Elektrolytisk oksidasjonsprosess for behandling av natriumcyanidavløpsvann

Introduksjon

Cyanidholdig avløpsvann, spesielt det som er utvunnet fra natriumcyanid , er et stort miljøproblem. Slikt avløpsvann er svært giftig og stammer hovedsakelig fra industrier som galvanisering, gassproduksjon, koks, metallurgi, metallbearbeiding, kjemisk fiber, plast, plantevernmidler og kjemisk industri. I vann er det ustabilt og utsatt for nedbrytning. Både uorganiske og organiske cyanider er ekstremt giftige stoffer. For eksempel er den dødelige dosen av cyanid for menneskekroppen 0.18 g, og den for kaliumcyanid er 0.12 g. I tillegg varierer den dødelige konsentrasjonen av cyanid for fisk i vann fra 0.04–0.1 mg/L. Som et resultat er det et presserende behov for effektive behandlingsmetoder for å redusere den skadelige effekten på miljøet og menneskers helse.

Grunnleggende om elektrolytisk oksidasjon for cyanidholdig avløpsvann

Den elektrolytiske oksidasjonsprosessen for behandling av natriumcyanid-avløpsvann fungerer etter prinsippet om å bruke en elektrisk strøm til å drive kjemiske reaksjoner ved anoden og katoden, og dermed omdanne cyanidet i avløpsvannet til mindre skadelige stoffer. I denne prosessen gjennomgår både enkel cyanid og kompleks cyanid i avløpsvannet elektrolyse.

Anodereaksjoner

• For enkel cyanid : Under den første reaksjonstrinnet ved anoden reagerer enkel cyanid kraftig med andre stoffer i avløpsvannet for å danne en mindre giftig forbindelse. I den påfølgende andre fasen skjer to reaksjoner. Den ene reaksjonen bryter videre ned denne forbindelsen til karbondioksid , nitrogen og vann. Den andre reaksjonen resulterer i generering av ammonium.

• For koordinasjonscyanid (med kobberholdig kompleks som eksempel) : Når koordinasjonscyanid, i likhet med kobberholdige komplekser, når anoden, reagerer det og danner kobberioner og en annen mindre giftig forbindelse. Når bordsalt tilsettes det elektrolytiske mediet, finner det sted ytterligere reaksjoner. Kloridioner fra saltet oksideres og danner naserende klor. Dette naserende kloret reagerer deretter med cyanid og andre stoffer i avløpsvannet for å bryte ned cyanidforbindelsene til mindre skadelige produkter, inkludert karbondioksid, nitrogen og kloridioner.

Katodereaksjoner

Ved katoden tar hydrogenioner opp elektroner og danner hydrogengass. For metallholdige cyanidkomplekser, som de med kobber, tar kobberioner opp elektroner og kan avsettes som kobbermetall. Under visse forhold kan kobberioner også reagere med hydroksidioner for å danne kobberhydroksidbunnfall.

Viktige hensyn i den elektrolytiske oksidasjonsprosessen

• Elektrodematerialer : Valg av elektrodematerialer er avgjørende. I mange tilfeller kan bløtt stål brukes som katodemateriale. Anoder må imidlertid tåle det tøffe elektrokjemiske miljøet. Dimensjonsstabile anoder (DSA), som er laget av edelmetalloksider og produsert av flere selskaper, er godt egnet for denne applikasjonen. Grafitt kan også tjene som anodemateriale, men det har ulempen at det gradvis forbrukes under elektrolyseprosessen.

• Temperaturkontroll : Temperaturen på avløpsvæsken under elektrolyse må reguleres nøye. Den bør generelt holdes under 25 °C. Hvis temperaturen stiger for høyt, vil kloret som produseres fra oksidasjonen av kloridioner i det tilsatte saltet, slippe ut før det kan reagere med cyanidet, og dermed redusere effektiviteten til cyaniddestruksjonsprosessen.

• Tilsetning av kloridioner : Tilsetning av kloridioner til avløpsvannet kan forbedre den elektrolytiske oksidasjonen av cyanid. Vanligvis er det tilstrekkelig å tilsette 1–2 g/l kloridioner. I noen tilfeller har det vist seg at tilsetning av vanlig salt (natriumklorid) i en konsentrasjon på 25 g per liter til avløpsvæsken effektivt bidrar til den elektrolytiske destruksjonen av cyanid.

Fordeler med elektrolytisk oksidasjonsprosess

• Høy effektivitet for avløpsvann med høy konsentrasjon : Den elektrolytiske oksidasjonsprosessen er spesielt effektiv for behandling av avløpsvann med høy konsentrasjon av cyanid, slik som det som finnes i gullgruver. Den kan redusere cyanidkonsentrasjonen i avløpsvannet betydelig.

• In-situ-generering av reaktive forbindelser : Under elektrolyse genereres reaktive forbindelser som nascent klor i systemet. Dette eliminerer behovet for ekstern tilsetning av potensielt farlige og dyre oksidasjonsmidler i store mengder.

• Fleksibilitet : Prosessen kan justeres i henhold til den spesifikke sammensetningen av avløpsvannet. Ved å kontrollere parametere som strømtetthet, spenning og tilsetning av visse salter, kan den elektrolytiske oksidasjonsprosessen optimaliseres for ulike typer cyanidholdig avløpsvann, enten de inneholder enkle eller komplekse cyanidforbindelser.

Konklusjon

Den elektrolytiske oksidasjonsprosessen tilbyr en lovende løsning for behandling av natriumcyanidavløpsvann . Ved å forstå de kjemiske reaksjonene som skjer ved anoden og katoden, nøye velge elektrodematerialer, kontrollere temperaturen og tilsette passende mengder kloridioner, kan denne metoden effektivt fjerne cyanidforurensning fra avløpsvann. Etter hvert som industrien fortsetter å søke etter mer bærekraftige og effektive måter å håndtere avfallet sitt på, vil den elektrolytiske oksidasjonsprosessen sannsynligvis få mer utbredt anvendelse i behandling av cyanidholdig avløpsvann. Imidlertid er det fortsatt behov for ytterligere forskning og utvikling for å forbedre prosessen, redusere kostnader og forbedre den generelle effektiviteten og miljøvennligheten.