Նատրիումի ցիանիդային կեղտաջրերի ջրածնի պերօքսիդով մշակման արտադրական պրակտիկա

ներածություն

Նատրիումի ցիանիդը բարձր թունավոր քիմիական նյութ է, որը լայնորեն օգտագործվում է այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են հանքարդյունաբերությունը, էլեկտրոլիտիկ մշակումը և քիմիական սինթեզը: Այնուամենայնիվ, այս գործընթացներից առաջացող կեղտաջրերը պարունակում են ցիանիդի բարձր կոնցենտրացիաներ, որը լուրջ սպառնալիք է ներկայացնում շրջակա միջավայրի և մարդու առողջության համար, եթե պատշաճ կերպով չմաքրվի: Ջրածնի պերօքսիդով մշակումը դարձել է արդյունավետ և համեմատաբար անվտանգ մեթոդ՝ դրանց դեմ պայքարելու համար: -Նատրիումի ցիանիդ - պարունակող կեղտաջրեր: Այս հոդվածը խորանում է օգտագործման արտադրական պրակտիկայում Ջրածնի պերօքսիդ նման կեղտաջրերը մաքրելու համար՝ ընդգրկելով ռեակցիայի սկզբունքներից մինչև իրական շահագործման ընթացակարգերը։

Ռեակցիայի սկզբունքները

Ցիանիդի օքսիդացումը ջրածնի պերօքսիդով

Ջրածնի պերօքսիդի և Նատրիումի ցիանիդ օքսիդացում-վերականգնման գործընթաց է: Ջրային լուծույթում ջրածնի պերօքսիդը գործում է որպես օքսիդացնող նյութ: Այն օքսիդացնում է ցիանիդ իոնը՝ վերածելով համեմատաբար պակաս թունավոր նյութերի: Համապատասխան պայմաններում ջրածնի պերօքսիդը խզում է ցիանիդ իոնի մեջ առկա ամուր կապը: Ցիանիդի մեջ պարունակվող ածխածինը օքսիդանում է մինչև ավելի բարձր օքսիդացման վիճակ՝ առաջացնելով ավելի քիչ վնասակար իոն, և ազոտը անջատվում է որպես գազ: Այս ռեակցիան կարևոր է, քանի որ այն զգալիորեն նվազեցնում է կեղտաջրերի թունավորությունը:

Կատալիզատորների դերը (ըստ ցանկության)

Որոշ դեպքերում, կատալիզատորներ կարելի է ավելացնել՝ ջրածնի պերօքսիդի և ցիանիդի միջև ռեակցիան արագացնելու համար: Օրինակ, որոշակի անցումային մետաղների իոններ կարող են գործել որպես կատալիզատորներ Ֆենտոնի ռեակցիային նման ռեակցիայի համակարգում: Կատալիզատորները իջեցնում են ռեակցիայի էներգետիկ արգելքը՝ թույլ տալով, որ ցիանիդի օքսիդացումն ավելի արագ տեղի ունենա ցածր ջերմաստիճանում և ջրածնի պերօքսիդի ավելի քիչ օգտագործմամբ: Այնուամենայնիվ, կատալիզատորներ օգտագործելիս պետք է ուշադիր հաշվի առնել ավելացված կատալիզատորի քանակը, pH-ի կարգավորումը և կատալիզատորի մնացորդներից հնարավոր երկրորդային աղտոտումը:

Գործընթացների հոսքը արտադրական պրակտիկայում

Կեղտաջրերի նախնական մաքրում

Ջրածնի պերօքսիդով բուժումից առաջ, նատրիումի ցիանիդ - պարունակող կեղտաջրերը սովորաբար պահանջում են նախնական մշակում: Այս քայլի նպատակն է կեղտաջրերի pH արժեքը կարգավորել համապատասխան միջակայքում: Սովորաբար, pH-ը կարգավորվում է թեթևակի ալկալային վիճակի՝ մոտ 8-10: Սա պայմանավորված է նրանով, որ Օքսիդացման ռեակցիա Ջրածնի պերօքսիդի և ցիանիդի միջև փոխազդեցությունն ավելի արդյունավետ է ալկալային միջավայրում: Բացի այդ, նախնական մշակումը կարող է ներառել մեծ չափի խառնուրդների, կախված պինդ մասնիկների և այլ նյութերի հեռացում, որոնք կարող են խաթարել հետագա մշակման գործընթացը: Այս նպատակով կարող են օգտագործվել ֆիլտրման մեթոդներ, ինչպիսիք են ավազային ֆիլտրերը կամ մեմբրանային ֆիլտրերը:

Ջրածնի պերօքսիդի ավելացում

Այնուհետև նախապես մշակված կեղտաջրին ավելացվում է ջրածնի պերօքսիդի համապատասխան քանակությունը։ Ջրածնի պերօքսիդի դեղաչափը որոշվում է կեղտաջրում ցիանիդի կոնցենտրացիայի հիման վրա։ Սովորաբար, հաշվարկները նախ կատարվում են քիմիական ռեակցիայի համաձայն։ Սակայն իրական արտադրության մեջ ցիանիդի լրիվ օքսիդացումն ապահովելու համար հաճախ ավելացվում է ջրածնի պերօքսիդի ավելցուկ։ Արդյունաբերական կիրառություններում օգտագործվող ջրածնի պերօքսիդի կոնցենտրացիան սովորաբար 30%-50% սահմաններում է։ Ջրածնի պերօքսիդի ավելացումը կարելի է իրականացնել չափիչ պոմպերի միջոցով, որոնք կարող են ճշգրիտ կարգավորել հոսքի արագությունը և ջրածնի պերօքսիդի քանակը, որը մտնում է... Կեղտաջրերի բուժում տանկ.

Ռեակցիա և խառնում

Ջրածնի պերօքսիդ ավելացնելուց հետո կեղտաջրերը պետք է մանրակրկիտ խառնվեն՝ ջրածնի պերօքսիդի և ցիանիդի միջև հավասարաչափ շփում ապահովելու համար: Խառնումը կարող է իրականացվել մեխանիկական խառնիչների, օդային խառնիչների կամ երկուսի համադրության միջոցով: Ռեակցիայի ժամանակը տատանվում է՝ կախված այնպիսի գործոններից, ինչպիսիք են ցիանիդի սկզբնական կոնցենտրացիան, ջերմաստիճանը և կատալիզատորների առկայությունը: Ընդհանուր առմամբ, ռեակցիայի ժամանակը կարող է տատանվել մի քանի ժամից մինչև տասնյակ ժամ: Այս ժամանակահատվածում ռեակցիայի ջերմաստիճանը նույնպես կարևոր գործոն է: Չնայած ռեակցիան կարող է տեղի ունենալ սենյակային ջերմաստիճանում, որոշակի սահմաններում ջերմաստիճանի բարձրացումը (սովորաբար ոչ ավելի, քան 50°C) կարող է արագացնել ռեակցիայի արագությունը: Այնուամենայնիվ, չափազանց բարձր ջերմաստիճանները կարող են առաջացնել ջրածնի պերօքսիդի քայքայում՝ նվազեցնելով դրա արդյունավետությունը ցիանիդի մշակման գործում:

