Նատրիումի ցիանիդի և ծանր մետաղների թթվայնացման վերականգնման գործընթաց կեղտաջրերից

ներածություն

Ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերը առաջանում են տարբեր արդյունաբերական գործընթացներից, ինչպիսիք են ոսկու արդյունահանումը, էլեկտրոլիտիկ ծածկույթը և քիմիական արտադրությունը: Ցիանիդի բարձր թունավորության պատճառով այս կեղտաջրերի անպատշաճ արտանետումը կարող է լուրջ շրջակա միջավայրի աղտոտում առաջացնել և վնաս հասցնել մարդու առողջությանը: Հետևաբար, ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի մաքրումը և ռեսուրսների վերականգնումը դարձել են կարևորագույն խնդիրներ: Մաքրման մեթոդների շարքում նատրիումի ցիանիդի և ծանր մետաղների թթվայնացման վերականգնումը լայնորեն կիրառվող և արդյունավետ մոտեցում է, որը ոչ միայն նվազեցնում է շրջակա միջավայրի ռիսկը, այլև իրականացնում է արժեքավոր ռեսուրսների վերամշակում:

Թթվայնացման վերականգնման սկզբունքը

Ցիանիդը ջրածնի ցիանիդի (HCN) փոխակերպման մեջ

Թթվայնացման գործընթացում ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերին ավելացվում են ուժեղ թթուներ, ինչպիսին է ծծմբական թթուն: Թթվային պայմաններում կեղտաջրերի մեջ առկա ազատ ցիանիդային իոնները վերածվում են ջրածնի ցիանիդի (HCN): Ջրածնի ցիանիդը ցնդող միացություն է: Երբ կեղտաջրերի pH-ը կարգավորվում է ցածր արժեքի, սովորաբար 2-ից ցածր, ռեակցիան ավելի հավանական է, որ կընթանա, ինչը նպաստում է ցիանիդային իոնների HCN գազի վերածմանը:

Նատրիումի ցիանիդի վերականգնում

Առաջացած HCN գազը այնուհետև ներմուծվում է ալկալիների կլանման աշտարակի մեջ: Աշտարակի ներսում այն ​​ռեակցիայի մեջ է մտնում նատրիումի հիդրօքսիդի (NaOH) լուծույթի հետ: Ռեակցիայի ընթացքում առաջանում է նատրիումի ցիանիդ (NaCN) և կուտակվում կլանման լուծույթում: Երբ լուծույթում NaCN-ի կոնցենտրացիան հասնում է մոտ 10% - 12% -ի, այն կարող է վերամշակվել և վերօգտագործվել համապատասխան արդյունաբերական գործընթացներում, ինչպիսին է ոսկու արդյունահանման ժամանակ լվացման գործընթացը:

Ծանր մետաղների արտանետում և նստվածք

Բացի ազատ ցիանիդից, կեղտաջրերը հաճախ պարունակում են ծանր մետաղների և ցիանիդի համալիրներ, ինչպիսիք են պղնձի և ցինկի համալիրները: Թթվային պայմաններում այս համալիրները քայքայվում են: Երբ ծանր մետաղների իոնները արտազատվում են, դրանք կարող են առաջացնել անլուծելի աղեր և նստվածք տալ որոշակի պայմաններում: Օրինակ՝ pH-ի արժեքը կարգավորելը կամ որոշակի նստվածք առաջացնող նյութերի ավելացումը կարող է հանգեցնել պղնձի իոնների նստվածքների առաջացմանը:

Գործընթաց քայլեր

Քայլ 1. Կեղտաջրերի նախնական մաքրում

Ալկալային ցիանիդ պարունակող բարձր կոնցենտրացիայի կեղտաջուրը նախ անցնում է գոլորշու ջերմափոխանակիչով՝ ջերմաստիճանը կարգավորելու համար: Սովորաբար ջերմաստիճանը պահպանվում է 20-25°C միջակայքում: Այս ջերմաստիճանի կարգավորումը օգնում է օպտիմալացնել հետագա ռեակցիայի արագությունը և ապահովում է գործընթացի կայունությունը: Բարձր կոնցենտրացիայի կեղտաջրում ցիանիդի կոնցենտրացիան սովորաբար տատանվում է 5000-5500 մաս միլիոնի սահմաններում, իսկ pH-ի արժեքը՝ 10.5-12.5:

Քայլ 2. Թթվայնացում

Նախապես մաքրված կեղտաջրերը որոշակի հոսքի արագությամբ, օրինակ՝ 2 մ³/ժ, մղվում են թթվայնացման ցողիչ աշտարակի մեջ։ Այնուհետև ավելացվում է կոնցենտրացված ծծմբական թթու։ Ավելացված ծծմբական թթվի քանակը կարգավորվում է կեղտաջրի բնութագրերին համապատասխան, սովորաբար 25-30 կգ/մ³, որպեսզի կեղտաջրի pH-ը 2-ից ցածր լինի։ Ծծմբական թթվի ավելացման ընթացքում անջատված ջերմությունը կարող է արագացնել ռեակցիան, ինչը հեշտացնում է կեղտաջրերում առկա ազատ ցիանիդային իոնների վերածումը ցնդող HCN-ի։

