מחקר על טיפול בפסולת מי חומצה נחושת-ארסן עם נתרן הידרוסולפיד במקום נתרן גופרתי

מבוא

מחקרים מצביעים על כך שהטיפול בחומצת פסולת המכילה נחושת וחומצת ארסן משתמש בתהליך הכולל משקעים סולפידים, ולאחר מכן הוספת גבס וניטרול אלקטרוכימי, מה שמוביל בסופו של דבר לפריקה יציבה העומדת בתקנים הרגולטוריים. בשלב משקעי הגופרית, א נתרן גופרתי תמיסה בריכוז מסה של 26% מתווספת אוטומטית לחומצת הפסולת המכילה נחושת וארסן בתנאי חומציות ספציפיים, וכתוצאה מכך נוצרים משקעי CuS ו-As2S3 להסרת יוני נחושת וארסן מהפאזה הנוזלית. בייצור בפועל, תמיסת נתרן גופרתי מכילה רמות גבוהות יחסית של זיהומים בלתי מסיסים, וכאשר היא נחשפת לאוויר, היא מתחמצנת בהדרגה ליצירת תיוסולפט. בנוסף, יש לו טמפרטורת התגבשות גבוהה, בין יתר החסרונות. לכן, מציאת חומר סולפיד חדש שיחליף את הנתרן גופרתי תהיה בעלת חשיבות משמעותית.

נתרן הידרוסולפיד מוצק

עקרון התהליך

מוגבל על ידי תהליך ספיגת עודף H2S הקיים, הטיפול בחומצת פסולת המכילה נחושת וארסן באמצעות נתרן הידרוסולפיד מתבצעת על בסיס הציוד הנוכחי וזרימת התהליך של פסולת החומצה והשפכים של בית המלאכה לחומצה גופרתית. שיטה זו משתמשת בתמיסה מעורבת של נתרן הידרוסולפיד ונתרן גופרתי לטיפול.

זרימת תהליך

איור 1 ממחיש את דיאגרמת זרימת התהליך לטיפול בחומצת פסולת המכילה נחושת וארסן באמצעות נתרן הידרוסולפיד. תמיסת החומצה הפסולת, לאחר הסרת SO2 במגדל ההפשטה, נכנסת למכל התגובה של נתרן הידרוסוליפיד מלמעלה. תמיסה מעורבת של נתרן הידרוסולפיד ונתרן גופרתי מתווספת מתחתית מיכל התגובה. בתנאים חומציים, גז H2S נוצר ועולה בהדרגה, מגיב עם נחושת וארסן מלמעלה למטה ליצירת משקעי CuS ו-As2S3. משקעים אלה עולים על גדותיהם לתוך מעבה הנחושת לצורך שקיעה. הסופרנטנט נשלח לתהליך טיפול בגבס, בעוד שהבוצה התחתונה מופשרת במכבש סינון לפני שליחתה לעיבוד נוסף. כמות קטנה של H2S שלא הגיב נמשכת על ידי צינור לחץ שלילי אל מגדל ניקוי הרעלים, שם היא נספגת בתמיסה המעורבת במחזור של נתרן הידרוסולפיד ונתרן גופרתי, מה שמבטיח שהוא עומד בתקני הפריקה.

שיטה ניסיונית

מאומץ מצב ייצור רציף, כאשר תהליכים אחרים ופרמטרי בקרה נותרים ללא שינוי. נתרן הידרוסולפיד מגיב מהר יותר מנתרן גופרתי; אם הריכוז גבוה יחסית, כמות גדולה של מימן גופרתי (H2S) נוצרת במהירות בתנאים חומציים. מלבד תגובה עם חלק מהנחושת והארסן שבחומצת הפסולת, המימן הגופרתי העודף יחסית יברח משטח הנוזל עקב התסיסה של המשוט המערבל וייגרר בלחץ שלילי למגדל ניקוי הרעלים. התהליך הקיים משתמש בנתרן גופרתי כדי לספוג את עודפי המימן הגפריתי שנוצר במהלך תגובת הגופרית (Na2S + H2S = 2NaHS). לאחר שימוש ניסיוני בנתרן הידרוסולפיד, מיכל האחסון של נתרן גופרתי מכיל מעט נתרן הידרוסולפיד, מה שמפחית את יכולתו לספוג עודף מימן גופרתי. כדי למנוע ספיגה לא מלאה של מימן גופרתי, שעלולה להוביל לפליטות שאינן תואמות ממגדל ניקוי הרעלים, מוסיפים מים (עיבוי קיטור החימום של מיכל האגירה של נתרן גופרתי) למיכל האגירה של נתרן גופרתי במהלך תקופת הניסיון כדי לשמור על ריכוז התמיסה המעורבת של נתרן גופרתי ונתרן הידרוסולפיד בערך של 15% נתרן.

סיכום

1. לאחר שימוש בתמיסה מעורבת של נתרן הידרוסולפיד ונתרן גופרתי, עלות המגיב לטיפול במטר מעוקב אחד של חומצה פסולת מופחתת ל-52.5% מזו של נתרן גופרתי טהור, מה שמביא ליתרונות כלכליים משמעותיים.

2. השימוש בתמיסה המעורבת של נתרן הידרוסולפיד ונתרן גופרתי לא השפיע על מדדי הפריקה של הסדנה; תקני הזרמת שפכים נשארים יציבים ותואמים.

3. עקב השימוש המעורב בנתרן גופרתי ובנתרן הידרוסולפיד, ובתהליך מגדל הגמילה הקיים ללא שינוי, לא היו מקרים של אי ציות בפליטות ממגדל הגמילה.