Натрий цианидінің ағынды суларын сутегі асқын тотығымен тазартудың өндірістік тәжірибесі

кіріспе

Натрий цианиді - тау-кен өндірісі, гальваникалық қаптау және химиялық синтез сияқты салаларда кеңінен қолданылатын өте улы химиялық зат. Дегенмен, бұл процестерден пайда болатын ағынды суларда цианидтің жоғары концентрациясы бар, ол дұрыс өңделмеген жағдайда қоршаған орта мен адам денсаулығына үлкен қауіп төндіреді. Сутегі асқын тотығын өңдеу құрамында натрий цианиді бар ағынды суларды өңдеудің тиімді және салыстырмалы түрде қауіпсіз әдісі ретінде пайда болды. Бұл мақалада реакция принциптерінен бастап нақты жұмыс процедураларына дейінгі аспектілерді қамтитын осындай ағынды суларды тазарту үшін сутегі асқын тотығын пайдаланудың өндірістік тәжірибесі қарастырылады .

Реакция принциптері

Цианидтің сутегі асқын тотығымен тотығуы

Сутегі асқын тотығы мен натрий цианиді арасындағы реакция тотығу-тотықсыздану процесі болып табылады. Сулы ерітіндіде сутегі асқын тотығы тотықтырғыш ретінде әрекет етеді. Ол цианид ионын салыстырмалы түрде аз улы заттарға дейін тотықтырады. Тиісті жағдайларда сутегі асқын тотығы цианид ионының ішіндегі күшті байланысты үзеді. Цианидтегі көміртек жоғары тотығу күйіне дейін тотығады, зияндылығы аз ион түзеді, ал азот газ түрінде бөлінеді. Бұл реакция өте маңызды, себебі ол ағынды сулардың уыттылығын айтарлықтай төмендетеді.

Катализаторлардың рөлі (міндетті емес)

Кейбір жағдайларда сутегі асқын тотығы мен цианид арасындағы реакцияны жылдамдату үшін катализаторларды қосуға болады. Мысалы, белгілі бір өтпелі металл иондары Фентон реакциясына ұқсас реакция жүйесінде катализатор ретінде әрекет ете алады. Катализаторлар реакцияның энергетикалық тосқауылын төмендетеді, бұл цианидтің тотығуының төмен температурада және сутегі асқын тотығын аз қолданумен тезірек жүруіне мүмкіндік береді. Дегенмен, катализаторларды пайдаланған кезде қосылған катализатордың мөлшері, рН бақылауы және катализатор қалдықтарынан ықтимал қайталама ластану сияқты факторларды мұқият ескеру қажет.

Өндірістік тәжірибедегі процесс ағыны

Ағынды суларды алдын ала тазарту

Сутегі асқын тотығын өңдеу алдында құрамында натрий цианиді бар ағынды суларды әдетте алдын ала өңдеу қажет. Бұл қадам ағынды сулардың рН мәнін тиісті диапазонға дейін реттеуге бағытталған. Әдетте, рН шамамен 8-10 сілтілі жағдайға дейін реттеледі. Себебі сутегі асқын тотығы мен цианид арасындағы тотығу реакциясы сілтілі ортада тиімдірек болады. Сонымен қатар, алдын ала өңдеу үлкен өлшемді қоспаларды, қалқымалы қатты заттарды және кейінгі өңдеу процесін бұзуы мүмкін басқа заттарды кетіруді қамтуы мүмкін. Бұл мақсатта құм сүзгілері немесе мембраналық сүзгілер сияқты сүзу әдістерін қолдануға болады.

Сутегі асқын тотығын қосу

Содан кейін алдын ала тазартылған ағынды суларға тиісті мөлшерде сутегі асқын тотығы қосылады. Сутегі асқын тотығының мөлшері ағынды сулардағы цианид концентрациясына негізделіп анықталады. Әдетте, есептеулер алдымен химиялық реакцияға сәйкес жүргізіледі. Бірақ нақты өндірісте цианидтің толық тотығуын қамтамасыз ету үшін сутегі асқын тотығының артық мөлшері қосылады. Өнеркәсіптік қолданыста қолданылатын сутегі асқын тотығының концентрациясы әдетте 30% - 50% аралығында болады. Сутегі асқын тотығын қосуға өлшеу сорғылары арқылы қол жеткізуге болады, олар ағынды суларды тазарту ыдысына түсетін сутегі асқын тотығының ағын жылдамдығы мен мөлшерін дәл басқара алады.

Реакция және араластыру

Сутегі асқын тотығын қосқаннан кейін сутегі асқын тотығы мен цианидтің біркелкі байланысын қамтамасыз ету үшін ағынды суды мұқият араластыру керек. Араластыруға механикалық араластырғыштарды, ауамен жұмыс істейтін араластырғыштарды немесе екеуінің комбинациясын қолдану арқылы қол жеткізуге болады. Реакция уақыты цианидтің бастапқы концентрациясы, температура және катализаторлардың болуы сияқты факторларға байланысты өзгереді. Әдетте, реакция уақыты бірнеше сағаттан ондаған сағатқа дейін болуы мүмкін. Бұл кезеңде реакция температурасы да маңызды фактор болып табылады. Реакция бөлме температурасында жүруі мүмкін болғанымен, температураны белгілі бір диапазондағы (әдетте 50°С аспайтын) арттыру реакция жылдамдығын тездетуі мүмкін. Дегенмен, тым жоғары температура сутегі асқын тотығының ыдырауын тудыруы мүмкін, бұл оның цианидті өңдеудегі тиімділігін төмендетеді.

Емдеуден кейінгі

Реакция аяқталғаннан кейін емдеуден кейінгі қадамдар қажет. Емдеуден кейінгі негізгі шаралардың бірі қалдық сутегі асқын тотығын жою болып табылады. Тазартылған ағынды сулардағы шамадан тыс сутегі асқын тотығы қоршаған ортаға зиян келтіруі мүмкін және ағынды суларды биологиялық тазарту жүйесінде одан әрі тазарту қажет болса, кейінгі биологиялық тазарту процестеріне де кедергі келтіруі мүмкін. Қалдық сутегі асқын тотығын натрий сульфиті сияқты тотықсыздандырғыштарды қосу немесе каталитикалық ыдырау әдістерін қолдану арқылы ыдыратуға болады. Қалдық сутегі асқын тотығын алып тастағаннан кейін тазартылған ағынды су тазарту процесінде пайда болған кез келген тұнбаларды немесе суспензияларды кетіру үшін қатты-сұйықтықты бөлуден өтеді. Ол үшін тұндыру цистерналарын, флотациялық құрылғыларды немесе сүзу қондырғыларын пайдалануға болады. Соңында тазартылған ағынды сулар цианид концентрациясының тиісті ағызу стандарттарына сәйкес келетінін тексеру үшін талданады.

Емдеу тиімділігіне әсер ететін негізгі факторлар

рН мәні

Жоғарыда айтылғандай, ағынды сулардың рН мәні сутегі асқын тотығын тазарту тиімділігіне айтарлықтай әсер етеді. Қышқыл ортада сутегі асқын тотығы су мен оттегіге тез ыдырауы мүмкін, бұл оның цианидті тотықтыру қабілетін төмендетеді. Екінші жағынан, жоғары сілтілі ортада сутегі асқын тотығы мен цианид арасындағы реакция жылдамдығы да әсер етуі мүмкін. Сутегі асқын тотығы мен цианид арасындағы реакция үшін оңтайлы рН диапазоны әдетте шамамен 8 - 10. Бұл жерде реакция тиімді жүріп, сутегі асқын тотығының ыдырауы барынша азайтылады.

температура

Температура реакция жылдамдығында шешуші рөл атқарады. Температураның жоғарылауы әдетте сутегі асқын тотығы мен цианид арасындағы реакцияны жылдамдатады. Дегенмен, температура көтерілген сайын сутегі асқын тотығының ыдырауы да маңыздырақ болады. Температура 50°C-тан асқанда сутегі асқын тотығының ыдырауы соншалықты жылдам болуы мүмкін, ол цианидті тотықтыратын сутегі асқын тотығының мөлшерін азайтады. Сондықтан практикалық өндірісте реакция жылдамдығы мен сутегі асқын тотығының тұрақтылығын теңестіру үшін температураны ақылға қонымды диапазонда мұқият бақылау қажет.

Цианид пен сутегі асқын тотығының концентрациясы

Ағынды судағы цианидтің бастапқы концентрациясы толық тотығуға қажетті сутегі асқын тотығының мөлшерін анықтайды. Цианидтердің жоғары концентрациясы сутегі асқын тотығын көбірек қажет етеді. Егер сутегі асқын тотығының дозасы жеткіліксіз болса, цианидтің тотығуы толық болмайды, нәтижесінде тазартылған ағынды сулар стандарттарға сәйкес келмейді. Керісінше, сутегі асқын тотығын тым көп қосу емдеу шығындарын көбейтіп қана қоймайды, сонымен қатар артық мөлшерін кетіру үшін күрделі кейінгі өңдеуді қажет етеді. Сондықтан ағынды судағы цианид концентрациясын дәл анықтау және сутегі асқын тотығының мөлшерін дұрыс реттеу тиімді тазарту үшін өте маңызды.

Тау-кен өнеркәсібіндегі жағдайды зерттеу

Алтын өндіру өндірісінде натрий цианидінің көп мөлшері алтынды алу процесінде пайдаланылады, айтарлықтай мөлшерде цианидті – құрамында ағынды суларды тудырады. Шахта сутегі асқын тотығына негізделген өңдеу процесін қабылдады. Біріншіден, ағынды сулар үлкен резервуарға жиналды. Ағынды судың рН мәні әк көмегімен 9-ға теңестірілді. Содан кейін ағынды суға өлшеуіш сорғы арқылы 35% сутегі асқын тотығы қосылды. Толық тотығуды қамтамасыз ету үшін қосу мөлшері сарқынды судағы цианид концентрациясына негізделіп есептелді.

Ағынды су 8 сағат бойы механикалық араластырғышпен араластырылды. Осы кезеңде салқындату және жылыту жүйесі арқылы реакциялық жүйенің температурасы шамамен 35 ° C деңгейінде ұсталды. Реакциядан кейін қалдық сутегі асқын тотығын ыдырату үшін натрий сульфиті қосылды. Содан кейін тазартылған ағынды су қатты сұйықтықты бөлу үшін тұндыру цистернасына жіберілді. Су үсті қабаты талданды және нәтижелер тазартылған ағынды судағы цианид концентрациясы 500 мг/л бастапқы мәннен 0.5 мг/л-ден төменге дейін төмендегенін көрсетті, бұл жергілікті экологиялық ағызу стандарттарына сәйкес келеді. Бұл жағдай нақты өндірістік жағдайда сутегі асқын тотығын өңдеу процесінің тиімділігін көрсетеді.

қорытынды

Натрий цианиді ағынды суларын сутегі асқын тотығымен өңдеу өнеркәсіптік өндірісте тиімді және тиімді әдіс болып табылады. Реакция принциптерін түсіну, процесс ағынын оңтайландыру және рН, температура және реагент дозалары сияқты негізгі факторларды бақылау арқылы цианид бар ағынды суларды жоғары сапалы өңдеуге қол жеткізуге болады. Дегенмен, тұрақты өңдеу тиімділігін және қоршаған ортаны қорғау ережелерін сақтауды қамтамасыз ету үшін өндіріс процесінде үздіксіз бақылау және түзету қажет. Қоршаған ортаны қорғау талаптары күшейген сайын, натрий цианиді ағынды суларын сутегі асқын тотығымен өңдеу әдісі экологиялық ортаны қорғауда одан да маңызды рөл атқарады деп күтілуде.