Nátrium-cianid és nehézfémek savas kinyerésére szolgáló eljárás szennyvízből

Bevezetés

A cianidtartalmú szennyvíz különféle ipari folyamatokból, például aranybányászatból, galvanizálásból és vegyipari gyártásból keletkezik. A cianidtartalmú szennyvíz magas toxicitása miatt cianid, ezen szennyvíz nem megfelelő kibocsátása súlyos környezetszennyezést és az emberi egészség károsodását okozhatja. Ezért a cianidot tartalmazó szennyvíz kezelése és erőforrás-visszanyerése kritikus kérdéssé vált. A kezelési módszerek között szerepelnek a következők: Savasodás-helyreállítás of Nátrium-cianid A nehézfémek eltávolítása egy széles körben alkalmazott és hatékony megközelítés, amely nemcsak a környezeti kockázatot csökkenti, hanem az értékes erőforrások újrahasznosítását is lehetővé teszi.

A savasodás visszanyerésének elve

Cianid átalakítása hidrogén-cianiddá (HCN)

A savasítási folyamat során erős savakat, például kénsavat adnak a cianidot tartalmazó szennyvízhez. Savas körülmények között a szennyvízben lévő szabad cianidionok hidrogén-cianiddá (HCN) alakulnak át. A hidrogén-cianid egy illékony vegyület. Amikor a szennyvíz pH-értékét alacsony értékre, általában 2 alá állítják, a reakció nagyobb valószínűséggel végbemegy, elősegítve a cianidionok HCN gázzá alakulását.

Nátrium-cianid kinyerése

A keletkezett HCN gázt ezután egy lúgos abszorpciós toronyba vezetik. A torony belsejében reakcióba lép egy nátrium-hidroxid (NaOH) oldattal. A reakció előrehaladtával, nátrium-cianid (NaCN) képződik és halmozódik fel az abszorpciós oldatban. Amikor a NaCN koncentrációja az oldatban eléri a 10% - 12% körüli értéket, újrahasznosítható és újra felhasználható a releváns ipari folyamatokban, például az aranybányászat kioldási folyamatában.

Nehézfémek felszabadulása és kicsapódása

A szabad cianid mellett a szennyvíz gyakran tartalmaz nehézfémek és cianid komplexeit, például réz és cink komplexeit. Savas körülmények között ezek a komplexek lebomlanak. Miután a nehézfém ionok felszabadulnak, oldhatatlan sókat képezhetnek, és bizonyos körülmények között kicsapódhatnak. Például a pH-érték beállítása vagy bizonyos kicsapószerek hozzáadása a réz ionok kicsapódását okozhatja.

Folyamatlépések

1. lépés: Szennyvíz előkezelés

A lúgos cianidot tartalmazó, nagy koncentrációjú szennyvíz először egy gőz-hőcserélőn halad át, ahol szabályozzák a hőmérsékletét. A hőmérsékletet jellemzően 20-25°C között tartják. Ez a hőmérséklet-szabályozás segít optimalizálni a későbbi reakciósebességet és biztosítja a folyamat stabilitását. A nagy koncentrációjú szennyvízben a cianid koncentrációja általában 5000-5500 ppm között, a pH-érték pedig 10.5-12.5 között van.

2. lépés: Savanyítás

Az előkezelt szennyvizet egy savasító permetezőtoronyba vezetik bizonyos áramlási sebességgel, például 2 m³/h-val. Ezután tömény kénsavat adnak hozzá. A hozzáadott kénsav mennyiségét a szennyvíz jellemzőihez igazítják, általában 25-30 kg/m³, hogy a szennyvíz pH-értékét 2 alá csökkentsék. A kénsav hozzáadása során felszabaduló hő felgyorsíthatja a reakciót, megkönnyítve a szennyvízben lévő szabad cianidonok átalakulását illékony HCN-ná.

3. lépés: HCN előállítása és szétválasztása

A savasító permetezőtorony erősen savas környezetében elősegítődik a cianid HCN-ná történő átalakulása. A képződött HCN-gázt ezután egy vákuumos centrifugális ventilátor elszívja, és a következő szakaszba, az alkáli abszorpciós toronyba jut. Ugyanakkor, ahogy a pH-érték csökken, a szennyvízben lévő egyes nehézfém-ionok megváltozni kezdenek. Például a szennyvízben lévő rézionok koncentrációja csökkenhet, és egyes nehézfémek kicsapódást kezdenek képezni.

4. lépés: A nátrium-cianid felszívódása és kinyerése

A HCN gáz belép az alkáli abszorpciós toronyba, és egy 20%-30%-os NaOH oldat abszorbeálja. A toronyban lévő alkáli abszorpciós folyadékot recirkulálják, és az újrahasznosítási folyamat során egy ventilátor biztosítja a HCN gáz ismételt abszorbeálását. Ahogy az abszorpciós reakció folytatódik, az abszorpciós folyadékban lévő NaCN koncentrációja fokozatosan növekszik. Amikor a NaCN koncentrációja eléri a 10% - 12%-ot, visszavezethető a kioldási folyamatba újrafelhasználás céljából, így elérhető a kinyerés. Nátrium-cianid.