Քայլ 3. HCN-ի ստեղծում և տարանջատում

Թթվայնացման ցողիչ աշտարակի ուժեղ թթվային միջավայրում խթանվում է ցիանիդի փոխակերպումը HCN-ի: Այնուհետև առաջացած HCN գազը ներծծվում է վակուումային կենտրոնախույս օդափոխիչով և մտնում հաջորդ փուլ՝ ալկալիների կլանման աշտարակ: Միաժամանակ, pH-ի արժեքի նվազմանը զուգընթաց, կեղտաջրերի որոշ ծանր մետաղների իոններ սկսում են փոխվել: Օրինակ, կեղտաջրերի մեջ պղնձի իոնների կոնցենտրացիան կարող է նվազել, և որոշ ծանր մետաղներ սկսում են նստվածքներ առաջացնել:

Քայլ 4. Նատրիումի ցիանիդի կլանումը և վերականգնումը

HCN գազը մտնում է ալկալիների կլանման աշտարակ և կլանվում է 20% - 30% NaOH լուծույթի կողմից: Աշտարակում ալկալիների կլանման հեղուկը վերամշակվում է, և վերամշակման գործընթացի ընթացքում օգտագործվում է օդափոխիչ՝ HCN գազի բազմակի կլանումն ապահովելու համար: Կլանման ռեակցիայի շարունակմանը զուգընթաց, կլանման հեղուկում NaCN-ի կոնցենտրացիան աստիճանաբար մեծանում է: Երբ NaCN-ի կոնցենտրացիան հասնում է 10% - 12%-ի, այն կարող է վերադարձվել լվացման գործընթաց՝ վերօգտագործման համար, այդպիսով հասնելով նատրիումի ցիանիդի վերականգնմանը :

Քայլ 5. Ծանր մետաղների նստվածք և տարանջատում

HCN-ի արտանետումից հետո կեղտաջրերի համար, քանի որ որոշ ծանր մետաղ-ցիանիդային համալիրներ քայքայվել են թթվային պայմաններում, կարող է իրականացվել հետագա մաքրում՝ ծանր մետաղները նստեցնելու համար: Օրինակ՝ կեղտաջրերի pH-ի արժեքը ալկալային միջակայքի կարգավորելը կարող է առաջացնել ծանր մետաղների հիդրօքսիդներ, որոնք նստվածք են տալիս: Այնուհետև, պինդ-հեղուկային բաժանման մեթոդները, ինչպիսիք են ֆիլտրացիան կամ նստեցումը, կարող են օգտագործվել նստվածքային ծանր մետաղները կեղտաջրերից առանձնացնելու համար՝ հասնելով ծանր մետաղների հեռացմանը և վերականգնմանը:

Թթվայնացման վերականգնման մեթոդի առավելությունները

Ռեսուրսների վերամշակում

Թթվայնացման վերականգնման մեթոդը կարող է արդյունավետորեն վերականգնել նատրիումի ցիանիդը ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերից, որը կարող է վերօգտագործվել համապատասխան արդյունաբերական գործընթացներում՝ նվազեցնելով նոր նատրիումի ցիանիդի սպառումը և իջեցնելով արտադրական ծախսերը: Միևնույն ժամանակ, ծանր մետաղները նույնպես կարող են վերականգնվել՝ թափոնները վերածելով արժեքավոր ռեսուրսների:

Ծախս – Արդյունավետություն

Ցիանիդի ոչնչացման վրա կենտրոնացած որոշ այլ մաքրման մեթոդների համեմատ, թթվայնացման վերականգնման մեթոդը ոչ միայն մաքրում է կեղտաջրերը, այլև վերականգնում է արժեքավոր նյութեր: Չնայած այն պահանջում է թթվի և ալկալիի սպառում, վերականգնված նատրիումի ցիանիդի և ծանր մետաղների արժեքը կարող է փոխհատուցել մաքրման ծախսերի մի մասը, երկարաժամկետ հեռանկարում ընդհանուր մաքրումը դարձնելով ավելի ծախսարդյունավետ:

Բնապահպանական բարեկամությունը

Նատրիումի ցիանիդի և ծանր մետաղների վերականգնումով, կեղտաջրերում աղտոտիչների քանակը զգալիորեն կրճատվում է: Մաքրված կեղտաջրերն ունեն ցիանիդի և ծանր մետաղների ավելի ցածր պարունակություն, ինչը ավելի նպաստավոր է հետագա արտանետման կամ հետագա մաքրման համար՝ նվազեցնելով շրջակա միջավայրի վրա բացասական ազդեցությունը:

