Estudo sobre o tratamento de águas residuais ácidas de cobre-arsênio com hidrossulfeto de sódio em vez de sulfeto de sódio

Introdução

Pesquisas indicam que o tratamento de ácido residual contendo cobre e arsênio emprega um processo que envolve precipitação de sulfeto, seguido por adição de gesso e neutralização eletroquímica, levando finalmente a uma descarga estável que atende aos padrões regulatórios. Na etapa de precipitação de sulfeto, um sulfeto de sódio solução com uma concentração de massa de 26% é automaticamente adicionada ao ácido residual contendo cobre e arsênio sob condições específicas de acidez, resultando na formação de precipitados de CuS e As2S3 para remover íons de cobre e arsênio da fase líquida. Na produção real, a solução de sulfeto de sódio contém níveis relativamente altos de impurezas insolúveis e, quando exposta ao ar, oxida gradualmente para formar tiossulfato. Além disso, tem uma alta temperatura de cristalização, entre outras desvantagens. Portanto, encontrar um novo agente de sulfeto para substituir o sulfeto de sódio seria de grande importância.

Hidrossulfeto de Sódio Sólido

Princípio do Processo

Limitado pelo processo de absorção de excesso de H2S existente, o tratamento de resíduos ácidos contendo cobre e arsênio usando Hidrossulfeto de sódio é conduzido com base no equipamento atual e no fluxo do processo de ácido residual e águas residuais da oficina de ácido sulfúrico. Este método emprega uma solução mista de hidrossulfeto de sódio e sulfeto de sódio para o tratamento.

Process Flow

A Figura 1 ilustra o diagrama de fluxo do processo para o tratamento de ácido residual contendo cobre e arsênio usando hidrossulfeto de sódio. A solução ácida residual, após a remoção de SO2 na torre de stripping, entra no tanque de reação de hidrossulfeto de sódio pelo topo. Uma solução mista de hidrossulfeto de sódio e sulfeto de sódio é adicionada pelo fundo do tanque de reação. Sob condições ácidas, o gás H2S é gerado e sobe gradualmente, reagindo com cobre e arsênio de cima para baixo para formar precipitados de CuS e As2S3. Esses precipitados então transbordam para o espessador de cobre para sedimentação. O sobrenadante é enviado para o processo de tratamento de gesso, enquanto o lodo de fundo é desidratado em uma prensa de filtro antes de ser enviado para processamento posterior. Uma pequena quantidade de H2S não reagido é retirada por um tubo de pressão negativa para a torre de desintoxicação, onde é absorvida pela solução mista circulante de hidrossulfeto de sódio e sulfeto de sódio, garantindo que atenda aos padrões de descarga.

Método experimental

Um modo de produção contínua é adotado, com outros processos e parâmetros de controle permanecendo inalterados. O hidrossulfeto de sódio reage mais rápido do que o sulfeto de sódio; se a concentração for relativamente alta, uma grande quantidade de sulfeto de hidrogênio (H2S) é gerada rapidamente sob condições ácidas. Além de reagir com parte do cobre e arsênio no ácido residual, o sulfeto de hidrogênio relativamente excessivo escapará da superfície do líquido devido à agitação da pá de agitação e será retirado por pressão negativa para a torre de desintoxicação. O processo existente usa sulfeto de sódio para absorver o excesso de sulfeto de hidrogênio gerado durante a reação do sulfeto (Na2S + H2S = 2NaHS). Após o uso experimental do hidrossulfeto de sódio, o tanque de armazenamento de sulfeto de sódio contém algum hidrossulfeto de sódio, o que reduz sua capacidade de absorver o excesso de sulfeto de hidrogênio. Para evitar a absorção incompleta de sulfeto de hidrogênio, o que poderia levar a emissões não conformes da torre de desintoxicação, água (condensado do vapor de aquecimento do tanque de armazenamento de sulfeto de sódio) é adicionada ao tanque de armazenamento de sulfeto de sódio durante o período de teste para manter a concentração da solução mista de sulfeto de sódio e hidrossulfeto de sódio em aproximadamente 15%.

Conclusão

1. Após usar uma solução mista de hidrossulfeto de sódio e sulfeto de sódio, o custo do reagente para tratar um metro cúbico de ácido residual é reduzido para 52.5% daquele do sulfeto de sódio puro, resultando em benefícios econômicos significativos.

2. O uso da solução mista de hidrossulfeto de sódio e sulfeto de sódio não afetou os indicadores de descarga da oficina; os padrões de descarga de águas residuais permanecem estáveis ​​e em conformidade.

3. Devido ao uso misto de sulfeto de sódio e hidrossulfeto de sódio, e com o processo existente da torre de desintoxicação inalterado, não houve casos de não conformidade nas emissões da torre de desintoxicação.