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 resíduos ácidos contendo cobre e arsênio emprega um processo que envolve a precipitação de sulfeto, seguida da adição de gesso e neutralização eletroquímica, resultando em uma descarga estável que atende aos padrões regulatórios. Na etapa de precipitação de sulfeto, uma solução de sulfeto de sódio com concentração de 26% é adicionada automaticamente aos resíduos ácidos contendo cobre e arsênio sob condições específicas de acidez, resultando na formação de precipitados de CuS e As₂S₃ para remover os 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-se gradualmente formando tiossulfato. Além disso, apresenta 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

Devido às limitações do processo de absorção de H2S existente, o tratamento de resíduos ácidos contendo cobre e arsênio utilizando hidrossulfeto de sódio é realizado com base nos equipamentos e fluxogramas de processo atuais 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.