ნატრიუმის ციანიდის ჩამდინარე წყლების წყალბადის ზეჟანგით დამუშავების საწარმოო პრაქტიკა

შესავალი

ნატრიუმის ციანიდი არის მაღალტოქსიკური ქიმიური ნივთიერება, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ისეთ ინდუსტრიებში, როგორიცაა სამთო მოპოვება, ელექტროგალვანიზაცია და ქიმიური სინთეზი. თუმცა, ამ პროცესებიდან წარმოქმნილი ჩამდინარე წყლები შეიცავს ციანიდის მაღალ კონცენტრაციას, რაც სერიოზულ საფრთხეს უქმნის გარემოს და ადამიანის ჯანმრთელობას, თუ სათანადოდ არ დამუშავდება. წყალბადის ზეჟანგით დამუშავება გახდა ეფექტური და შედარებით უსაფრთხო მეთოდი. -ნატრიუმის ციანიდი - შეიცავს ჩამდინარე წყლებს. ეს სტატია განიხილავს გამოყენების წარმოების პრაქტიკას წყალბადის ზეჟანგი ასეთი ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად, რომელიც მოიცავს ასპექტებს რეაქციის პრინციპებიდან დაწყებული ფაქტობრივი ექსპლუატაციის პროცედურებით დამთავრებული.

რეაქციის პრინციპები

ციანიდის დაჟანგვა წყალბადის ზეჟანგით

რეაქცია წყალბადის ზეჟანგსა და ნატრიუმის ციანიდი არის ჟანგვა-აღდგენის პროცესი. წყალხსნარში წყალბადის ზეჟანგი მოქმედებს როგორც დამჟანგავი საშუალება. ის ჟანგავს ციანიდის იონს შედარებით ნაკლებად ტოქსიკურ ნივთიერებებად. შესაბამის პირობებში, წყალბადის ზეჟანგი წყვეტს ციანიდის იონში არსებულ ძლიერ ბმას. ციანიდში ნახშირბადი იჟანგება უფრო მაღალ დაჟანგვის ხარისხამდე, რაც წარმოქმნის ნაკლებად მავნე იონს და აზოტი გამოიყოფა აირის სახით. ეს რეაქცია გადამწყვეტია, რადგან მნიშვნელოვნად ამცირებს ჩამდინარე წყლების ტოქსიკურობას.

კატალიზატორების როლი (არასავალდებულო)

ზოგიერთ შემთხვევაში, წყალბადის ზეჟანგსა და ციანიდს შორის რეაქციის დასაჩქარებლად შესაძლებელია კატალიზატორების დამატება. მაგალითად, გარკვეული გარდამავალი ლითონის იონები შეიძლება მოქმედებდნენ როგორც კატალიზატორები ფენტონის რეაქციის მსგავს რეაქციულ სისტემაში. კატალიზატორები ამცირებენ რეაქციის ენერგეტიკულ ბარიერს, რაც საშუალებას იძლევა ციანიდის დაჟანგვა უფრო სწრაფად მოხდეს დაბალ ტემპერატურაზე და წყალბადის ზეჟანგის ნაკლები გამოყენებით. თუმცა, კატალიზატორების გამოყენებისას, ყურადღებით უნდა იქნას გათვალისწინებული ისეთი ფაქტორები, როგორიცაა დამატებული კატალიზატორის რაოდენობა, pH კონტროლი და კატალიზატორის ნარჩენებით პოტენციური მეორადი დაბინძურება.

პროცესის ნაკადი წარმოების პრაქტიკაში

ჩამდინარე წყლების წინასწარი დამუშავება

წყალბადის ზეჟანგით დამუშავებამდე, ნატრიუმის ციანიდი - ჩამდინარე წყლების შემცველი, როგორც წესი, წინასწარი დამუშავებაა საჭირო. ეს ნაბიჯი მიზნად ისახავს ჩამდინარე წყლების pH-ის შესაბამის დიაპაზონში რეგულირებას. როგორც წესი, pH რეგულირდება ოდნავ ტუტე მდგომარეობაში, დაახლოებით 8-10-მდე. ეს იმიტომ ხდება, რომ ოქსიდაციის რეაქცია წყალბადის ზეჟანგსა და ციანიდს შორის ურთიერთქმედება უფრო ეფექტურია ტუტე გარემოში. გარდა ამისა, წინასწარი დამუშავება შეიძლება მოიცავდეს დიდი ზომის მინარევების, სუსპენზიური მყარი ნაწილაკების და სხვა ნივთიერებების მოცილებას, რომლებმაც შეიძლება ხელი შეუშალონ შემდგომ დამუშავების პროცესს. ამ მიზნით შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფილტრაციის მეთოდები, როგორიცაა ქვიშის ფილტრები ან მემბრანული ფილტრები.

წყალბადის ზეჟანგის დამატება

შემდეგ წინასწარ დამუშავებულ ჩამდინარე წყლებს ემატება წყალბადის ზეჟანგის შესაბამისი რაოდენობა. წყალბადის ზეჟანგის დოზა განისაზღვრება ჩამდინარე წყლებში ციანიდის კონცენტრაციის მიხედვით. როგორც წესი, გამოთვლები თავდაპირველად ქიმიური რეაქციის მიხედვით ხორციელდება. თუმცა, ფაქტობრივი წარმოებისას, ციანიდის სრული დაჟანგვის უზრუნველსაყოფად ხშირად ემატება წყალბადის ზეჟანგის სიჭარბე. სამრეწველო დანიშნულებით გამოყენებული წყალბადის ზეჟანგის კონცენტრაცია, როგორც წესი, 30%-დან 50%-მდე დიაპაზონშია. წყალბადის ზეჟანგის დამატება შესაძლებელია მზომი ტუმბოების საშუალებით, რომლებსაც შეუძლიათ ზუსტად აკონტროლონ წყალბადის ზეჟანგის ნაკადის სიჩქარე და რაოდენობა, რომელიც შედის ჩამდინარე წყლებში. Კანალიზაციის გაწმენდა ავზი.

რეაქცია და შერევა

წყალბადის ზეჟანგის დამატების შემდეგ, ჩამდინარე წყლები საფუძვლიანად უნდა აირიოს წყალბადის ზეჟანგსა და ციანიდს შორის თანაბარი კონტაქტის უზრუნველსაყოფად. შერევა შესაძლებელია მექანიკური შემრევების, ჰაერზე მომუშავე მიქსერების ან ორივეს კომბინაციის გამოყენებით. რეაქციის დრო განსხვავდება ისეთი ფაქტორების მიხედვით, როგორიცაა ციანიდის საწყისი კონცენტრაცია, ტემპერატურა და კატალიზატორების არსებობა. ზოგადად, რეაქციის დრო შეიძლება მერყეობდეს რამდენიმე საათიდან ათეულ საათამდე. ამ პერიოდში რეაქციის ტემპერატურაც მნიშვნელოვანი ფაქტორია. მიუხედავად იმისა, რომ რეაქცია შეიძლება მიმდინარეობდეს ოთახის ტემპერატურაზე, ტემპერატურის გარკვეულ დიაპაზონში გაზრდამ (ჩვეულებრივ, არაუმეტეს 50°C) შეიძლება დააჩქაროს რეაქციის სიჩქარე. თუმცა, ზედმეტად მაღალმა ტემპერატურამ შეიძლება გამოიწვიოს წყალბადის ზეჟანგის დაშლა, რაც ამცირებს მის ეფექტურობას ციანიდის დამუშავებისას.

მკურნალობის შემდგომი პერიოდი

რეაქციის დასრულების შემდეგ აუცილებელია დამუშავების შემდგომი ეტაპების გავლა. დამუშავების შემდგომი ერთ-ერთი მთავარი ღონისძიებაა ნარჩენი წყალბადის ზეჟანგის მოცილება. დამუშავებულ ჩამდინარე წყლებში წყალბადის ზეჟანგის ჭარბი რაოდენობა შეიძლება საზიანო იყოს გარემოსთვის და ასევე ხელი შეუშალოს შემდგომ ბიოლოგიურ დამუშავების პროცესებს, თუ ჩამდინარე წყლები შემდგომში ბიოლოგიურ დამუშავების სისტემაში დამუშავდება. ნარჩენი წყალბადის ზეჟანგის დაშლა შესაძლებელია აღმდგენი აგენტების, როგორიცაა ნატრიუმის სულფიტი, დამატებით ან კატალიზური დაშლის მეთოდების გამოყენებით. ნარჩენი წყალბადის ზეჟანგის მოცილების შემდეგ, დამუშავებული ჩამდინარე წყლები გადის მყარ-თხევად გამოყოფას, რათა მოშორდეს დამუშავების პროცესში წარმოქმნილი ნებისმიერი ნალექი ან სუსპენზიური მყარი ნაწილაკები. ამისათვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას დალექვის ავზები, ფლოტაციის მოწყობილობები ან ფილტრაციის დანადგარები. და ბოლოს, დამუშავებული ჩამდინარე წყლები ანალიზდება იმის შესამოწმებლად, აკმაყოფილებს თუ არა ციანიდის კონცენტრაცია შესაბამის ჩაშვების სტანდარტებს.

მკურნალობის ეფექტურობაზე მოქმედი ძირითადი ფაქტორები

pH მნიშვნელობა

როგორც ადრე აღვნიშნეთ, ჩამდინარე წყლების pH მნიშვნელობას მნიშვნელოვანი გავლენა აქვს წყალბადის ზეჟანგის გაწმენდის ეფექტურობაზე. მჟავე გარემოში წყალბადის ზეჟანგი შეიძლება სწრაფად დაიშალოს წყლად და ჟანგბადად, რაც ამცირებს ციანიდის დაჟანგვის უნარს. მეორეს მხრივ, მაღალ ტუტე გარემოში, წყალბადის ზეჟანგსა და ციანიდს შორის რეაქციის სიჩქარეზეც შეიძლება გავლენა იქონიოს. წყალბადის ზეჟანგსა და ციანიდს შორის რეაქციის ოპტიმალური pH დიაპაზონი, როგორც წესი, დაახლოებით 8-10-ია, სადაც რეაქცია შეიძლება ეფექტურად წარიმართოს და წყალბადის ზეჟანგის დაშლა მინიმუმამდე იყოს დაყვანილი.

ტემპერატურა

ტემპერატურა გადამწყვეტ როლს თამაშობს რეაქციის სიჩქარეში. ტემპერატურის მატება, როგორც წესი, აჩქარებს წყალბადის ზეჟანგსა და ციანიდს შორის რეაქციას. თუმცა, ტემპერატურის მატებასთან ერთად, წყალბადის ზეჟანგის დაშლაც უფრო მნიშვნელოვანი ხდება. როდესაც ტემპერატურა 50°C-ს გადააჭარბებს, წყალბადის ზეჟანგის დაშლა შეიძლება იმდენად სწრაფი იყოს, რომ შეამციროს ციანიდის დასაჟანგად ხელმისაწვდომი წყალბადის ზეჟანგის რაოდენობა. ამიტომ, პრაქტიკულ წარმოებაში, ტემპერატურის ფრთხილად კონტროლი გონივრულ დიაპაზონში უნდა მოხდეს, რათა დააბალანსოს რეაქციის სიჩქარე და წყალბადის ზეჟანგის სტაბილურობა.

ციანიდისა და წყალბადის ზეჟანგის კონცენტრაცია

ჩამდინარე წყლებში ციანიდის საწყისი კონცენტრაცია განსაზღვრავს წყალბადის ზეჟანგის რაოდენობას, რომელიც საჭიროა სრული დაჟანგვისთვის. ციანიდის უფრო მაღალი კონცენტრაციისთვის საჭიროა მეტი წყალბადის ზეჟანგი. თუ წყალბადის ზეჟანგის დოზა არასაკმარისია, ციანიდის დაჟანგვა არასრული იქნება, რაც გამოიწვევს გაწმენდილი ჩამდინარე წყლების მიღებას, რომლებიც არ აკმაყოფილებს სტანდარტებს. პირიქით, წყალბადის ზეჟანგის ჭარბი რაოდენობით დამატება არა მხოლოდ ზრდის დამუშავების ხარჯებს, არამედ მოითხოვს უფრო რთულ შემდგომ დამუშავებას ჭარბი წყლის მოსაშორებლად. ამიტომ, ეფექტური დამუშავებისთვის აუცილებელია ჩამდინარე წყლებში ციანიდის კონცენტრაციის ზუსტად განსაზღვრა და წყალბადის ზეჟანგის დოზის სათანადოდ კორექტირება.

შემთხვევის შესწავლა სამთო მრეწველობაში

ოქროს მოპოვების ოპერაციებში ოქროს მოპოვების პროცესში დიდი რაოდენობით ნატრიუმის ციანიდი გამოიყენება, რაც ციანიდის შემცველი ჩამდინარე წყლების მნიშვნელოვან რაოდენობას წარმოქმნის. მაღაროში გამოყენებულია წყალბადის ზეჟანგზე დაფუძნებული დამუშავების პროცესი. თავდაპირველად, ჩამდინარე წყლები დიდ საცავ ავზში შეგროვდა. ჩამდინარე წყლების pH კირის გამოყენებით 9-მდე დაარეგულირეს. შემდეგ, ჩამდინარე წყლებს მრიცხველი ტუმბოს საშუალებით 35%-იანი წყალბადის ზეჟანგი დაემატა. დამატების რაოდენობა გამოითვალა ჩამდინარე წყლებში ციანიდის კონცენტრაციის საფუძველზე, სრული დაჟანგვის უზრუნველსაყოფად მცირე სიჭარბით.

ჩამდინარე წყლები შერეული იყო მექანიკური შემრევით 8 საათის განმავლობაში. ამ პერიოდის განმავლობაში, რეაქციის სისტემის ტემპერატურა შენარჩუნებული იყო დაახლოებით 35°C-ზე გაგრილების და გათბობის სისტემის მეშვეობით. რეაქციის შემდეგ, ნარჩენი წყალბადის ზეჟანგის დასაშლელად დაემატა ნატრიუმის სულფიტი. დამუშავებული ჩამდინარე წყლები შემდეგ გაიგზავნა დალექვის ავზში მყარი და თხევადი ნივთიერებების გამოსაყოფად. გაანალიზდა ზედაპირული სითხე და შედეგებმა აჩვენა, რომ დამუშავებულ ჩამდინარე წყლებში ციანიდის კონცენტრაცია შემცირდა საწყისი 500 მგ/ლ-დან 0.5 მგ/ლ-ზე ნაკლებამდე, რაც აკმაყოფილებს ადგილობრივი გარემოსდაცვითი გამონადენის სტანდარტებს. ეს შემთხვევა აჩვენებს წყალბადის ზეჟანგით დამუშავების პროცესის ეფექტურობას რეალურ სამრეწველო გარემოში.

დასკვნა

წყალბადის ზეჟანგით მკურნალობა ნატრიუმის ციანიდის ჩამდინარე წყლები სამრეწველო წარმოებაში სიცოცხლისუნარიანი და ეფექტური მეთოდია. რეაქციის პრინციპების გაგებით, პროცესის ნაკადის ოპტიმიზაციით და ისეთი ძირითადი ფაქტორების კონტროლით, როგორიცაა pH, ტემპერატურა და რეაგენტების დოზები, შესაძლებელია ციანიდის შემცველი ჩამდინარე წყლების მაღალი ხარისხის დამუშავების მიღწევა. თუმცა, წარმოების პროცესის დროს საჭიროა მუდმივი მონიტორინგი და კორექტირება, რათა უზრუნველყოფილი იყოს დამუშავების სტაბილური ეფექტურობა და გარემოსდაცვითი რეგულაციების დაცვა. გარემოსდაცვითი მოთხოვნები სულ უფრო მკაცრი ხდება, მოსალოდნელია, რომ ნატრიუმის ციანიდის ჩამდინარე წყლების წყალბადის ზეჟანგით დამუშავების მეთოდი კიდევ უფრო მნიშვნელოვან როლს შეასრულებს ეკოლოგიური გარემოს დაცვაში.