati oštre elektrokemijsko okruženje. Dimenzijski stabilne anode (DSA), koje su izrađene od oksida plemenitih metala i proizvodi ih nekoliko tvrtki, dobro su prikladne za ovu primjenu. Grafit također može poslužiti kao materijal anode, ali ima nedostatak što se postupno troši tijekom procesa elektrolize.

• Kontrola temperatureTemperaturu otpadne tekućine tijekom elektrolize potrebno je pažljivo regulirati. Općenito je treba održavati ispod 25 °C. Ako temperatura previše poraste, klor nastao oksidacijom kloridnih iona u dodanoj soli izaći će prije nego što može reagirati s cijanidom, čime se smanjuje učinkovitost procesa uništavanja cijanida.

• Dodavanje kloridnih ionaDodavanje kloridnih iona u otpadnu vodu može pojačati elektrolitičku oksidaciju cijanida. Obično je dovoljno dodati 1 - 2 g/L kloridnih iona. U nekim slučajevima, pokazalo se da dodavanje obične soli (natrijevog klorida) u koncentraciji od 25 g po litri u otpadnu tekućinu učinkovito pomaže u elektrolitičkoj destrukciji cijanida.

Prednosti postupka elektrolitičke oksidacije

• Visoka učinkovitost za otpadne vode visoke koncentracijeProces elektrolitičke oksidacije posebno je učinkovit za obradu otpadnih voda koje sadrže visoku koncentraciju cijanida, poput onih u rudnicima zlata. Može značajno smanjiti koncentraciju cijanida u otpadnim vodama.

• In-situ generiranje reaktivnih vrstaTijekom elektrolize, unutar sustava se stvaraju reaktivne vrste poput nascentnog klora. To eliminira potrebu za vanjskim dodavanjem potencijalno opasnih i skupih oksidacijskih sredstava u velikim količinama.

• FleksibilnostProces se može prilagoditi prema specifičnom sastavu otpadne vode. Kontroliranjem parametara kao što su gustoća struje, napon i dodavanje određenih soli, proces elektrolitičke oksidacije može se optimizirati za različite vrste otpadnih voda koje sadrže cijanide, bez obzira sadrže li jednostavne ili složene cijanidne spojeve.

Zaključak

Proces elektrolitičke oksidacije nudi obećavajuće rješenje za obradu natrijev cijanid otpadne vode. Razumijevanjem kemijskih reakcija koje se odvijaju na anodi i katodi, pažljivim odabirom materijala elektroda, kontrolom temperature i dodavanjem odgovarajućih količina kloridnih iona, ova metoda može učinkovito ukloniti onečišćenje cijanidom iz otpadnih voda. Kako industrije nastavljaju tražiti održivije i učinkovitije načine upravljanja otpadom, proces elektrolitičke oksidacije vjerojatno će dobiti širu primjenu u obradi otpadnih voda koje sadrže cijanid. Međutim, potrebna su daljnja istraživanja i razvoj kako bi se poboljšao proces, smanjili troškovi te povećala njegova ukupna učinkovitost i ekološka prihvatljivost.