Бохир ус дахь чөлөөт цианидыг (CN−) арилгахын тулд идэвхжүүлсэн нүүрс ашиглах

Оршил

Үйлдвэрийн бохир ус нь ихэвчлэн янз бүрийн хортой бодис агуулдаг бөгөөд тэдгээрийн дотор чөлөөт цианид (CN−) нь өндөр хоруу чанартай тул онцгой анхаарал татаж байна. Бага тунгаар ч гэсэн цианид нь үхлийн аюултай тул түүнийг агуулсан бохир усыг цэвэрлэх нь байгаль орчны чухал асуудал болдог. Цианид агуулсан бохир усыг гадагшлуулахыг хянах хатуу зохицуулалтууд байдаг бөгөөд энэ нь зөвхөн стандарт шаардлагыг хангахаас гадна хаягдал болон үйлдвэрийн бохир уснаас аль болох их цианид гаргаж авах зорилготой юм. Идэвхжүүлсэн нүүрс нь бохир уснаас чөлөөт цианидыг зайлуулах ирээдүйтэй материал болж гарч ирсэн бөгөөд энэ нийтлэлд түүний хэрэглээ, механизм, нөлөөлөх хүчин зүйлсийг нарийвчлан судлах болно.

Бохир усны цианидын эх үүсвэр

Бохир ус дахь өндөр агууламжтай цианид нь голчлон цахилгаанаар бүрэх, цианид суурилсан алт олборлох, коксын зуух, домен зууханд хий угаах, хөргөх ус, түүнчлэн зарим химийн бодис, эрдэс боловсруулалт, синтетик резин, эслэг, будагч бодис зэрэг үйлдвэрлэлийн процессоос үүсдэг. Эдгээр бохир ус дахь цианидын агууламж 1-180 мг/л, түүнээс ч их байж болно.

Чөлөөт цианидыг зайлуулах идэвхжүүлсэн нүүрстөрөгчийн механизм

Физик шингээлт

Идэвхжүүлсэн нүүрс нь өндөр хөгжсөн бичил нүх сүвтэй бүтэцтэй бөгөөд ерөнхийдөө 500-3000 м²/г хооронд хэлбэлздэг том хэмжээний гадаргуугийн талбайтай. Энэхүү физик бүтэц нь түүнд хүчтэй физик шингээлтийн чадварыг өгдөг. Бохир усны цианидын ионууд ван дер Ваалсын хүчээр идэвхжүүлсэн нүүрсний гадаргуу дээр шингэж болно . Том хэмжээний гадаргуугийн талбай нь олон тооны адсорбцийн цэгүүдийг бий болгодог бөгөөд энэ нь чөлөөт цианидыг үр дүнтэй барих боломжийг олгодог.

Химийн шингээлт ба каталитик исэлдэлт

Физик шингээлтээс гадна идэвхжүүлсэн нүүрс нь химийн урвалд оролцдог. Идэвхжүүлсэн нүүрстөрөгч нь бохир усны хүчилтөрөгч, усыг шингээх үед гадаргуу дээр устөрөгчийн хэт исэл (H₂O₂) үүсгэж, идэвхжүүлсэн нүүрс өөрөө катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг. Зэсийн давс байгаа тохиолдолд үүссэн H₂O₂ нь цианидыг исэлдүүлж, задалж болно. Урвалын механизм нь дараах байдалтай байна.

1. H₂O₂ үүсэх: Хүчилтөрөгч ба ус нь идэвхжүүлсэн нүүрстөрөгчийн гадаргуу дээр шингэж, H₂O₂ үүсгэдэг.

2. Цианидын исэлдэлт: Цианид нь зэсийн давсны катализаторын нөлөөн дор H₂O₂-ээр исэлдэж, улмаар цианид задрахад хор хөнөөл багатай бодис болдог.

Идэвхжүүлсэн нүүрстөрөгчийг зайлуулах үр дүнд нөлөөлөх хүчин зүйлүүд

Цианидын анхны баяжуулалт

Бохир ус дахь чөлөөт цианидын анхны концентраци өндөр байх тусам шингээлтийн хөдөлгөгч хүч нэмэгдэнэ. Гэсэн хэдий ч идэвхжүүлсэн нүүрс шингээх чадвар хязгаарлагдмал байдаг тул анхны концентраци нь тодорхой хэмжээнээс давсан тохиолдолд зайлуулах үр ашиг нь пропорциональ нэмэгдэхгүй байж болно. Зарим судалгаагаар цианидын анхны концентраци ихсэх тусам идэвхижүүлсэн нүүрстөрөгчийн нэгж массад шингэсэн цианидын хэмжээ эхлээд нэмэгдэж, дараа нь буурдаг нь тогтоогдсон.

рН Утга

Бохир усны рН-ийн утга нь идэвхжүүлсэн нүүрсээр цианидыг шингээхэд ихээхэн нөлөөлдөг. Ерөнхийдөө хүчиллэг нөхцөлд цианидын идэвхжүүлсэн нүүрс шингээх чадвар харьцангуй бага байдаг. РН-ийн утга нэмэгдэхийн хэрээр шингээх чадвар аажмаар нэмэгддэг. РН шүлтлэг хязгаарт, ялангуяа 11.-ээс дээш байх үед цианидыг зайлуулах хурд нь зарим тохиолдолд 95 минутын дотор 30%-иас дээш хүрч болно. Учир нь уусмал дахь цианидын төрөлжилт нь рН-ээр өөрчлөгддөг ба цианидын ионы хэлбэр нь шүлтлэг нөхцөлд идэвхжүүлсэн нүүрсийг шингээхэд илүү таатай байдаг.

Температур

Цианидыг идэвхжүүлсэн нүүрсээр шингээх нь экзотермик процесс юм. Температур нэмэгдэхийн хэрээр шингээх чадвар ихэвчлэн буурдаг. Жишээлбэл, зэс - шингээсэн идэвхжүүлсэн нүүрсийг цианидын уусмалтай холих үед цианидын шингээх нөлөө нь температур нэмэгдэх тусам буурдаг. Учир нь температурын өсөлт нь идэвхжүүлсэн нүүрстөрөгчийн гадаргуугаас шингэсэн бодисыг шингээхэд хүргэдэг.

Хутгах цаг

Бохир ус дахь цианид нь идэвхжүүлсэн нүүрстэй хангалттай хүрэлцэхийн тулд хангалттай хутгах хугацаа шаардлагатай. Эхний шатанд хутгах хугацаа ихсэх тусам цианидын ялгарах хурд хурдацтай нэмэгддэг. Гэсэн хэдий ч тодорхой хугацаанд хүрсний дараа зайлуулах хурд тогтворжих хандлагатай байгаа нь шингээлтийн процесс тэнцвэрт байдалд хүрснийг харуулж байна.

Цианидыг цэвэрлэхэд идэвхжүүлсэн нүүрстөрөгчийн хэрэглээ - Бохир ус агуулсан

Алтны уурхайн салбарт

Алтны олборлолт, ялангуяа цианид суурилсан алт олборлох явцад цианид агуулсан их хэмжээний бохир ус үүсдэг. Энэ бохир уснаас чөлөөт цианидыг зайлуулахын тулд идэвхжүүлсэн нүүрс ашиглаж болно. Цианидыг зайлуулахаас гадна идэвхжүүлсэн нүүрс нь бохир усанд алт-цианидын цогцолборыг (Au(CN)₂⁻ гэх мэт) шингээж чаддаг. Шингээсэн алт-цианидын нэгдлүүдийг цаашид боловсруулж алт олборлож, байгаль орчныг хамгаалах, нөөцийг нөхөн сэргээх боломжтой.

Цахилгаан хавтангийн үйлдвэрт

Цахилгаан бүрэх үйлдвэрүүд ихэвчлэн бүрэх явцад цианид агуулсан уусмалыг ашигладаг бөгөөд үүний үр дүнд цианид - бохирдсон бохир ус үүсдэг. Идэвхжүүлсэн нүүрстөрөгчийн боловсруулалт нь бохир усны цианидын агууламжийг үр дүнтэй бууруулж, хаягдлын стандартад нийцүүлэх боломжтой. Шүлтлэг хлоржуулах зэрэг уламжлалт эмчилгээний зарим аргуудтай харьцуулахад идэвхжүүлсэн нүүрстөрөгчийн боловсруулалт нь хоёрдогч бохирдол багатай, нөөцийг нөхөн сэргээх боломжтой давуу талтай.

Бусад эмчилгээний аргуудтай харьцуулах

Шүлтлэг хлоржуулалт

Шүлтлэг хлоржуулалт нь бохир ус дахь цианидуудыг устгах харьцангуй боловсорсон арга юм . Энэ нь цианидийг хоргүй нүүрстөрөгчийн давхар исэл (CO₂) болон азот (N₂) болгон исэлдүүлэхийн тулд хлорын хий, шингэн хлор эсвэл цайруулагч нунтаг зэрэг хлор агуулсан бодисыг ашигладаг. Гэсэн хэдий ч энэ арга нь хортой дайвар бүтээгдэхүүн үүсгэж болзошгүй бөгөөд үйл ажиллагааны процесс нь хлорын тун болон урвалын нөхцлийг хатуу хянах шаардлагатай байдаг. Үүний эсрэгээр идэвхжүүлсэн нүүрс боловсруулалт нь цианидийг сонгон шингээж, үнэт металлыг нөхөн сэргээх чадвартай, байгаль орчинд ээлтэй сонголт юм.

Устөрөгчийн хэт исэл исэл

Устөрөгчийн хэт ислийг исэлдүүлэх аргыг мөн бохир ус дахь цианидын концентрацийг бууруулахад ашиглаж болно. Энэ нь цианидыг бага хоруу чанарын түвшинд исэлдүүлж чаддаг. Гэсэн хэдий ч устөрөгчийн хэт исэл нь үнэтэй урвалж бөгөөд үйл явц нь урвалжийг тасралтгүй нэмж, эмчилгээний зардлыг нэмэгдүүлдэг. Харин идэвхжүүлсэн нүүрс нь зөв сонгон хэрэглэсний дараа харьцангуй тогтвортой үйл ажиллагаатай байх ба нөхөн сэргэлт нь зардлыг бууруулна гэж үзэж болно.

Ирээдүйн хөгжил

Өөрчлөгдсөн идэвхжүүлсэн нүүрстөрөгчийг боловсруулах

Идэвхжүүлсэн нүүрстөрөгчийн чөлөөт цианидыг зайлуулах үр ашгийг цаашид сайжруулахын тулд өөрчлөгдсөн идэвхжүүлсэн нүүрс дээр судалгаа хийж байна. Жишээлбэл, идэвхжүүлсэн нүүрстөрөгчийг өөр өөр металлаар (зэс, төмөр гэх мэт) шингээх нь түүний цианидын каталитик исэлдэх чадварыг сайжруулдаг. Цэвэршүүлэх үр нөлөөг сайжруулахын тулд өөр өөр металлаар цэнэглэгдсэн идэвхжүүлсэн нүүрсийг бохир усны онцлог шинж чанарт тохируулан оновчтой болгож болно.

Эмчилгээний хосолсон процессууд

Идэвхжүүлсэн нүүрс боловсруулалтыг бусад боловсруулалтын аргуудтай хослуулах нь бас нэгэн чиг хандлага юм. Жишээлбэл, идэвхжүүлсэн нүүрсний адсорбцийг биологийн боловсруулалттай хослуулснаар эхлээд идэвхжүүлсэн нүүрс ашиглан бохир ус дахь өндөр агууламжтай цианидыг биологийн боловсруулалтад илүү тохиромжтой түвшинд хүртэл бууруулж, дараа нь бичил биетнийг ашиглан үлдсэн цианидтай холбоотой бодисыг цаашид задалж, зайлуулах боломжтой. Энэхүү хосолсон үйл явц нь янз бүрийн боловсруулалтын аргуудын давуу талыг ашиглаж, илүү үр ашигтай, цогц бохир ус цэвэршүүлэх боломжтой.

Дүгнэлт

Идэвхжүүлсэн нүүрс нь бохир уснаас чөлөөт цианид (CN−)-ийг зайлуулах асар их боломжийг харуулж байна. Физик шингээлт, химийн урвалаар дамжуулан бохир ус дахь цианидын агууламжийг үр дүнтэй бууруулж, байгаль орчны бохирдлын стандартыг хангаж, зарим тохиолдолд нөөцийг нөхөн сэргээх боломжийг олгодог. Идэвхжүүлсэн нүүрсийг өөрчлөх, хосолсон цэвэршүүлэх үйл явцын талаарх судалгааг тасралтгүй хөгжүүлснээр шингээлтийн үр ашгийг цаашид оновчтой болгох, зардлыг бууруулах зэрэг сайжруулах шаардлагатай зарим зүйл байсаар байгаа ч идэвхжүүлсэн нүүрс нь ирээдүйд цианид агуулсан бохир усыг цэвэрлэхэд улам чухал үүрэг гүйцэтгэх болно.