Սպառումը թթվայնացման վերականգնման գործընթացում

Ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի թթվայնացման վերականգնման մեթոդի սպառումը հիմնականում ներառում է ծծմբական թթու, կծու սոդա (NaOH), կիր և էլեկտրաէներգիա: Ձմռանը անհրաժեշտ է նախապես տաքացնել կեղտաջրերը, ուստի օգտագործվում է նաև գոլորշի:

1. Թթվային սպառում

• Ցիանիդի փոխակերպումը HCN-ի . Կեղտաջրերում ցիանիդը HCN-ի փոխակերպելու համար անհրաժեշտ ծծմբական թթվի քանակը կախված է կեղտաջրերում ցիանիդի կոնցենտրացիայից: Օրինակ՝ 1 մ³ կեղտաջրը 5000 ppm ցիանիդի կոնցենտրացիայով մշակելու համար այս փոխակերպման համար անհրաժեշտ է որոշակի քանակությամբ ծծմբական թթու:

• Կեղտաջրերի թթվայնացում . ցիանիդի վերածման համար նախատեսված թթվից բացի, լրացուցիչ թթու է օգտագործվում կեղտաջրերը համապատասխան թթվայնության մակարդակին հասցնելու համար: Կարևոր գործոն է pH-ը 2-ից ցածր իջեցնելու համար անհրաժեշտ քանակը:

• Ալկալիների հետ ռեակցիան կեղտաջրերում . Կեղտաջրերում կարող են լինել որոշ ալկալիական նյութեր, որոնք ռեակցիայի մեջ են մտնում ծծմբական թթվի հետ, սակայն ընդհանուր առմամբ այս սպառումը համեմատաբար փոքր է ցիանիդի փոխակերպման և թթվայնացման համար օգտագործվող քանակությունների համեմատ:

• Արձագանքը թափոններում կարբոնատի հետ . Եթե ցիանիդ պարունակող հումքը բարձր ածխածնի պարունակություն ունի, օրինակ՝ որոշ ցիանիդային պոչամբարների խառնուրդում, կարբոնատը կռեակցի թթվի հետ՝ առաջացնելով ածխաթթու գազ: Նման դեպքերում ծծմբական թթվի սպառումը զգալիորեն կաճի, և այս նյութերը կարող են իդեալական չլինել թթվային վերականգնման մեթոդով մշակման համար:

2. Ալկալիի սպառում . Կծու սոդան (NaOH) օգտագործվում է ալկալիի կլանման աշտարակում՝ HCN-ը կլանելու և NaCN առաջացնելու համար: Սպառվող NaOH-ի քանակը կապված է առաջացած HCN-ի քանակի և կլանման արդյունավետության հետ:

3. Կրի սպառում . Որոշ դեպքերում կիրը կարող է օգտագործվել կեղտաջրերի հետագա մաքրման համար, օրինակ՝ ծանր մետաղների նստվածքի pH արժեքը կարգավորելու համար: Կրի անհրաժեշտ քանակը կախված է կեղտաջրերում ծանր մետաղների տեսակից և կոնցենտրացիայից, ինչպես նաև pH-ի կարգավորման անհրաժեշտ միջակայքից:

4. Էլեկտրաէներգիայի և գոլորշու սպառում . Էլեկտրաէներգիա օգտագործվում է այնպիսի սարքավորումների կողմից, ինչպիսիք են պոմպերը, օդափոխիչները և վակուումային կենտրոնախույս օդափոխիչները, գործընթացում: Ձմռանը, կեղտաջրերը նախապես տաքացնելիս, գոլորշի է օգտագործվում՝ ջերմաստիճանը ռեակցիայի համար համապատասխան մակարդակի բարձրացնելու համար:

Եզրափակում

Ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի թթվայնացման վերականգնման մեթոդը՝ նատրիումի ցիանիդը և ծանր մետաղները վերականգնելու համար, համապարփակ և արդյունավետ մաքրման տեխնոլոգիա է: Հետևելով որոշակի գործընթացային քայլերի՝ այն կարող է ոչ միայն հեռացնել թունավոր ցիանիդը և ծանր մետաղները կեղտաջրերից, այլև վերամշակել արժեքավոր ռեսուրսներ: Չնայած գործընթացում կան որոշակի նյութերի և էներգիայի սպառումներ, հաշվի առնելով դրա բնապահպանական և տնտեսական օգուտները, այն լայն կիրառման հեռանկարներ ունի ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի մաքրման գործում: Այնուամենայնիվ, իրական շահագործման ընթացքում անհրաժեշտ է ձեռնարկել խիստ անվտանգության միջոցառումներ՝ HCN գազի թունավորության պատճառով: Միևնույն ժամանակ, վերականգնման արդյունավետությունը բարելավելու և ծախսերը կրճատելու համար անհրաժեշտ է գործընթացի պարամետրերի շարունակական օպտիմալացում: