सोडियम साइनाइड फोहोर पानीलाई हाइड्रोजन पेरोक्साइडले प्रशोधन गर्ने उत्पादन अभ्यास

परिचय

सोडियम साइनाइड खानी, इलेक्ट्रोप्लेटिंग र रासायनिक संश्लेषण जस्ता उद्योगहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने अत्यधिक विषाक्त रसायन हो। यद्यपि, यी प्रक्रियाहरूबाट उत्पन्न हुने फोहोर पानीमा साइनाइडको उच्च सांद्रता हुन्छ, जसले उचित रूपमा प्रशोधन नगरेमा वातावरण र मानव स्वास्थ्यको लागि गम्भीर खतरा निम्त्याउँछ। हाइड्रोजन पेरोक्साइड उपचार -सोडियम साइनाइड - युक्त फोहोर पानीसँग व्यवहार गर्न प्रभावकारी र अपेक्षाकृत सुरक्षित विधिको रूपमा देखा परेको छ। यस लेखले प्रतिक्रिया सिद्धान्तहरूदेखि वास्तविक सञ्चालन प्रक्रियाहरूसम्मका पक्षहरूलाई समेट्दै यस्ता फोहोर पानीलाई प्रशोधन गर्न हाइड्रोजन पेरोक्साइड प्रयोग गर्ने उत्पादन अभ्यासमा गहिरो अध्ययन गर्छ।

प्रतिक्रिया सिद्धान्तहरू

हाइड्रोजन पेरोक्साइड द्वारा साइनाइडको अक्सीकरण

हाइड्रोजन पेरोक्साइड र सोडियम साइनाइड बीचको प्रतिक्रिया एक अक्सिडेशन-घटाउने प्रक्रिया हो। जलीय घोलमा, हाइड्रोजन पेरोक्साइडले अक्सिडाइजिंग एजेन्टको रूपमा काम गर्दछ। यसले साइनाइड आयनलाई अपेक्षाकृत कम विषाक्त पदार्थहरूमा अक्सिडाइज गर्दछ। उपयुक्त अवस्थामा, हाइड्रोजन पेरोक्साइडले साइनाइड आयन भित्रको बलियो बन्धन तोड्छ। साइनाइडमा रहेको कार्बन उच्च अक्सिडेशन अवस्थामा अक्सिडाइज हुन्छ, कम हानिकारक आयन बनाउँछ, र नाइट्रोजन ग्यासको रूपमा रिलिज हुन्छ। यो प्रतिक्रिया महत्त्वपूर्ण छ किनकि यसले फोहोर पानीको विषाक्ततालाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्छ।

उत्प्रेरकको भूमिका (वैकल्पिक)

केही अवस्थामा, हाइड्रोजन पेरोक्साइड र साइनाइड बीचको प्रतिक्रियालाई गति दिन उत्प्रेरकहरू थप्न सकिन्छ। उदाहरणका लागि, केही संक्रमण धातु आयनहरूले फेन्टन प्रतिक्रिया जस्तै प्रतिक्रिया प्रणालीमा उत्प्रेरकको रूपमा काम गर्न सक्छन्। उत्प्रेरकहरूले प्रतिक्रियाको ऊर्जा अवरोधलाई कम गर्छन्, जसले गर्दा साइनाइडको अक्सिडेशन कम तापक्रममा र कम हाइड्रोजन पेरोक्साइड प्रयोगको साथ छिटो हुन्छ। यद्यपि, उत्प्रेरकहरू प्रयोग गर्दा, थपिएको उत्प्रेरकको मात्रा, pH नियन्त्रण, र उत्प्रेरक अवशेषहरूबाट सम्भावित माध्यमिक प्रदूषण जस्ता कारकहरूलाई ध्यानपूर्वक विचार गर्न आवश्यक छ।

उत्पादन अभ्यासमा प्रक्रिया प्रवाह

फोहोर पानीको पूर्व उपचार

हाइड्रोजन पेरोक्साइड उपचार गर्नु अघि, सोडियम साइनाइड युक्त फोहोर पानीलाई सामान्यतया पूर्व-उपचार आवश्यक पर्दछ। यो चरणले फोहोर पानीको pH मानलाई उपयुक्त दायरामा समायोजन गर्ने लक्ष्य राख्छ। सामान्यतया, pH लाई थोरै क्षारीय अवस्थामा, लगभग 8-10 मा समायोजन गरिन्छ। यो किनभने हाइड्रोजन पेरोक्साइड र साइनाइड बीचको अक्सिडेशन प्रतिक्रिया क्षारीय वातावरणमा बढी कुशल हुन्छ। थप रूपमा, पूर्व-उपचारमा ठूला आकारका अशुद्धताहरू, निलम्बित ठोस पदार्थहरू, र अन्य पदार्थहरू हटाउने समावेश हुन सक्छ जसले पछिको उपचार प्रक्रियालाई बाधा पुर्‍याउन सक्छ। यस उद्देश्यको लागि बालुवा फिल्टर वा झिल्ली फिल्टर जस्ता निस्पंदन विधिहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ।

हाइड्रोजन पेरोक्साइड थप

त्यसपछि पूर्व-प्रशोधित फोहोर पानीमा उपयुक्त मात्रामा हाइड्रोजन पेरोक्साइड थपिन्छ। फोहोर पानीमा साइनाइडको सांद्रताको आधारमा हाइड्रोजन पेरोक्साइडको मात्रा निर्धारण गरिन्छ। सामान्यतया, गणना पहिले रासायनिक प्रतिक्रिया अनुसार गरिन्छ। तर वास्तविक उत्पादनमा, साइनाइडको पूर्ण अक्सिडेशन सुनिश्चित गर्न हाइड्रोजन पेरोक्साइडको अतिरिक्त मात्रा प्रायः थपिन्छ। औद्योगिक अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग हुने हाइड्रोजन पेरोक्साइडको सांद्रता सामान्यतया ३०% - ५०% को दायरामा हुन्छ। हाइड्रोजन पेरोक्साइड थप्ने काम मिटरिङ पम्पहरू मार्फत प्राप्त गर्न सकिन्छ, जसले फोहोर पानी प्रशोधन ट्याङ्कीमा प्रवेश गर्ने हाइड्रोजन पेरोक्साइडको प्रवाह दर र मात्रालाई सही रूपमा नियन्त्रण गर्न सक्छ।

प्रतिक्रिया र मिश्रण

हाइड्रोजन पेरोक्साइड थपेपछि, हाइड्रोजन पेरोक्साइड र साइनाइड बीचको सम्पर्कलाई समान रूपमा सुनिश्चित गर्न फोहोर पानीलाई राम्ररी मिसाउनु पर्छ। मेकानिकल एजिटेटरहरू, हावा-संचालित मिक्सरहरू, वा दुवैको संयोजन प्रयोग गरेर मिश्रण प्राप्त गर्न सकिन्छ। प्रतिक्रिया समय प्रारम्भिक साइनाइड सांद्रता, तापक्रम, र उत्प्रेरकहरूको उपस्थिति जस्ता कारकहरूमा निर्भर गर्दछ। सामान्यतया, प्रतिक्रिया समय धेरै घण्टादेखि एक दर्जन घण्टासम्म हुन सक्छ। यस अवधिमा, प्रतिक्रिया तापमान पनि एक महत्त्वपूर्ण कारक हो। यद्यपि प्रतिक्रिया कोठाको तापक्रममा हुन सक्छ, तापक्रम एक निश्चित दायरा भित्र (सामान्यतया ५० डिग्री सेल्सियस भन्दा बढी हुँदैन) बढाउँदा प्रतिक्रिया दरलाई गति दिन सक्छ। यद्यपि, अत्यधिक उच्च तापक्रमले हाइड्रोजन पेरोक्साइडको विघटन निम्त्याउन सक्छ, साइनाइडको उपचारमा यसको प्रभावकारिता घटाउन सक्छ।

उपचार पछि

प्रतिक्रिया पूरा भएपछि, उपचार पछिका चरणहरू आवश्यक हुन्छन्। उपचार पछिका प्रमुख उपायहरू मध्ये एक अवशिष्ट हाइड्रोजन पेरोक्साइड हटाउनु हो। प्रशोधित फोहोर पानीमा अत्यधिक हाइड्रोजन पेरोक्साइड वातावरणको लागि हानिकारक हुन सक्छ र यदि फोहोर पानीलाई जैविक उपचार प्रणालीमा थप प्रशोधन गर्ने हो भने पछिल्ला जैविक उपचार प्रक्रियाहरूमा पनि हस्तक्षेप गर्न सक्छ। अवशिष्ट हाइड्रोजन पेरोक्साइडलाई सोडियम सल्फाइट जस्ता घटाउने एजेन्टहरू थपेर वा उत्प्रेरक विघटन विधिहरू प्रयोग गरेर विघटन गर्न सकिन्छ। अवशिष्ट हाइड्रोजन पेरोक्साइड हटाएपछि, प्रशोधित फोहोर पानीले उपचार प्रक्रियाको क्रममा बनेको कुनै पनि अवक्षेपण वा निलम्बित ठोस पदार्थहरू हटाउन ठोस-तरल पृथकीकरणबाट गुज्रिन्छ। यसको लागि अवसादन ट्याङ्की, फ्लोटेशन उपकरणहरू, वा फिल्टरेशन एकाइहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ। अन्तमा, साइनाइड सांद्रताले सान्दर्भिक डिस्चार्ज मापदण्डहरू पूरा गर्छ कि गर्दैन भनेर जाँच गर्न प्रशोधित फोहोर पानीको विश्लेषण गरिन्छ।

उपचारको प्रभावकारितालाई असर गर्ने प्रमुख कारकहरू

pH मान

पहिले उल्लेख गरिएझैं, फोहोर पानीको pH मानले हाइड्रोजन पेरोक्साइडको उपचार दक्षतामा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ। अम्लीय वातावरणमा, हाइड्रोजन पेरोक्साइड पानी र अक्सिजनमा छिटो विघटन हुन सक्छ, जसले गर्दा साइनाइडलाई अक्सिडाइज गर्ने क्षमता कम हुन्छ। अर्कोतर्फ, अत्यधिक क्षारीय वातावरणमा, हाइड्रोजन पेरोक्साइड र साइनाइड बीचको प्रतिक्रिया दर पनि प्रभावित हुन सक्छ। हाइड्रोजन पेरोक्साइड र साइनाइड बीचको प्रतिक्रियाको लागि इष्टतम pH दायरा सामान्यतया ८ - १० को आसपास हुन्छ। जहाँ प्रतिक्रिया कुशलतापूर्वक अगाडि बढ्न सक्छ र हाइड्रोजन पेरोक्साइडको विघटन कम हुन्छ।

तापमान

प्रतिक्रिया गतिमा तापक्रमले महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। तापक्रममा वृद्धिले सामान्यतया हाइड्रोजन पेरोक्साइड र साइनाइड बीचको प्रतिक्रियालाई गति दिन्छ। यद्यपि, तापक्रम बढ्दै जाँदा, हाइड्रोजन पेरोक्साइडको विघटन पनि बढी महत्त्वपूर्ण हुन्छ। जब तापक्रम ५० डिग्री सेल्सियसभन्दा बढी हुन्छ, हाइड्रोजन पेरोक्साइडको विघटन यति छिटो हुन सक्छ कि यसले साइनाइडलाई अक्सिडाइज गर्न उपलब्ध हाइड्रोजन पेरोक्साइडको मात्रा घटाउँछ। त्यसकारण, व्यावहारिक उत्पादनमा, प्रतिक्रिया दर र हाइड्रोजन पेरोक्साइडको स्थिरता सन्तुलित गर्न उचित दायरा भित्र तापक्रमलाई सावधानीपूर्वक नियन्त्रण गर्न आवश्यक छ।

साइनाइड र हाइड्रोजन पेरोक्साइडको सांद्रता

फोहोर पानीमा साइनाइडको प्रारम्भिक सांद्रताले पूर्ण अक्सिडेशनको लागि आवश्यक हाइड्रोजन पेरोक्साइडको मात्रा निर्धारण गर्दछ। उच्च साइनाइड सांद्रतालाई बढी हाइड्रोजन पेरोक्साइड चाहिन्छ। यदि हाइड्रोजन पेरोक्साइडको मात्रा अपर्याप्त छ भने, साइनाइडको अक्सिडेशन अपूर्ण हुनेछ, जसको परिणामस्वरूप प्रशोधित फोहोर पानी मापदण्डहरू पूरा गर्दैन। यसको विपरीत, धेरै हाइड्रोजन पेरोक्साइड थप्दा उपचार लागत मात्र बढ्दैन तर अतिरिक्त हटाउनको लागि थप जटिल पोस्ट-ट्रीटमेन्ट पनि आवश्यक पर्दछ। त्यसकारण, फोहोर पानीमा साइनाइडको सांद्रता सही रूपमा निर्धारण गर्नु र हाइड्रोजन पेरोक्साइडको मात्रा उचित रूपमा समायोजन गर्नु कुशल उपचारको लागि आवश्यक छ।

