Производствена практика на третирање на отпадни води од натриум цијанид со водород пероксид

Вовед

Натриум цијанид е високо токсична хемикалија која широко се користи во индустрии како што се рударството, галванизацијата и хемиската синтеза. Сепак, отпадните води генерирани од овие процеси содржат високи концентрации на цијанид, што претставува сериозна закана за животната средина и здравјето на луѓето доколку не се третираат правилно. Третманот со водород пероксид се појави како ефикасен и релативно безбеден метод за справување со -Натриум цијанид - што содржат отпадни води. Оваа статија се занимава со производствената практика на користење Хидроген пероксид за третман на таква отпадна вода, опфаќајќи аспекти од принципите на реакција до реалните оперативни процедури.

Принципи на реакција

Оксидација на цијанид со водород пероксид

Реакцијата помеѓу водород пероксид и Натриум цијанид е процес на оксидациско-редукциски процес. Во воден раствор, водородниот пероксид делува како оксидирачки агенс. Тој го оксидира цијанидниот јон во релативно помалку токсични супстанции. Под соодветни услови, водородниот пероксид ја раскинува силната врска во рамките на цијанидниот јон. Јаглеродот во цијанидот се оксидира до повисока оксидациска состојба, формирајќи помалку штетен јон, а азотот се ослободува како гас. Оваа реакција е клучна бидејќи значително ја намалува токсичноста на отпадните води.

Улога на катализатори (опционално)

Во некои случаи, може да се додадат катализатори за да се забрза реакцијата помеѓу водород пероксид и цијанид. На пример, одредени јони на преодни метали можат да дејствуваат како катализатори во реакционен систем сличен на Фентонова реакција. Катализаторите ја намалуваат енергетската бариера на реакцијата, овозможувајќи оксидацијата на цијанидот да се случи побрзо на пониска температура и со помала употреба на водород пероксид. Сепак, кога се користат катализатори, треба внимателно да се земат предвид фактори како што се количината на додаден катализатор, контролата на pH вредноста и потенцијалното секундарно загадување од остатоци од катализатор.

Процесен тек во производствената пракса

Предтретман на отпадни води

Пред третманот со водород пероксид, натриум цијанид - што содржи отпадни води обично бара претходен третман. Овој чекор има за цел да ја прилагоди pH вредноста на отпадните води на соодветен опсег. Типично, pH вредноста се прилагодува на малку алкална состојба, околу 8 - 10. Ова е затоа што Реакција на оксидација Разликата помеѓу водород пероксид и цијанид е поефикасна во алкална средина. Дополнително, претходната обработка може да вклучува отстранување на големи нечистотии, суспендирани цврсти материи и други супстанции што би можеле да го нарушат последователниот процес на обработка. За оваа цел може да се користат методи на филтрација како што се песочни филтри или мембрански филтри.

Додавање на водород пероксид

Потоа, во претходно третираната отпадна вода се додава соодветна количина на водород пероксид. Дозата на водород пероксид се одредува врз основа на концентрацијата на цијанид во отпадната вода. Општо земено, пресметките прво се прават според хемиската реакција. Но, во вистинското производство, често се додава вишок на водород пероксид за да се обезбеди целосна оксидација на цијанидот. Концентрацијата на водород пероксид што се користи во индустриските апликации е обично во опсег од 30% - 50%. Додавањето на водород пероксид може да се постигне преку мерни пумпи, кои можат прецизно да ја контролираат брзината на проток и количината на водород пероксид што влегува во Третман на отпадни води резервоар.

Реакција и мешање

По додавањето на водород пероксид, отпадните води треба темелно да се измешаат за да се обезбеди рамномерен контакт помеѓу водород пероксидот и цијанидот. Мешањето може да се постигне со употреба на механички мешалки, мешалки со воздушен погон или комбинација од обете. Времето на реакција варира во зависност од фактори како што се почетната концентрација на цијанид, температурата и присуството на катализатори. Општо земено, времето на реакција може да се движи од неколку часа до десетина часа. Во овој период, температурата на реакцијата е исто така важен фактор. Иако реакцијата може да се случи на собна температура, зголемувањето на температурата во одреден опсег (обично не надминува 50°C) може да ја забрза брзината на реакцијата. Сепак, премногу високите температури можат да предизвикаат распаѓање на водород пероксид, намалувајќи ја неговата ефикасност во третирањето на цијанид.

Пост-третман

Откако реакцијата ќе заврши, неопходни се чекори по третманот. Една од клучните мерки по третманот е отстранување на преостанатиот водород пероксид. Вишокот водород пероксид во третираната отпадна вода може да биде штетен за животната средина, а исто така може да се меша во последователните процеси на биолошки третман ако отпадната вода треба дополнително да се третира во систем за биолошки третман. Преостанатиот водород пероксид може да се разгради со додавање на редукциони агенси како натриум сулфит или со користење на методи на каталитичко разложување. По отстранувањето на преостанатиот водород пероксид, третираната отпадна вода потоа се подложува на одвојување од цврста и течна вода за да се отстранат сите талог или суспендирани цврсти материи формирани за време на процесот на третман. За ова може да се користат резервоари за седиментација, уреди за флотација или единици за филтрирање. Конечно, третираната отпадна вода се анализира за да се провери дали концентрацијата на цијанид ги исполнува релевантните стандарди за испуштање.

Клучни фактори кои влијаат на ефикасноста на третманот

pH вредност

Како што споменавме претходно, pH вредноста на отпадните води има значително влијание врз ефикасноста на третманот на водород пероксид. Во кисела средина, водород пероксидот може брзо да се разгради во вода и кислород, намалувајќи ја неговата способност да оксидира цијанид. Од друга страна, во високо алкална средина, брзината на реакција помеѓу водород пероксид и цијанид исто така може да биде засегната. Оптималниот pH опсег за реакцијата помеѓу водород пероксид и цијанид е обично околу 8-10, каде што реакцијата може ефикасно да се одвива, а распаѓањето на водород пероксидот е минимизирано.

температура

Температурата игра клучна улога во брзината на реакцијата. Зголемувањето на температурата генерално ја забрзува реакцијата помеѓу водород пероксид и цијанид. Меѓутоа, со зголемувањето на температурата, распаѓањето на водород пероксидот станува позначајно. Кога температурата ќе надмине 50°C, распаѓањето на водород пероксидот може да биде толку брзо што ја намалува количината на водород пероксид достапен за оксидирање на цијанид. Затоа, во практичното производство, температурата треба внимателно да се контролира во разумен опсег за да се избалансира брзината на реакцијата и стабилноста на водород пероксидот.

Концентрација на цијанид и водород пероксид

Почетната концентрација на цијанид во отпадните води ја одредува количината на водород пероксид потребна за целосна оксидација. Повисоките концентрации на цијанид бараат повеќе водород пероксид. Ако дозата на водород пероксид е недоволна, оксидацијата на цијанидот ќе биде нецелосна, што ќе резултира со третирана отпадна вода што не ги исполнува стандардите. Спротивно на тоа, додавањето премногу водород пероксид не само што ги зголемува трошоците за третман, туку бара и посложен пост-третман за отстранување на вишокот. Затоа, точното одредување на концентрацијата на цијанид во отпадните води и соодветното прилагодување на дозата на водород пероксид се од суштинско значење за ефикасен третман.

Студија на случај во рударската индустрија

Во рудникот за злато, во процесот на екстракција на злато се користи голема количина натриум цијанид, со што се генерираат значителни количини отпадни води што содржат цијанид. Рудникот усвоил процес на третман базиран на водород пероксид. Прво, отпадните води се собирале во голем резервоар за складирање. pH вредноста на отпадните води била прилагодена на 9 со употреба на вар. Потоа, 35% водород пероксид бил додаден во отпадните води преку мерна пумпа. Количината на додадено количество била пресметана врз основа на концентрацијата на цијанид во отпадните води, со мал вишок за да се обезбеди целосна оксидација.

Отпадните води се мешаа со механички мешач 8 часа. Во текот на овој период, температурата на реакцискиот систем се одржуваше на околу 35°C преку систем за ладење и греење. По реакцијата, беше додаден натриум сулфит за да се разложи преостанатиот водород пероксид. Третираните отпадни води потоа беа испратени во резервоар за седиментација за одвојување на цврсти материи од течност. Супернатантот беше анализиран, а резултатите покажаа дека концентрацијата на цијанид во третираните отпадни води се намали од почетна вредност од 500 mg/L на помалку од 0.5 mg/L, исполнувајќи ги локалните стандарди за испуштање во животната средина. Овој случај ја покажува ефикасноста на процесот на третман со водород пероксид во реални индустриски услови.

Заклучок

Третман со водород пероксид Отпадни води од натриум цијанид е одржлив и ефикасен метод во индустриското производство. Со разбирање на принципите на реакција, оптимизирање на процесот и контролирање на клучните фактори како што се pH, температура и дози на реагенси, може да се постигне висококвалитетен третман на отпадни води што содржат цијанид. Сепак, потребно е континуирано следење и прилагодување за време на производствениот процес за да се обезбеди стабилна ефикасност на третманот и усогласеност со еколошките прописи. Бидејќи еколошките барања стануваат сè построги, се очекува методот за третман на отпадни води со водород пероксид од натриум цијанид да игра уште поважна улога во заштитата на еколошката средина.