Tanulmány a réz-arzénos szennyvíz kezeléséről nátrium-szulfid helyett nátrium-hidrogén-szulfiddal

Bevezetés

A kutatások azt mutatják, hogy a réz- és arzéntartalmú hulladéksav kezelése olyan eljárást alkalmaz, amely szulfid kicsapással, majd gipsz hozzáadásával és elektrokémiai semlegesítéssel jár, ami végső soron a szabályozási előírásoknak megfelelő stabil kisüléshez vezet. A szulfidos kicsapás lépésében a nátrium-szulfid 26%-os tömegkoncentrációjú oldatot adnak automatikusan a réz- és arzéntartalmú hulladéksavhoz meghatározott savassági körülmények között, aminek eredményeként CuS és As2S3 kicsapódások képződnek, amelyek eltávolítják a réz- és arzénionokat a folyadékfázisból. A tényleges gyártás során a nátrium-szulfid oldat viszonylag nagy mennyiségben tartalmaz oldhatatlan szennyeződéseket, és levegővel érintkezve fokozatosan oxidálódik, tioszulfátot képezve. Ezen túlmenően, egyéb hátrányai mellett magas a kristályosodási hőmérséklete. Ezért a nátrium-szulfid helyettesítésére új szulfid szert találni nagyon fontos lenne.

Szilárd nátrium-hidroszulfid

A folyamat elve

A meglévő felesleges H2S abszorpciós folyamat korlátozza a réz- és arzéntartalmú hulladéksav kezelését. Nátrium-hidroszulfid a kénsavműhely hulladéksavának és szennyvízének jelenlegi berendezése és folyamatáram alapján történik. Ez a módszer nátrium-hidrogén-szulfid és nátrium-szulfid vegyes oldatát alkalmazza a kezeléshez.

Folyamatábra

Az 1. ábra szemlélteti a réz- és arzéntartalmú hulladéksav nátrium-hidrogén-szulfiddal történő kezelésének folyamatábráját. A szennysavoldat az SO2 eltávolítása után a sztrippelőtoronyban felülről kerül a nátrium-hidrogén-szulfid reakciótartályba. A reakciótartály aljáról nátrium-hidrogén-szulfid és nátrium-szulfid vegyes oldatát adjuk hozzá. Savas körülmények között H2S gáz keletkezik és fokozatosan felemelkedik, felülről lefelé reagálva rézzel és arzénnel CuS és As2S3 csapadékot képezve. Ezek a csapadékok azután túlcsordulnak a rézsűrítőbe az ülepedés céljából. A felülúszót a gipszkezelési folyamatba küldik, míg az alsó iszapot szűrőprésben víztelenítik, mielőtt további feldolgozásra küldik. Kis mennyiségű el nem reagált H2S egy negatív nyomású csővel a méregtelenítő toronyba kerül, ahol a keringő nátrium-hidrogén-szulfid és nátrium-szulfid kevert oldata felszívja, biztosítva, hogy megfeleljen a kibocsátási szabványoknak.

Kísérleti módszer

Folyamatos gyártási módot alkalmaznak, a többi folyamat és szabályozási paraméterek változatlanok maradnak. A nátrium-hidrogén-szulfid gyorsabban reagál, mint a nátrium-szulfid; ha a koncentráció viszonylag magas, akkor savas körülmények között gyorsan nagy mennyiségű hidrogén-szulfid (H2S) keletkezik. Eltekintve attól, hogy a hulladéksavban lévő réz és arzén egy részével reagál, a viszonylag nagy mennyiségű kénhidrogén a keverőlapát mozgatása miatt kikerül a folyadék felületéről, és negatív nyomás hatására a méregtelenítő toronyba kerül. A meglévő eljárás nátrium-szulfidot használ a szulfidreakció során keletkező hidrogén-szulfid feleslegének elnyelésére (Na2S + H2S = 2NaHS). A nátrium-hidrogén-szulfid próbahasználata után a nátrium-szulfid tárolótartály némi nátrium-hidrogén-szulfidot tartalmaz, ami csökkenti a felesleges hidrogén-szulfid felszívó képességét. A hidrogén-szulfid tökéletlen felszívódásának elkerülése érdekében, ami a méregtelenítő torony nem megfelelő kibocsátásához vezethet, vizet (a nátrium-szulfid tároló tartály fűtőgőzéből származó kondenzátumot) adunk a nátrium-szulfid tároló tartályba a próbaidő alatt, hogy a nátrium-szulfid és nátrium-hidrogén-szulfid kevert oldatának koncentrációja körülbelül 15% legyen.

Összegzés

1. A nátrium-hidrogén-szulfid és a nátrium-szulfid vegyes oldatának alkalmazása után egy köbméter hulladéksav kezelésének reagensköltsége a tiszta nátrium-szulfidé 52.5%-ára csökken, ami jelentős gazdasági előnyökkel jár.

2. A nátrium-hidrogén-szulfid és nátrium-szulfid kevert oldatának használata nem befolyásolta a műhely kisülési mutatóit; a szennyvízkibocsátási szabványok stabilak és megfelelnek.

3. A nátrium-szulfid és a nátrium-hidrogén-szulfid vegyes felhasználása, valamint a meglévő méregtelenítő torony-eljárás változatlansága miatt a méregtelenítő toronyból származó kibocsátások tekintetében nem fordult elő szabálytalanság.