Using Activated Carbon ut removeat Free Cyanide (CN) in Wastewater

Introduction

Aquae residuales industriales saepe varias substantias toxicas continent, inter quas cyanidum liberum (CN−) propter suam magnam toxicitatem peculiarem curae est. Etiam in parvis dosibus, cyanidum letale esse potest, ita ut curatio aquarum residualium id continentium quaestio critica environmentalis fiat. Regulae severae latae sunt ad emissionem aquarum residualium cyanidum continentium moderandam, non solum ad requisita ordinaria implenda, sed etiam ad quam plurimum cyanidi ex reliquiis et effluviis fabricarum recuperandum. Carbo activatus ut materia promittens ad cyanidum liberum ex aqua residuali removendum emersit, et hic articulus eius applicationes, mechanismos, et factores influentes singillatim explorabit.

Fontes Cyanidi in Aqua Purgatoria

Cyanidum in aquis residualibus magnae concentrationis praecipue ex processibus industrialibus provenit, ut galvanoplastia, extractione auri cyanido fundata, lavacro gasorum et aqua refrigerante in furnis coquendi et caminis explosivis, necnon quibusdam industriis chemicis, tractationis mineralium, gummi synthetici, fibrarum, et tincturarum. Concentratio cyanidi in his aquis residualibus variari potest ab 1 ad 180 mg/L vel etiam plus.

Mechanismi Carbonis Activati ​​in Removendo Cyanido Libero

Corporalis Adsorption

Carbo activatus structuram microporosam valde evolutam et aream superficialem specificam magnam habet, typice a 500 ad 3000 m²/g variantem. Haec structura physica ei facultates adsorptionis physicae validas praebet. Iones cyanidi in aquis residuis in superficiem Carbonis Activati ​​per vires van der Waals adsorberi possunt. Ampla area superficialis numerosos locos adsorptionis praebet, quae efficax captionem cyanidi liberi permittunt.

Adsorptio Chemica et Oxidatio Catalytica

Praeter adsorptionem physicam, carbo activatus etiam in reactionibus chemicis participare potest. Cum carbo activatus oxygenium et aquam in aqua residua adsorbet, hydrogenii peroxidum (H₂O₂) in superficie sua generare potest, carbone activato ipso quasi catalysatore fungente. Praesentibus salium cupri, H₂O₂ generata cyanidum oxidare et dissolvere potest. Mechanismus reactionis est talis:

1. Generatio H₂O₂: Oxygenium et aqua in superficie carbonis activati ​​adsorbentur ut H₂O₂ formentur.

2. Oxidatio cyanidi: Cyanidum ab H₂O₂ sub actione catalytica salium cupri oxidatur, quod efficit ut cyanidum in substantias minus noxias decomponatur.

Factores Efficientiam Remotionis Carbonis Activati ​​Afficientes

Concentratio Cyanidi Initialis

Quo maior est initialis cyanidi liberi concentratio in aqua residua, eo maior vis adsorptionis impulsiva. Attamen, cum capacitas adsorptionis carbonis activati ​​limitata sit, cum initialis concentratio certum valorem excedit, efficientia remotionis proportionaliter non augetur. In quibusdam studiis, inventum est, cum initialis cyanidi concentratio augeatur, quantitatem cyanidi adsorptam per unitatem massae carbonis activati ​​primum augeri deinde aequari.

pH valorem

Valor pH aquae residuae adsorptionem cyanidi a carbone activo significanter afficit. Generaliter, sub condicionibus acidis, facultas adsorptionis carbonis activati ​​pro cyanido relative humilis est. Cum valor pH crescit, facultas adsorptionis gradatim augetur. Cum pH in ambitu alcalino est, praesertim supra 11, celeritas remotionis cyanidi intra 95 minuta in quibusdam casibus plus quam 30% attingere potest. Hoc fit quia species cyanidi in solutione cum pH mutatur, et forma ionum cyanidi adsorptioni in carbone activo sub condicionibus alcalinis magis favet.

Calor

Adsorptio cyanidi per carbonem activatum est processus exothermicus. Temperatura crescente, capacitas adsorptionis plerumque decrescit. Exempli gratia, in casu carbonis activati ​​cupro imbuti, cum solutione cyanidi mixti sunt, effectus adsorptionis cyanidi cum temperatura crescente decrescit. Hoc fit quia augmentum temperaturae desorptionem substantiarum adsorptarum a superficie carbonis activati ​​promovet.

Motus Tempus

Tempus agitationis idoneum necessarium est ut cyanidum in aqua residua satis contactum cum carbone activo habeat. In stadio initiali, cum tempus agitationis crescit, celeritas remotionis cyanidi celeriter augetur. Attamen, post certum tempus perventum, celeritas remotionis stabilisari solet, quod indicat processum adsorptionis aequilibrium attigisse.

Usus Carbonis Activati ​​in Curatione Aquae Residuae Cyanidum Continentis

In Industria Auri Fodinarum

In auri fodinis, praesertim in processibus extractionis auri cyanido fundatis, magna copia aquarum sordidarum cyanidum continentium generatur. Carbo activatus ad cyanidum liberum ex his aquis sordidis removendum adhiberi potest. Praeter remotionem cyanidi, carbo activatus etiam complexa auri et cyanidi (ut Au(CN)₂⁻) in aquis sordidis adsorbere potest. Complexa auri et cyanidi adsorpta ulterius tractari possunt ad aurum recuperandum, ita ut et protectio ambitus et recuperatio opum assequantur.

In Industria Electrodepositionis

Officinae galvanoplasticae saepe solutiones cyanidum continentes in processu galvanoplastiae utuntur, quod efficit ut aquae residuales cyanido contaminatae sint. Curatio carbonis activati ​​efficaciter cyanidum in aquis residualibus reducere potest ut normas emissionis impleat. Comparata cum quibusdam methodis curationis traditis, ut chlorinatione alcalina, curatio carbonis activati ​​commoda habet minoris pollutionis secundariae et potentiae recuperationis opum.

Comparatio cum aliis methodis curationis

Alkaline Chlorination

Chlorinatio alcalina est methodus satis maturior ad cyanida in aquis residualibus destruenda. Utitur substantiis chlorinum continentibus, ut gas chlorinum, chlorinum liquidum, vel pulvere dealbante, ad cyanidum oxidandum in dioxidum carbonis (CO₂) et nitrogenium (N₂) non toxicum. Attamen haec methodus potest producere subproducta noxia, et processus operationis requirit strictam moderationem dosis chlorini et condicionum reactionis. Contra, tractatio carbonis activati ​​est optio magis amica ambienti cum facultate selective adsorbendi cyanidum et potentialiter recuperandi metalla pretiosa.

Oxidatio Hydrogenii Peroxidi

Oxidatio hydrogenii peroxidi etiam adhibēri potest ad concentrationem cyanidi in aquis residualibus minuendam. Haec oxidatio cyanidum ad gradum toxicitatis inferiorem potest. Attamen hydrogenii peroxidum est reagens pretiosum, et processus additionem continuam reagentium requirere potest, sumptum curationis augens. Carbo activatus, contra, functionem relative stabilem habet, postquam recte selectus et adhibitus est, et regeneratio eius etiam ad sumptus minuendos considerari potest.

Evolutio future

Elaboratio Carbonis Activati ​​Modificati

Ad efficaciam carbonis activati ​​in removendo cyanido libero ulterius augendam, investigationes in carbone activato modificato peraguntur. Exempli gratia, impregnatio carbonis activati ​​variis metallis (velut cupro, ferro, etc.) potest eius facultatem oxidationis catalyticae cyanidi augere. Carbones activati ​​varii metallis onusti secundum proprietates specificas aquarum sordidarum optimizari possunt ad effectus curationis meliores consequendos.

Processus Curationis Coniuncti

Coniunctio curationis carbonis activati ​​cum aliis modis curationis etiam in usu est. Exempli gratia, adsorptionem carbonis activati ​​cum curatione biologica coniungendo, primum carbone activato cyanidum in aquis residuis ad gradum aptiorem curationi biologicae reducere licet, deinde microorganismis uti potest ad ulterius dissolvendum et removendum substantias cyanido conexas. Hoc processu coniuncto, viribus variarum methodorum curationis uti et curationem aquarum residuarum efficaciorem et pleniorem consequi licet.

Conclusio

Carbo activatus magnum potentiale ostendit in remotione cyanidi liberi (CN−) ex aquis residualibus. Per adsorptionem physicam et reactiones chemicas, efficaciter cyanidi contentum in aquis residualibus reducere potest, normas emissionis ambientales implens, et etiam recuperationem opum in quibusdam casibus permittens. Quamquam adhuc quaedam areae sunt quae emendandae sunt, ut ulterius efficientiam adsorptionis optimizando et sumptus reducendo, cum continuo progressu investigationis de modificatione carbonis activati ​​et processibus curationis compositis, carbo activatus partes magis magisque importantes in curatione aquarum residualium cyanidum continentium in futuro aget.