Proces okysľovania odpadovej vody kyanidom sodným a ťažkými kovmi

úvod

Odpadová voda obsahujúca kyanidy vzniká z rôznych priemyselných procesov, ako je ťažba zlata, galvanické pokovovanie a chemická výroba. Vzhľadom na vysokú toxicitu kyanidNesprávne vypúšťanie týchto odpadových vôd môže spôsobiť vážne znečistenie životného prostredia a poškodenie ľudského zdravia. Preto sa čistenie a zhodnocovanie zdrojov odpadových vôd obsahujúcich kyanidy stali kľúčovými otázkami. Medzi metódami čistenia... Obnova okysľovania of Kyanid sodný a ťažkých kovov je široko používaný a účinný prístup, ktorý nielen znižuje environmentálne riziko, ale tiež umožňuje recykláciu cenných zdrojov.

Princíp regenerácie acidifikácie

Premena kyanidu na kyanovodík (HCN)

V procese okysľovania sa do odpadovej vody obsahujúcej kyanidy pridávajú silné kyseliny, ako je kyselina sírová. V kyslých podmienkach sa voľné kyanidové ióny v odpadovej vode transformujú na kyanovodík (HCN). Kyanovodík je prchavá zlúčenina. Keď sa pH odpadovej vody upraví na nízku hodnotu, zvyčajne pod 2, reakcia bude pravdepodobnejšie pokračovať, čo uľahčí premenu kyanidových iónov na plynný HCN.

Získanie kyanidu sodného

Vytvorený plynný HCN sa potom zavádza do alkalickej absorpčnej veže. Vo vnútri veže reaguje s roztokom hydroxidu sodného (NaOH). Počas reakcie... kyanid sodný V absorpčnom roztoku sa tvorí a hromadí (NaCN). Keď koncentrácia NaCN v roztoku dosiahne približne 10 % – 12 %, môže sa recyklovať a opätovne použiť v príslušných priemyselných procesoch, ako je napríklad lúhovanie pri ťažbe zlata.

Uvoľňovanie a zrážanie ťažkých kovov

Okrem voľného kyanidu odpadová voda často obsahuje komplexy ťažkých kovov a kyanidov, ako sú meď a zinok. V kyslom prostredí sa tieto komplexy rozkladajú. Po uvoľnení iónov ťažkých kovov môžu za určitých podmienok tvoriť nerozpustné soli a zrážať sa. Napríklad úprava hodnoty pH alebo pridanie určitých zrážacích činidiel môže spôsobiť tvorbu zrazenín iónov medi.

Procesné kroky

Krok 1: Predčistenie odpadových vôd

Odpadová voda s vysokou koncentráciou alkalického kyanidu najprv prechádza parným výmenníkom tepla, kde sa reguluje jej teplota. Teplota sa zvyčajne udržiava v rozmedzí 20 – 25 °C. Táto regulácia teploty pomáha optimalizovať následnú reakčnú rýchlosť a zabezpečuje stabilitu procesu. Koncentrácia kyanidu vo vysoko koncentrovanej odpadovej vode sa vo všeobecnosti pohybuje od 5000 5500 do 10.5 12.5 ppm a hodnota pH je medzi XNUMX – XNUMX.

Krok 2: Okyslenie

Predčistená odpadová voda sa privádza do okysľovacej rozprašovacej veže s určitým prietokom, napríklad 2 m³/h. Potom sa pridá koncentrovaná kyselina sírová. Množstvo pridanej kyseliny sírovej sa upravuje podľa charakteristík odpadovej vody, zvyčajne 25 – 30 kg/m³, aby sa hodnota pH odpadovej vody znížila na menej ako 2. Teplo uvoľnené počas pridávania kyseliny sírovej môže urýchliť reakciu, čo uľahčuje premenu voľných kyanidových iónov v odpadovej vode na prchavý HCN.

Krok 3: Generovanie a separácia HCN

V silne kyslom prostredí okysľovacej rozprašovacej veže sa podporuje premena kyanidu na HCN. Vzniknutý plynný HCN je potom odsávaný vákuovým odstredivým ventilátorom a vstupuje do ďalšieho stupňa – veže na absorpciu alkálií. Zároveň sa s klesajúcou hodnotou pH začnú meniť niektoré ióny ťažkých kovov v odpadovej vode. Napríklad môže klesnúť koncentrácia iónov medi v odpadovej vode a niektoré ťažké kovy začnú tvoriť zrazeniny.

Krok 4: Absorpcia a regenerácia kyanidu sodného

Plynný HCN vstupuje do alkalickej absorpčnej veže a je absorbovaný 20 % – 30 % roztokom NaOH. Alkalická absorpčná kvapalina vo veži sa recykluje a počas procesu recyklácie sa používa ventilátor, ktorý zabezpečuje opakovanú absorpciu plynného HCN. Ako absorpčná reakcia pokračuje, koncentrácia NaCN v absorpčnej kvapaline sa postupne zvyšuje. Keď koncentrácia NaCN dosiahne 10 % – 12 %, môže sa vrátiť do procesu lúhovania na opätovné použitie, čím sa dosiahne výťažnosť. Kyanid sodný.

