Elektrolytický oxidačný proces na čistenie odpadovej vody z kyanidu sodného

úvod

Odpadové vody obsahujúce kyanidy, najmä tie, ktoré pochádzajú z Kyanid sodný, je závažným environmentálnym problémom. Takáto odpadová voda je vysoko toxická a pochádza najmä z odvetví, ako je galvanické pokovovanie, výroba plynu, koksovanie, hutníctvo, spracovanie kovov, výroba chemických vlákien, plastov, pesticídov a chemický priemysel. Vo vode je nestabilná a náchylná na rozklad. Anorganické aj organické kyanidy sú extrémne jedovaté látky. Napríklad smrteľná dávka kyanid pre ľudské telo je 0.18 g a kyanidu draselného je 0.12 g. Okrem toho sa smrteľná koncentrácia kyanidu pre ryby vo vode pohybuje od 0.04 do 0.1 mg/l. V dôsledku toho sú naliehavo potrebné účinné metódy čistenia na zmiernenie jeho škodlivého vplyvu na životné prostredie a ľudské zdravie.

Základy elektrolytickej oxidácie odpadových vôd obsahujúcich kyanidy

Proces elektrolytickej oxidácie na liečenie Odpadová voda kyanidu sodného Funguje na princípe použitia elektrického prúdu na vyvolanie chemických reakcií na anóde a katóde, čím sa kyanid v odpadovej vode premieňa na menej škodlivé látky. V tomto procese sa elektrolýzou podrobujú jednoduché aj komplexné kyanidy v odpadovej vode.

Anódové reakcie

• Pre jednoduchý kyanidPočas prvej fázy reakcie na anóde jednoduchý kyanid prudko reaguje s inými látkami v odpadovej vode za vzniku menej toxickej zlúčeniny. V nasledujúcej druhej fáze prebiehajú dve reakcie. Jedna reakcia túto zlúčeninu ďalej rozkladá na Uhlík oxid uhličitý, dusík a voda. Druhá reakcia vedie k tvorbe amoniaku.

• Pre koordinačný kyanid (na príklade komplexu obsahujúceho meď)Keď koordinačný kyanid, podobne ako komplexy obsahujúce meď, dosiahne anódu, reaguje za vzniku iónov medi a ďalšej menej toxickej zlúčeniny. Keď sa do elektrolytického média pridá kuchynská soľ, prebiehajú ďalšie reakcie. Chloridové ióny zo soli sa oxidujú za vzniku vznikajúceho chlóru. Tento vznikajúci chlór potom reaguje s kyanidom a inými látkami v odpadovej vode, čím sa kyanidové zlúčeniny rozkladajú na menej škodlivé produkty vrátane oxidu uhličitého, dusíka a chloridových iónov.

Katódové reakcie

Na katóde vodíkové ióny získavajú elektróny a tvoria plynný vodík. V prípade kyanidových komplexov obsahujúcich kovy, ako sú komplexy s meďou, získavajú ióny medi elektróny a môžu sa usadzovať ako kovová meď. Za určitých podmienok môžu ióny medi reagovať aj s hydroxidovými iónmi za vzniku zrazeniny hydroxidu medi.

Kľúčové aspekty procesu elektrolytickej oxidácie

• Materiály elektródVýber materiálov elektród je kľúčový. V mnohých prípadoch sa ako materiál katódy môže použiť mäkká oceľ. Anódy však musia odolávať drsnému elektrochemickému prostrediu. Na túto aplikáciu sú vhodné rozmerovo stabilné anódy (DSA), ktoré sú vyrobené z oxidov ušľachtilých kovov a vyrába ich niekoľko spoločností. Ako materiál anódy môže slúžiť aj grafit, ale jeho nevýhodou je, že sa počas procesu elektrolýzy postupne spotrebúva.

• regulácia teplotyTeplota odpadovej kvapaliny počas elektrolýzy musí byť starostlivo regulovaná. Vo všeobecnosti by sa mala udržiavať pod 25 °C. Ak teplota príliš stúpne, chlór vznikajúci oxidáciou chloridových iónov v pridanej soli unikne skôr, ako bude môcť reagovať s kyanidom, čím sa zníži účinnosť procesu deštrukcie kyanidu.

• Adícia chloridových iónovPridanie chloridových iónov do odpadovej vody môže zvýšiť elektrolytickú oxidáciu kyanidu. Typicky postačuje pridanie 1 – 2 g/l chloridových iónov. V niektorých prípadoch sa preukázalo, že pridanie kuchynskej soli (chloridu sodného) v koncentrácii 25 g na liter do odpadovej kvapaliny účinne pomáha pri elektrolytickej deštrukcii kyanidu.

Výhody procesu elektrolytickej oxidácie

• Vysoká účinnosť pre vysoko koncentrovanú odpadovú voduProces elektrolytickej oxidácie je obzvlášť účinný na čistenie odpadových vôd s vysokou koncentráciou kyanidov, ako sú tie, ktoré sa nachádzajú v zlatých baniach. Môže výrazne znížiť koncentráciu kyanidov v odpadových vodách.

• In situ generovanie reaktívnych látokPočas elektrolýzy sa v systéme vytvárajú reaktívne látky, ako napríklad vznikajúci chlór. To eliminuje potrebu externého pridávania potenciálne nebezpečných a drahých oxidačných činidiel vo veľkých množstvách.

• flexibilitaProces je možné upraviť podľa špecifického zloženia odpadovej vody. Riadením parametrov, ako je hustota prúdu, napätie a pridávanie určitých solí, je možné optimalizovať proces elektrolytickej oxidácie pre rôzne typy odpadových vôd obsahujúcich kyanidy, či už obsahujú jednoduché alebo komplexné kyanidové zlúčeniny.

Záver

Proces elektrolytickej oxidácie ponúka sľubné riešenie na úpravu kyanid sodný odpadová voda. Pochopením chemických reakcií, ktoré prebiehajú na anóde a katóde, starostlivým výberom materiálov elektród, reguláciou teploty a pridaním vhodného množstva chloridových iónov môže táto metóda účinne odstrániť znečistenie kyanidom z odpadovej vody. Keďže priemyselné odvetvia neustále hľadajú udržateľnejšie a efektívnejšie spôsoby nakladania s odpadom, proces elektrolytickej oxidácie pravdepodobne získa širšie uplatnenie pri čistení odpadovej vody obsahujúcej kyanid. Na zlepšenie procesu, zníženie nákladov a zvýšenie jeho celkovej účinnosti a šetrnosti k životnému prostrediu je však stále potrebný ďalší výskum a vývoj.