खानी उद्योगमा केस स्टडी

सुन खानी सञ्चालनमा, सुन निकासी प्रक्रियामा ठूलो मात्रामा सोडियम साइनाइड प्रयोग गरिन्छ, जसले गर्दा साइनाइडयुक्त फोहोर पानीको ठूलो मात्रा उत्पादन हुन्छ। खानीले हाइड्रोजन पेरोक्साइड-आधारित उपचार प्रक्रिया अपनायो। पहिले, फोहोर पानीलाई ठूलो भण्डारण ट्याङ्कीमा सङ्कलन गरियो। फोहोर पानीको pH लाई चुना प्रयोग गरेर ९ मा समायोजन गरियो। त्यसपछि, मिटरिङ पम्प मार्फत फोहोर पानीमा ३५% हाइड्रोजन पेरोक्साइड थपियो। फोहोर पानीमा साइनाइडको सांद्रताको आधारमा थप रकम गणना गरिएको थियो, पूर्ण अक्सिडेशन सुनिश्चित गर्न थोरै मात्रामा।

फोहोर पानीलाई मेकानिकल एजिटेटर प्रयोग गरेर ८ घण्टासम्म मिसाइएको थियो। यस अवधिमा, प्रतिक्रिया प्रणालीको तापक्रम शीतलन र तताउने प्रणाली मार्फत लगभग ३५ डिग्री सेल्सियसमा कायम राखिएको थियो। प्रतिक्रिया पछि, अवशिष्ट हाइड्रोजन पेरोक्साइडलाई विघटन गर्न सोडियम सल्फाइट थपिएको थियो। त्यसपछि प्रशोधित फोहोर पानीलाई ठोस-तरल विभाजनको लागि अवसादन ट्याङ्कीमा पठाइएको थियो। सुपरनेटेन्टको विश्लेषण गरिएको थियो, र परिणामहरूले देखाए कि प्रशोधित फोहोर पानीमा साइनाइड सांद्रता ५०० मिलीग्राम/लिटरको प्रारम्भिक मानबाट घटेर ०.५ मिलीग्राम/लिटर भन्दा कम भएको थियो, जसले स्थानीय वातावरणीय डिस्चार्ज मापदण्डहरू पूरा गर्दछ। यो केसले वास्तविक-विश्व औद्योगिक सेटिङमा हाइड्रोजन पेरोक्साइड उपचार प्रक्रियाको प्रभावकारिता देखाउँछ।

निष्कर्ष

सोडियम साइनाइड फोहोर पानीको हाइड्रोजन पेरोक्साइड उपचार औद्योगिक उत्पादनमा एक व्यवहार्य र प्रभावकारी विधि हो। प्रतिक्रिया सिद्धान्तहरू बुझेर, प्रक्रिया प्रवाहलाई अनुकूलन गरेर, र pH, तापक्रम, र अभिकर्मक खुराक जस्ता प्रमुख कारकहरू नियन्त्रण गरेर, साइनाइड युक्त फोहोर पानीको उच्च-गुणस्तरको उपचार प्राप्त गर्न सकिन्छ। यद्यपि, स्थिर उपचार दक्षता र वातावरणीय नियमहरूको अनुपालन सुनिश्चित गर्न उत्पादन प्रक्रियाको क्रममा निरन्तर अनुगमन र समायोजन आवश्यक छ। वातावरणीय आवश्यकताहरू बढ्दो रूपमा कडा हुँदै जाँदा, सोडियम साइनाइड फोहोर पानीको लागि हाइड्रोजन पेरोक्साइड उपचार विधिले पारिस्थितिक वातावरणको संरक्षणमा अझ महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्ने अपेक्षा गरिएको छ।