Krok 5: Zrážanie a separácia ťažkých kovov

V prípade odpadovej vody po uvoľnení HCN, keďže niektoré komplexy ťažkých kovov s kyanidom sa rozložili v kyslých podmienkach, je možné vykonať ďalšie čistenie na vyzrážanie ťažkých kovov. Napríklad úpravou hodnoty pH odpadovej vody na zásaditý rozsah sa môžu vytvoriť hydroxidy ťažkých kovov, ktoré sa vyzrážajú. Na oddelenie vyzrážaných ťažkých kovov od odpadovej vody je potom možné použiť metódy separácie tuhých látok a kvapalín, ako je filtrácia alebo sedimentácia, čím sa dosiahne odstránenie a regenerácia ťažkých kovov.

Výhody metódy obnovy okyslením

Recyklácia zdrojov

Metóda okysľovania dokáže účinne získať kyanid sodný z odpadovej vody obsahujúcej kyanid, ktorý sa môže opätovne použiť v príslušných priemyselných procesoch, čím sa znižuje spotreba nového kyanidu sodného a znižujú sa výrobné náklady. Zároveň sa dajú získať aj ťažké kovy, čím sa odpad premení na cenné zdroje.

Náklady – efektívnosť

V porovnaní s niektorými inými metódami čistenia, ktoré sa zameriavajú iba na ničenie kyanidov, metóda okyslenia odpadových vôd nielen čistí, ale aj získava cenné látky. Hoci vyžaduje spotrebu kyselín a zásad, hodnota získaného kyanidu sodného a ťažkých kovov môže kompenzovať časť nákladov na čistenie, čím sa celkové čistenie z dlhodobého hľadiska stáva nákladovo efektívnejším.

Šetrnosť k životnému prostrediu

Znovuzískaním kyanidu sodného a ťažkých kovov sa výrazne znižuje množstvo znečisťujúcich látok v odpadovej vode. Vyčistená odpadová voda má nižší obsah kyanidu a ťažkých kovov, čo je priaznivejšie pre následné vypúšťanie alebo ďalšie čistenie, čím sa znižuje negatívny vplyv na životné prostredie.

Spotreba v procese regenerácie acidifikácie

Spotreba pri metóde okysľovania odpadových vôd obsahujúcich kyanidy zahŕňa najmä kyselinu sírovú, hydroxid sodný (NaOH), vápno a elektrinu. V zime je potrebné odpadovú vodu predhrievať, takže sa spotrebúva aj para.

1. Spotreba kyseliny

• Premena kyanidu na HCNMnožstvo kyseliny sírovej potrebné na premenu kyanidu v odpadovej vode na HCN závisí od koncentrácie kyanidu v odpadovej vode. Napríklad na úpravu 1 m³ odpadovej vody s koncentráciou kyanidu 5000 ppm je potrebné určité množstvo kyseliny sírovej.

• Okyslenie odpadových vôdOkrem kyseliny na konverziu kyanidu sa používa aj ďalšia kyselina na úpravu odpadovej vody na správnu úroveň kyslosti. Dôležitým faktorom je množstvo potrebné na zníženie pH pod 2.

• Reakcia s alkáliami v odpadovej vodeV odpadovej vode sa môžu nachádzať niektoré alkalické látky, ktoré reagujú s kyselinou sírovou, ale vo všeobecnosti je táto spotreba relatívne malá v porovnaní s množstvami použitými na konverziu kyanidu a okyslenie.

• Reakcia s uhličitanom v odpadeAk majú suroviny obsahujúce kyanidy vysokú UhlíkPri obsahu kyseliny, napríklad v niektorých kyanidových zvyškových suspenziách, uhličitan reaguje s kyselinou za vzniku oxidu uhličitého. V takýchto prípadoch sa spotreba kyseliny sírovej výrazne zvýši a tieto materiály nemusia byť ideálne na spracovanie metódou kyslého získavania.

2. Spotreba alkáliíV alkalickej absorpčnej veži sa používa lúh sodný (NaOH) na absorpciu HCN a tvorbu NaCN. Množstvo spotrebovaného NaOH súvisí s množstvom vytvoreného HCN a účinnosťou absorpcie.

3. Spotreba vápnaV niektorých prípadoch sa vápno môže použiť pri následnej úprave odpadových vôd, napríklad na úpravu hodnoty pH pri zrážaní ťažkých kovov. Potrebné množstvo vápna závisí od typu a koncentrácie ťažkých kovov v odpadových vodách a od požadovaného rozsahu úpravy pH.

4. Spotreba elektriny a paryElektrinu v tomto procese spotrebúvajú zariadenia ako čerpadlá, ventilátory a vákuové odstredivé ventilátory. V zime sa pri predhrievaní odpadovej vody spotrebúva para na zvýšenie teploty na vhodnú úroveň pre reakciu.

Záver

Metóda okysľovania odpadových vôd obsahujúcich kyanidy za účelom získania kyanidu sodného a ťažkých kovov je komplexná a účinná technológia čistenia. Dodržiavaním špecifických procesných krokov dokáže nielen odstrániť toxické kyanidy a ťažké kovy z odpadových vôd, ale aj recyklovať cenné zdroje. Hoci proces predstavuje určitú spotrebu materiálu a energie, vzhľadom na jeho environmentálne a ekonomické výhody má široké uplatnenie pri čistení odpadových vôd obsahujúcich kyanidy. V skutočnej prevádzke je však potrebné prijať prísne bezpečnostné opatrenia kvôli toxicite plynu HCN. Zároveň je potrebná neustála optimalizácia procesných parametrov na zlepšenie účinnosti získavania a zníženie nákladov.