Հետբուժում

Ռեակցիայի ավարտից հետո անհրաժեշտ են հետմաքրման քայլեր: Հետմաքրման հիմնական միջոցառումներից մեկը մնացորդային ջրածնի պերօքսիդի հեռացումն է: Մաքրված կեղտաջրերի մեջ ջրածնի պերօքսիդի ավելցուկը կարող է վնասակար լինել շրջակա միջավայրի համար և կարող է նաև խանգարել հետագա կենսաբանական մաքրման գործընթացներին, եթե կեղտաջրերը հետագայում մաքրվեն կենսաբանական մաքրման համակարգում: Մնացորդային ջրածնի պերօքսիդը կարող է քայքայվել՝ ավելացնելով վերականգնող նյութեր, ինչպիսիք են նատրիումի սուլֆիտը, կամ օգտագործելով կատալիտիկ քայքայման մեթոդներ: Մնացորդային ջրածնի պերօքսիդը հեռացնելուց հետո, մաքրված կեղտաջրերը ենթարկվում են պինդ-հեղուկ բաժանման՝ մաքրման գործընթացի ընթացքում առաջացած նստվածքները կամ կախված պինդ նյութերը հեռացնելու համար: Դրա համար կարող են օգտագործվել նստվածքի բաքեր, լողացման սարքեր կամ ֆիլտրման միավորներ: Վերջապես, մաքրված կեղտաջրերը վերլուծվում են՝ ստուգելու համար, թե արդյոք ցիանիդի կոնցենտրացիան համապատասխանում է համապատասխան արտանետման չափանիշներին:

Բուժման արդյունավետությանը ազդող հիմնական գործոնները

pH արժեքը

Ինչպես արդեն նշվեց, կեղտաջրերի pH արժեքը զգալի ազդեցություն ունի ջրածնի պերօքսիդի մաքրման արդյունավետության վրա: Թթվային միջավայրում ջրածնի պերօքսիդը կարող է արագ քայքայվել ջրի և թթվածնի՝ նվազեցնելով ցիանիդը օքսիդացնելու իր ունակությունը: Մյուս կողմից, բարձր ալկալային միջավայրում ջրածնի պերօքսիդի և ցիանիդի միջև ռեակցիայի արագությունը նույնպես կարող է տուժել: Ջրածնի պերօքսիդի և ցիանիդի միջև ռեակցիայի օպտիմալ pH միջակայքը սովորաբար մոտ 8-10 է, որտեղ ռեակցիան կարող է արդյունավետորեն ընթանալ, և ջրածնի պերօքսիդի քայքայումը նվազագույնի է հասցվում:

ջերմաստիճան

Ջերմաստիճանը կարևոր դեր է խաղում ռեակցիայի արագության մեջ: Ջերմաստիճանի բարձրացումը, որպես կանոն, արագացնում է ջրածնի պերօքսիդի և ցիանիդի միջև ռեակցիան: Այնուամենայնիվ, ջերմաստիճանի բարձրացմանը զուգընթաց, ջրածնի պերօքսիդի քայքայումը նույնպես ավելի էական է դառնում: Երբ ջերմաստիճանը գերազանցում է 50°C-ը, ջրածնի պերօքսիդի քայքայումը կարող է այնքան արագ լինել, որ նվազեցնի ցիանիդի օքսիդացման համար հասանելի ջրածնի պերօքսիդի քանակը: Հետևաբար, գործնական արտադրության մեջ ջերմաստիճանը պետք է ուշադիր վերահսկվի ողջամիտ սահմաններում՝ ռեակցիայի արագությունը և ջրածնի պերօքսիդի կայունությունը հավասարակշռելու համար:

Ցիանիդների և ջրածնի պերօքսիդի կոնցենտրացիան

Կեղտաջրերում ցիանիդի սկզբնական կոնցենտրացիան որոշում է ջրածնի պերօքսիդի քանակը, որն անհրաժեշտ է լրիվ օքսիդացման համար: Ցիանիդի ավելի բարձր կոնցենտրացիաները պահանջում են ավելի շատ ջրածնի պերօքսիդ: Եթե ջրածնի պերօքսիդի դեղաչափը անբավարար է, ցիանիդի օքսիդացումը կլինի թերի, ինչը կհանգեցնի ստանդարտներին չհամապատասխանող մաքրված կեղտաջրի ստացմանը: Եվ հակառակը, չափից շատ ջրածնի պերօքսիդ ավելացնելը ոչ միայն մեծացնում է մաքրման ծախսերը, այլև պահանջում է ավելի բարդ հետմշակում՝ ավելցուկը հեռացնելու համար: Հետևաբար, կեղտաջրերում ցիանիդի կոնցենտրացիայի ճշգրիտ որոշումը և ջրածնի պերօքսիդի դեղաչափի համապատասխան կարգավորումը կարևոր են արդյունավետ մաքրման համար:

Հանքարդյունաբերության դեպքի ուսումնասիրություն

Ոսկու արդյունահանման գործընթացում ոսկու արդյունահանման գործընթացում օգտագործվում է մեծ քանակությամբ նատրիումի ցիանիդ, որը առաջացնում է ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի զգալի քանակություն: Հանքավայրում կիրառվել է ջրածնի պերօքսիդի վրա հիմնված մաքրման գործընթաց: Սկզբում կեղտաջրերը հավաքվել են մեծ պահեստային բաքի մեջ: Կեղտաջրերի pH-ը կարգավորվել է մինչև 9՝ օգտագործելով կիր: Այնուհետև, չափիչ պոմպի միջոցով կեղտաջրերին ավելացվել է 35% ջրածնի պերօքսիդ: Ավելացված քանակը հաշվարկվել է կեղտաջրերում ցիանիդի կոնցենտրացիայի հիման վրա՝ աննշան ավելցուկով՝ ամբողջական օքսիդացում ապահովելու համար:

Կեղտաջրերը խառնվել են մեխանիկական խառնիչով 8 ժամ։ Այս ընթացքում ռեակցիայի համակարգի ջերմաստիճանը պահպանվել է մոտ 35°C-ի վրա՝ սառեցման և տաքացման համակարգի միջոցով։ Ռեակցիայից հետո ավելացվել է նատրիումի սուլֆիտ՝ մնացորդային ջրածնի պերօքսիդը քայքայելու համար։ Մաքրված կեղտաջրերն այնուհետև ուղարկվել են նստեցման բաք՝ պինդ և հեղուկ մասերը բաժանելու համար։ Վերին շերտը վերլուծվել է, և արդյունքները ցույց են տվել, որ մաքրված կեղտաջրերում ցիանիդի կոնցենտրացիան նվազել է սկզբնական 500 մգ/լ-ից մինչև 0.5 մգ/լ-ից պակաս, համապատասխանելով տեղական շրջակա միջավայրի արտանետումների ստանդարտներին։ Այս դեպքը ցույց է տալիս ջրածնի պերօքսիդով մշակման գործընթացի արդյունավետությունը իրական արդյունաբերական պայմաններում։

Եզրափակում

Ջրածնի պերօքսիդի բուժում Նատրիումի ցիանիդային կեղտաջրեր Արդյունաբերական արտադրության մեջ կենսունակ և արդյունավետ մեթոդ է: Ռեակցիայի սկզբունքները հասկանալով, գործընթացի հոսքը օպտիմալացնելով և pH-ի, ջերմաստիճանի և ռեակտիվների դեղաչափերի նման հիմնական գործոնները վերահսկելով՝ կարելի է հասնել ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի բարձրորակ մաքրման: Այնուամենայնիվ, արտադրական գործընթացի ընթացքում անհրաժեշտ է շարունակական մոնիթորինգ և ճշգրտում՝ կայուն մաքրման արդյունավետությունն ու շրջակա միջավայրի կանոնակարգերի պահպանումն ապահովելու համար: Քանի որ շրջակա միջավայրի պահանջները դառնում են ավելի խիստ, նատրիումի ցիանիդային կեղտաջրերի ջրածնի պերօքսիդով մաքրման մեթոդը, ենթադրվում է, որ ավելի կարևոր դեր կխաղա էկոլոգիական միջավայրի պաշտպանության գործում: