Құрамында цианид бар ағынды суларды тазарту әдістері және цианид қалдықтары

Тау-кен өнеркәсібінде бағалы металдарды алу көбінесе пайдалануды көздейді цианид, бұл цианидті ағынды сулардың айтарлықтай мөлшерін тудырады цианид қалдықтары. Бұл ағынды су өте улы және дұрыс тазартылмаса, қоршаған ортаға және адам денсаулығына үлкен қауіп төндіреді. Сондықтан тиімді өңдеу әдістері мен процестері тау-кен секторының тұрақты дамуын қамтамасыз ету үшін өте маңызды. Бұл мақалада цианидті қалдықтардың цианидтері бар ағынды суларды тазарту әдістері мен процестері жан-жақты қарастырылады.

1. Цианидті қалдықтардан алынатын цианидті ағынды суларды тазалаудың маңыздылығы

Цианид - жасушалардың тыныс алу ферменттерінің қалыпты жұмысын тежейтін, жасуша өліміне әкелетін өте улы зат. Төмен концентрацияда да цианид су организмдеріне өте зиянды болып, су объектілерінің экологиялық тепе-теңдігін бұзады. Құрамында цианид бар ағынды сулар топыраққа немесе жер асты суларына түссе, ол адамдардың ауызсу және ауылшаруашылық суару үшін өмірлік маңызы бар су көздерін ластап, сол арқылы адам денсаулығына және ауылшаруашылық өндірісіне қауіп төндіруі мүмкін. Бұл ағынды суларды қатаң тазарту қоршаған ортаны қорғау ережелерінің талабы ғана емес, сонымен қатар тау-кен кәсіпорындарының тұрақты жұмыс істеуі үшін қажетті шара болып табылады.

2. Жалпы емдеу әдістері

2.1 Химиялық тотығу

• Хлорлау тотығуБұл ең кең таралған химиялық тотығу әдістерінің бірі. Ағынды суларға натрий гипохлориті және кальций гипохлориті сияқты хлор негізіндегі реагенттер қосылады. Хлор алдымен цианид иондарымен әрекеттесіп, оларды аз уытты цианатқа дейін тотықтырады, содан кейін цианатты одан әрі тотықтырады көміртегі диоксид, азот және басқа да зиянсыз заттар. Реакция процесі салыстырмалы түрде жылдам, бірақ хлордың шамадан тыс тұтынылуын және зиянды қосалқы өнімдердің пайда болуын болдырмау үшін тотықтырғыштың мөлшерін дәл бақылау қажет.

• Озонның тотығуы: Озон күшті тотықтырғыш қасиетке ие. Құрамында цианид бар ағынды суларды тазарту үшін озон цианидпен тікелей әрекеттесіп, оны улы емес заттарға ыдыратуы мүмкін. Озонның тотығуының артықшылығы – қайталама ластанудың болмауы және тотығудың жоғары тиімділігі. Дегенмен, оның жабдықты инвестициялау құны салыстырмалы түрде жоғары, ал озонды өндіру және пайдалану қатаң жұмыс шарттарын талап етеді.

• Сутегі асқын тотығы: Сутегі асқын тотығы белгілі бір жағдайларда цианидті тотықтыруы мүмкін. Тотығу жылдамдығын жақсарту үшін оны темір тұздары сияқты катализаторлармен бірге жиі қолданады. Бұл әдіс салыстырмалы түрде экологиялық таза, бірақ реакция уақыты ұзағырақ болуы мүмкін және тиісті катализаторлар мен реакция жағдайларын таңдау емдеу тиімділігі үшін өте маңызды.

2.2 Биологиялық тазарту

Биологиялық тазарту әдістері цианидті ыдырату үшін микроорганизмдерді пайдаланады. Кейбір спецификалық бактериялар өсу мен метаболизм үшін көміртегі көзі және азот көзі ретінде цианидті пайдалана алады. Биологиялық тазарту процесінде ағынды суларды микроорганизмдерге зиянды заттарды жою үшін алдын ала тазарту қажет, содан кейін ағынды сулар биологиялық тазарту жүйесіне енгізіледі, мысалы, белсенді тұнба жүйесі немесе биопленка реакторы. Микроорганизмдер үшін оңтайлы өсу ортасын, соның ішінде температураны, рН мәнін, еріген оттегін және т.б. олардың белсенділігін және цианидтің ыдырау тиімділігін қамтамасыз ету үшін сақталуы керек. Биологиялық тазартудың артықшылығы төмен шығындар мен екінші реттік ластануы аз, бірақ ол ағынды сулардың сапасына сезімтал және ұзақ тазалау циклін талап етеді.

2.3 Физикалық-химиялық әдістер

• Ион алмасуы: Арнайы функциялары бар ион алмастырғыш шайырлар ағынды сулардағы цианид иондарын таңдамалы түрде адсорбциялай алады. Бұл шайырлардың цианид иондарымен әрекеттесе алатын функционалды топтары бар. Шайырлар цианид иондарымен қаныққаннан кейін оларды тиісті регенерациялау агенттері арқылы қалпына келтіруге болады, ал цианид иондарын қалпына келтіруге немесе одан әрі өңдеуге болады. Ион алмасудың жоғары селективтілігі мен өңдеу тиімділігі бар, бірақ шайырлар мен регенерациялау агенттерінің құнын ескеру қажет, регенерация қалдықтарын өңдеу де назар аударуды қажет етеді.

• Мембрананың бөлінуі: Кері осмос және нанофильтрация сияқты мембраналарды бөлу технологиялары мембраналардың таңдамалы өткізгіштігін пайдалану арқылы цианид иондарын ағынды сулардан ажырата алады. Бұл әдіс цианидті және басқа ластаушы заттарды тиімді түрде жоя алады және тазартылған судың сапасы салыстырмалы түрде жақсы. Дегенмен, мембрананың бөлінуі мембраналардың ластану проблемаларына бейім, бұл мембраналарды үнемі тазалауды және техникалық қызмет көрсетуді талап етеді, бұл операциялық шығындарды арттырады.

3. Жалпы емдеу процесі

3.1 Алдын ала өңдеу

Ресми өңдеуден бұрын цианид қалдықтарынан алынған цианидті ағынды суларды алдын ала тазарту қажет. Бұл қадам негізінен ірі суспензиялы заттарды жоюды, ағынды судың рН мәнін реттеуді және кейінгі тазарту процестеріне кедергі келтіруі мүмкін кейбір заттарды инактивациялауды қамтиды. Мысалы, тұндыру цистерналарын пайдалану тоқтатылған қатты заттарды кетіруі мүмкін, ал сәйкес қышқыл немесе сілтіні қосу ағынды судың рН мәнін келесі тазарту үшін қолайлы диапазонға реттеуге болады.

3.2 Негізгі емдеу

Таңдалған тазарту әдісіне сәйкес алдын ала тазартылған ағынды сулар негізгі тазарту сатысына өтеді. Химиялық тотығуды пайдаланған жағдайда тиісті тотықтырғыш есептелген мөлшерге сәйкес қосылады және реакция тотықтырғыш пен цианидтің жеткілікті байланысын қамтамасыз ету үшін тиісті араластыру арқылы реакциялық цистернада жүргізіледі. Биологиялық тазарту жағдайында ағынды сулар биологиялық тазарту құрылғысына енгізіледі, микроорганизмдердің оңтайлы өсу ортасын сақтау үшін құрылғының жұмыс параметрлері реттеледі. Физикалық-химиялық әдістер үшін цианидті бөлуге және жоюға қол жеткізу үшін ағынды сулар ион алмасу колонналары немесе мембраналық сепараторлар арқылы өтеді.

3.3 Емдеуден кейінгі кезең

Негізгі өңдеуден кейін тазартылған суды одан әрі тазарту және оның ағызу стандарттарына сәйкестігін қамтамасыз ету үшін кейінгі өңдеу қажет. Кейінгі өңдеу қалдық ластаушы заттарды одан әрі жою, су сапасының көрсеткіштерін түзету (мысалы, рН қайта реттеу, химиялық оттегіге сұранысты азайту) және дезинфекциялау сияқты процестерді қамтуы мүмкін. Тазартылған судың сапасы қоршаған ортаны қорғаудың тиісті талаптарына сәйкес келетініне көз жеткізу үшін сынама алу және жүйелі түрде сынақтан өткізу қажет.

4. Негізгі ойлар және болашақ тенденциялар

Өңдеу процесінде цианидпен уланудың алдын алу үшін операторлардың қауіпсіздігіне назар аудару қажет. Сонымен қатар, өңдеу әдістері мен процестерін таңдауда емдеу құны, емдеу тиімділігі және қоршаған ортаға әсері сияқты факторларды кешенді түрде ескеру қажет. Болашақта қоршаған ортаны қорғау талаптарын ұдайы жетілдіре отырып, неғұрлым тиімді, экологиялық таза және құрамында цианид бар ағынды суларды тазарту технологияларын зерттеу және әзірлеу даму тенденциясы болады. Мысалы, бірнеше өңдеу әдістерін біріктіру, жаңа катализаторлар мен химиялық тотығу материалдарын жасау және цианидтің ыдырау тиімділігін арттыру үшін биологиялық тазарту процестерін оңтайландыру.

Қорытындылай келе, цианидті қалдық қоймаларындағы цианидті ағынды суларды тазарту күрделі, бірақ маңызды міндет болып табылады. Тиісті емдеу әдістері мен процестерін түсіну және қолдану, сондай-ақ үздіксіз зерттеу және инновациялар арқылы біз цианидпен ластану мәселесін тиімді шеше аламыз, экологиялық ортаны қорғай аламыз және тау-кен өнеркәсібінің тұрақты дамуына ықпал ете аламыз.