Studiu privind tratarea apei acide reziduale cupru-arsenic cu hidrosulfură de sodiu în loc de sulfură de sodiu

Introducere

Cercetările indică faptul că tratarea cuprului și a acidului rezidual care conține arsenic utilizează un proces care implică precipitarea sulfurilor, urmată de adăugarea de gips și neutralizarea electrochimică, conducând în cele din urmă la o descărcare stabilă care îndeplinește standardele de reglementare. În etapa de precipitare a sulfurilor, a sulfură de sodiu soluția cu o concentrație de masă de 26% este adăugată automat la cupru și acid rezidual care conține arsenic în condiții specifice de aciditate, rezultând formarea precipitatelor de CuS și As2S3 pentru a elimina ionii de cupru și arsen din faza lichidă. În producția efectivă, soluția de sulfură de sodiu conține niveluri relativ ridicate de impurități insolubile, iar atunci când este expusă la aer, se oxidează treptat pentru a forma tiosulfat. În plus, are o temperatură ridicată de cristalizare, printre alte dezavantaje. Prin urmare, găsirea unui nou agent sulfurat care să înlocuiască sulfura de sodiu ar fi de o importanță semnificativă.

Hidrosulfură de sodiu solidă

Principiul procesului

Constrâns de procesul existent de absorbție a excesului de H2S, tratarea cuprului și a acidului rezidual care conține arsenic folosind Hidrosulfură de sodiu se desfășoară pe baza echipamentelor actuale și a fluxului de proces al acidului rezidual și al apelor uzate ale atelierului de acid sulfuric. Această metodă utilizează o soluție mixtă de hidrosulfură de sodiu și sulfură de sodiu pentru tratament.

Procesul de flux

Figura 1 ilustrează diagrama fluxului procesului pentru tratarea cuprului și a acidului rezidual care conține arsenic folosind hidrosulfură de sodiu. Soluția reziduală de acid, după îndepărtarea SO2 din turnul de stripare, intră de sus în rezervorul de reacție cu hidrosulfură de sodiu. O soluție mixtă de hidrosulfură de sodiu și sulfură de sodiu este adăugată din fundul rezervorului de reacție. În condiții acide, se generează gaz H2S și se ridică treptat, reacționând cu cuprul și arsenul de sus în jos pentru a forma precipitate de CuS și As2S3. Aceste precipitate se revarsă apoi în agentul de îngroșare de cupru pentru sedimentare. Supernatantul este trimis la procesul de tratare a ghipsului, în timp ce nămolul de jos este deshidratat într-un filtru presă înainte de a fi trimis pentru prelucrare ulterioară. O cantitate mică de H2S nereacționat este extrasă printr-o conductă de presiune negativă către turnul de detoxifiere, unde este absorbită de soluția mixtă circulantă de hidrosulfură de sodiu și sulfură de sodiu, asigurându-se că respectă standardele de descărcare.

Metoda experimentală

Se adoptă un mod de producție continuă, restul proceselor și parametrilor de control rămânând neschimbați. Hidrosulfura de sodiu reacționează mai repede decât sulfura de sodiu; dacă concentrația este relativ mare, se generează rapid o cantitate mare de hidrogen sulfurat (H2S) în condiții acide. În afară de reacția cu o parte din cuprul și arsenul din acidul rezidual, hidrogenul sulfurat relativ excesiv va scăpa de suprafața lichidului din cauza agitației paletei de agitare și va fi extras prin presiune negativă în turnul de detoxifiere. Procesul existent folosește sulfura de sodiu pentru a absorbi excesul de hidrogen sulfurat generat în timpul reacției cu sulfură (Na2S + H2S = 2NaHS). După utilizarea de probă a hidrosulfurei de sodiu, rezervorul de stocare a sulfurei de sodiu conține hidrosulfură de sodiu, ceea ce îi reduce capacitatea de a absorbi excesul de hidrogen sulfurat. Pentru a preveni absorbția incompletă a hidrogenului sulfurat, care ar putea duce la emisii neconforme din turnul de detoxifiere, în rezervorul de stocare de sulfură de sodiu se adaugă apă (condens din aburul de încălzire al rezervorului de sulfură de sodiu) în timpul perioadei de probă pentru a menține concentrația soluției mixte de sulfură de sodiu și hidrosulfură de sodiu la aproximativ 15%.

Concluzie

1. După utilizarea unei soluții mixte de hidrosulfură de sodiu și sulfură de sodiu, costul reactivului pentru tratarea unui metru cub de acid rezidual este redus la 52.5% din cel al sulfurei de sodiu pură, rezultând beneficii economice semnificative.

2. Utilizarea soluției mixte de hidrosulfură de sodiu și sulfură de sodiu nu a afectat indicatorii de descărcare ai atelierului; standardele de evacuare a apelor uzate rămân stabile și conforme.

3. Datorită utilizării mixte de sulfură de sodiu și hidrosulfură de sodiu și cu procesul de detoxifiere existent neschimbat, nu au existat cazuri de nerespectare a emisiilor din turnul de detoxifiere.