5. lépés: Nehézfémek kicsapása és elválasztás

A HCN kibocsátása utáni szennyvíz esetében, mivel egyes nehézfém-cianid komplexek savas körülmények között lebomlanak, további kezelés végezhető a nehézfémek kicsapására. Például a szennyvíz pH-értékének lúgos tartományba állítása nehézfém-hidroxidokat képezhet, amelyek kicsapódnak. Ezután szilárd-folyadék elválasztási módszerek, például szűrés vagy ülepítés alkalmazhatók a kicsapódott nehézfémek elválasztására a szennyvíztől, elérve a nehézfémek eltávolítását és kinyerését.

A savasításos visszanyerési módszer előnyei

Forrás újrahasznosítása

A savas visszanyerési módszer hatékonyan képes kinyerni a nátrium-cianidot a cianidot tartalmazó szennyvízből, amely újra felhasználható a vonatkozó ipari folyamatokban, csökkentve az új nátrium-cianid felhasználását és a termelési költségeket. Ugyanakkor a nehézfémek is kinyerhetők, így a hulladék értékes erőforrássá alakítható.

Költség – Hatékonyság

Néhány más, kizárólag a cianid lebontására összpontosító kezelési módszerrel összehasonlítva a savas visszanyerési módszer nemcsak a szennyvizet kezeli, hanem értékes anyagokat is visszanyer. Bár sav és lúg felhasználását igényli, a visszanyert nátrium-cianid és nehézfémek értéke ellensúlyozhatja a kezelési költségek egy részét, így hosszú távon költséghatékonyabbá válik a kezelés.

Környezetbarátság

A nátrium-cianid és a nehézfémek kinyerésével jelentősen csökken a szennyvízben lévő szennyező anyagok mennyisége. A kezelt szennyvíz alacsonyabb cianid- és nehézfém-tartalommal rendelkezik, ami elősegíti a későbbi kibocsátást vagy további kezelést, csökkentve a környezetre gyakorolt ​​negatív hatást.

Fogyasztás a savasodás-visszanyerési folyamatban

A cianidtartalmú szennyvíz savas visszanyerési módszerének fogyasztása főként kénsavat, marónátront (NaOH), meszet és elektromos áramot foglal magában. Télen a szennyvíz előmelegítése szükséges, ezért gőz is fogyasztásra kerül.

1. Savfogyasztás

• Cianid átalakítása HCN-néA szennyvízben lévő cianid HCN-né alakításához szükséges kénsav mennyisége a szennyvíz cianidkoncentrációjától függ. Például 1 m³ 5000 ppm cianidkoncentrációjú szennyvíz kezeléséhez bizonyos mennyiségű kénsav szükséges ehhez az átalakításhoz.

• Szennyvíz savasodásaA cianid átalakításához szükséges sav mellett további savat használnak a szennyvíz megfelelő savassági szintjének beállítására. Fontos tényező a pH 2 alá csökkentéséhez szükséges mennyiség.

• Reakció lúggal a szennyvízbenA szennyvízben lehetnek lúgos anyagok, amelyek reakcióba lépnek a kénsavval, de általában ez a fogyasztás viszonylag kicsi a cianidos átalakításhoz és savasításhoz felhasznált mennyiségekhez képest.

• Reakció karbonáttal hulladékbanHa a cianidot tartalmazó nyersanyagok magas cianidtartalmúak SzénAz áztatási zagyokban, például egyes cianidtartalmú iszapokban a karbonát reakcióba lép a savval, szén-dioxidot képezve. Ilyen esetekben a kénsavfogyasztás jelentősen megnő, és ezek az anyagok nem feltétlenül ideálisak a savas kinyerési módszerrel történő kezeléshez.

2. LúgfogyasztásA marónátront (NaOH) az alkáli abszorpciós toronyban használják a HCN elnyelésére és NaCN előállítására. A felhasznált NaOH mennyisége összefügg a keletkezett HCN mennyiségével és az abszorpció hatékonyságával.

3. MészfogyasztásBizonyos esetekben a meszet a szennyvíz utólagos kezelésében is felhasználhatják, például a nehézfémek kicsapódásának pH-értékének beállításához. A szükséges mészmennyiség a szennyvízben lévő nehézfémek típusától és koncentrációjától, valamint a szükséges pH-beállítási tartománytól függ.

4. Villamosenergia- és gőzfogyasztásA folyamatban részt vevő berendezések, például szivattyúk, ventilátorok és vákuumos centrifugális ventilátorok elektromos áramot használnak. Télen, a szennyvíz előmelegítésekor gőzt fogyasztanak, hogy a hőmérsékletet a reakcióhoz megfelelő szintre emeljék.

Összegzés

A cianidtartalmú szennyvíz savas visszanyerési módszere a nátrium-cianid és a nehézfémek kinyerésére egy átfogó és hatékony kezelési technológia. A meghatározott folyamatlépések követésével nemcsak a mérgező cianidot és nehézfémeket távolíthatja el a szennyvízből, hanem értékes erőforrásokat is újrahasznosíthat. Bár a folyamat bizonyos anyag- és energiafogyasztással jár, környezeti és gazdasági előnyeit figyelembe véve széles körű alkalmazási lehetőségekkel rendelkezik a cianidtartalmú szennyvíz kezelésében. A tényleges üzemeltetés során azonban szigorú biztonsági intézkedéseket kell tenni a HCN gáz toxicitása miatt. Ugyanakkor a folyamatparaméterek folyamatos optimalizálása szükséges a visszanyerés hatékonyságának javítása és a költségek csökkentése érdekében.