Studi tentang pengolahan air asam limbah arsenik tembaga dengan natrium hidrosulfida sebagai pengganti natrium sulfida

Pengantar

Penelitian menunjukkan bahwa pengolahan limbah asam yang mengandung tembaga dan arsenik menggunakan proses yang melibatkan presipitasi sulfida, diikuti dengan penambahan gipsum dan netralisasi elektrokimia, yang pada akhirnya menghasilkan pembuangan yang stabil dan memenuhi standar peraturan. Pada langkah presipitasi sulfida, natrium sulfida larutan dengan konsentrasi massa 26% secara otomatis ditambahkan ke asam limbah yang mengandung tembaga dan arsenik dalam kondisi keasaman tertentu, yang mengakibatkan terbentuknya endapan CuS dan As2S3 untuk menghilangkan ion tembaga dan arsenik dari fase cair. Dalam produksi aktual, larutan natrium sulfida mengandung kadar pengotor yang tidak larut yang relatif tinggi, dan ketika terkena udara, larutan tersebut secara bertahap teroksidasi untuk membentuk tiosulfat. Selain itu, larutan tersebut memiliki suhu kristalisasi yang tinggi, di antara kekurangan lainnya. Oleh karena itu, menemukan agen sulfida baru untuk menggantikan natrium sulfida akan menjadi sangat penting.

Natrium Hidrosulfida Padat

Prinsip Proses

Terkendala oleh proses penyerapan H2S berlebih yang ada, pengolahan limbah asam yang mengandung tembaga dan arsenik menggunakan Natrium hidrosulfida dilakukan berdasarkan peralatan dan aliran proses terkini dari limbah asam dan air limbah bengkel asam sulfat. Metode ini menggunakan campuran larutan natrium hidrosulfida dan natrium sulfida untuk pengolahannya.

Arus proses

Gambar 1 mengilustrasikan diagram alir proses untuk pengolahan limbah asam yang mengandung tembaga dan arsenik menggunakan natrium hidrosulfida. Larutan limbah asam, setelah SO2 dibuang di menara pengupasan, masuk ke tangki reaksi natrium hidrosulfida dari atas. Larutan campuran natrium hidrosulfida dan natrium sulfida ditambahkan dari dasar tangki reaksi. Dalam kondisi asam, gas H2S dihasilkan dan naik secara bertahap, bereaksi dengan tembaga dan arsenik dari atas ke bawah untuk membentuk endapan CuS dan As2S3. Endapan ini kemudian meluap ke pengental tembaga untuk sedimentasi. Supernatan dikirim ke proses pengolahan gipsum, sementara lumpur bawah dikeringkan dalam filter press sebelum dikirim untuk diproses lebih lanjut. Sejumlah kecil H2S yang tidak bereaksi dialirkan oleh pipa bertekanan negatif ke menara detoksifikasi, di mana ia diserap oleh larutan campuran natrium hidrosulfida dan natrium sulfida yang bersirkulasi, memastikan bahwa ia memenuhi standar pembuangan.

Metode eksperimen

Modus produksi berkelanjutan diadopsi, dengan proses dan parameter kontrol lainnya tetap tidak berubah. Natrium hidrosulfida bereaksi lebih cepat daripada natrium sulfida; jika konsentrasinya relatif tinggi, sejumlah besar hidrogen sulfida (H2S) dihasilkan dengan cepat dalam kondisi asam. Selain bereaksi dengan sebagian tembaga dan arsenik dalam asam limbah, hidrogen sulfida yang relatif berlebihan akan keluar dari permukaan cairan karena pengadukan dayung dan ditarik keluar oleh tekanan negatif ke menara detoksifikasi. Proses yang ada menggunakan natrium sulfida untuk menyerap kelebihan hidrogen sulfida yang dihasilkan selama reaksi sulfida (Na2S + H2S = 2NaHS). Setelah uji coba penggunaan natrium hidrosulfida, tangki penyimpanan natrium sulfida mengandung sejumlah natrium hidrosulfida, yang mengurangi kemampuannya untuk menyerap kelebihan hidrogen sulfida. Untuk mencegah penyerapan hidrogen sulfida yang tidak tuntas, yang dapat menyebabkan emisi yang tidak sesuai dari menara detoksifikasi, air (kondensat dari uap pemanas tangki penyimpanan natrium sulfida) ditambahkan ke tangki penyimpanan natrium sulfida selama masa percobaan untuk mempertahankan konsentrasi larutan campuran natrium sulfida dan natrium hidrosulfida pada sekitar 15%.

Kesimpulan

1. Setelah menggunakan larutan campuran natrium hidrosulfida dan natrium sulfida, biaya reagen untuk menangani satu meter kubik limbah asam berkurang hingga 52.5% dari natrium sulfida murni, sehingga menghasilkan manfaat ekonomi yang signifikan.

2. Penggunaan larutan campuran natrium hidrosulfida dan natrium sulfida tidak mempengaruhi indikator pembuangan bengkel; standar pembuangan air limbah tetap stabil dan patuh.

3. Karena penggunaan campuran natrium sulfida dan natrium hidrosulfida, dan dengan proses menara detoksifikasi yang ada tidak berubah, tidak ada kejadian ketidakpatuhan dalam emisi dari menara detoksifikasi.