వ్యర్థ జలాల నుండి సోడియం సైనైడ్ మరియు భారీ లోహాల ఆమ్లీకరణ పునరుద్ధరణ ప్రక్రియ

పరిచయం

బంగారం తవ్వకం, ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ మరియు రసాయన ఉత్పత్తి వంటి వివిధ పారిశ్రామిక ప్రక్రియల నుండి సైనైడ్ కలిగిన వ్యర్థ జలాలు ఉత్పత్తి అవుతాయి. సైనైడ్ యొక్క అధిక విషపూరిత స్వభావం కారణంగా , ఈ వ్యర్థ జలాలను అక్రమంగా విడుదల చేయడం తీవ్రమైన పర్యావరణ కాలుష్యానికి మరియు మానవ ఆరోగ్యానికి హాని కలిగిస్తుంది. అందువల్ల, సైనైడ్ కలిగిన వ్యర్థ జలాల శుద్ధి మరియు వనరుల పునరుద్ధరణ కీలకమైన సమస్యలుగా మారాయి. శుద్ధి పద్ధతులలో, సోడియం సైనైడ్ మరియు భార లోహాల ఆమ్లీకరణ పునరుద్ధరణ అనేది విస్తృతంగా ఉపయోగించబడే మరియు సమర్థవంతమైన విధానం. ఇది పర్యావరణ ప్రమాదాన్ని తగ్గించడమే కాకుండా, విలువైన వనరుల పునరుపయోగాన్ని కూడా సాధ్యం చేస్తుంది.

ఆమ్లీకరణ పునరుద్ధరణ సూత్రం

సైనైడ్ నుండి హైడ్రోజన్ సైనైడ్ (HCN) కు మార్పిడి

ఆమ్లీకరణ ప్రక్రియలో, సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం వంటి బలమైన ఆమ్లాలు సైనైడ్ కలిగిన మురుగునీటికి జోడించబడతాయి. ఆమ్ల పరిస్థితులలో, మురుగునీటిలోని ఉచిత సైనైడ్ అయాన్లు హైడ్రోజన్ సైనైడ్ (HCN) గా రూపాంతరం చెందుతాయి. హైడ్రోజన్ సైనైడ్ ఒక అస్థిర సమ్మేళనం. మురుగునీటి pH తక్కువ విలువకు, సాధారణంగా 2 కంటే తక్కువగా సర్దుబాటు చేయబడినప్పుడు, ప్రతిచర్య కొనసాగే అవకాశం ఉంది, ఇది సైనైడ్ అయాన్లను HCN వాయువుగా మార్చడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.

సోడియం సైనైడ్ రికవరీ

ఉత్పత్తి అయిన HCN వాయువును ఆల్కలీ అబ్సార్ప్షన్ టవర్‌లోకి పంపిస్తారు. టవర్ లోపల, అది సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ (NaOH) ద్రావణంతో చర్య జరుపుతుంది. చర్య కొనసాగుతున్న కొద్దీ, సోడియం సైనైడ్ (NaCN) ఏర్పడి అబ్సార్ప్షన్ ద్రావణంలో పేరుకుపోతుంది. ద్రావణంలో NaCN గాఢత సుమారు 10% - 12%కి చేరినప్పుడు, దానిని రీసైకిల్ చేసి, బంగారం తవ్వకంలో లీచింగ్ ప్రక్రియ వంటి సంబంధిత పారిశ్రామిక ప్రక్రియలలో తిరిగి ఉపయోగించుకోవచ్చు.

భారీ లోహాల విడుదల మరియు అవపాతం

ఉచిత సైనైడ్‌తో పాటు, మురుగునీటిలో తరచుగా రాగి మరియు జింక్ వంటి భారీ లోహాలు మరియు సైనైడ్‌ల సముదాయాలు ఉంటాయి. ఆమ్ల పరిస్థితులలో, ఈ సముదాయాలు విచ్ఛిన్నమవుతాయి. భారీ లోహ అయాన్లు విడుదలైన తర్వాత, అవి కరగని లవణాలను ఏర్పరుస్తాయి మరియు నిర్దిష్ట పరిస్థితులలో అవక్షేపించబడతాయి. ఉదాహరణకు, pH విలువను సర్దుబాటు చేయడం లేదా కొన్ని అవక్షేపణ కారకాలను జోడించడం వలన రాగి అయాన్లు అవక్షేపణలను ఏర్పరుస్తాయి.

ప్రాసెస్ స్టెప్స్

దశ 1: మురుగునీటి ముందస్తు శుద్ధి

ఆల్కలీన్ సైనైడ్ కలిగిన అధిక సాంద్రత కలిగిన మురుగునీరు మొదట దాని ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రించడానికి ఆవిరి ఉష్ణ వినిమాయకం ద్వారా వెళుతుంది. సాధారణంగా, ఉష్ణోగ్రత 20 - 25°C పరిధిలో ఉంచబడుతుంది. ఈ ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ తదుపరి ప్రతిచర్య రేటును ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి సహాయపడుతుంది మరియు ప్రక్రియ యొక్క స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారిస్తుంది. అధిక సాంద్రత కలిగిన మురుగునీటిలో సైనైడ్ సాంద్రత సాధారణంగా 5000 - 5500 ppm వరకు ఉంటుంది మరియు pH విలువ 10.5 - 12.5 మధ్య ఉంటుంది.

దశ 2: ఆమ్లీకరణ

ముందుగా శుద్ధి చేసిన మురుగునీటిని ఒక నిర్దిష్ట ప్రవాహం రేటుతో ఆమ్లీకరణ స్ప్రే టవర్‌లోకి పంపిస్తారు, ఉదాహరణకు, 2 m³/h. తరువాత, సాంద్రీకృత సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం జోడించబడుతుంది. మురుగునీటి లక్షణాల ప్రకారం జోడించిన సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం మొత్తాన్ని సర్దుబాటు చేస్తారు, సాధారణంగా 25 - 30 kg/m³, వ్యర్థనీటి pH విలువను 2 కంటే తక్కువకు తగ్గిస్తుంది. సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం కలిపేటప్పుడు విడుదలయ్యే వేడి ప్రతిచర్యను వేగవంతం చేస్తుంది, మురుగునీటిలోని ఉచిత సైనైడ్ అయాన్లు అస్థిర HCNగా మారడాన్ని సులభతరం చేస్తుంది.

దశ 3: HCN జనరేషన్ మరియు సెపరేషన్

ఆమ్లీకరణ స్ప్రే టవర్ యొక్క బలమైన ఆమ్ల వాతావరణంలో, సైనైడ్ HCN గా మారడం ప్రోత్సహించబడుతుంది. ఏర్పడిన HCN వాయువును వాక్యూమ్ సెంట్రిఫ్యూగల్ ఫ్యాన్ ద్వారా లాగబడుతుంది మరియు తదుపరి దశకు ప్రవేశిస్తుంది - క్షార శోషణ టవర్. అదే సమయంలో, pH విలువ తగ్గినప్పుడు, మురుగునీటిలో కొన్ని భారీ లోహ అయాన్లు మారడం ప్రారంభిస్తాయి. ఉదాహరణకు, మురుగునీటిలో రాగి అయాన్ల సాంద్రత తగ్గవచ్చు మరియు కొన్ని భారీ లోహాలు అవక్షేపాలను ఏర్పరచడం ప్రారంభిస్తాయి.

దశ 4: సోడియం సైనైడ్ శోషణ మరియు పునరుద్ధరణ

HCN వాయువు క్షార శోషణ టవర్‌లోకి ప్రవేశించి, 20% - 30% NaOH ద్రావణం ద్వారా శోషించబడుతుంది. టవర్‌లోని క్షార శోషణ ద్రవం పునఃచక్రీయం చేయబడుతుంది, మరియు ఈ పునఃచక్రీయ ప్రక్రియలో, HCN వాయువు పదేపదే శోషించబడేలా చూడటానికి ఒక ఫ్యాన్‌ను ఉపయోగిస్తారు. శోషణ చర్య కొనసాగుతున్న కొద్దీ, శోషణ ద్రవంలో NaCN గాఢత క్రమంగా పెరుగుతుంది. NaCN గాఢత 10% - 12%కి చేరినప్పుడు, దానిని పునర్వినియోగం కోసం లీచింగ్ ప్రక్రియకు తిరిగి పంపవచ్చు, తద్వారా సోడియం సైనైడ్ పునరుద్ధరణ సాధించబడుతుంది.

దశ 5: భారీ లోహ అవపాతం మరియు విభజన

HCN విడుదలైన తర్వాత వచ్చే మురుగునీటి కోసం, కొన్ని భారీ లోహాలు - సైనైడ్ కాంప్లెక్స్‌లు ఆమ్ల పరిస్థితులలో విచ్ఛిన్నం చేయబడినందున, భారీ లోహాలను అవక్షేపించడానికి మరింత శుద్ధి చేయవచ్చు. ఉదాహరణకు, వ్యర్థ జలాల pH విలువను ఆల్కలీన్ పరిధికి సర్దుబాటు చేయడం వలన అవక్షేపించబడే భారీ లోహ హైడ్రాక్సైడ్‌లు ఏర్పడతాయి. అప్పుడు, వడపోత లేదా అవక్షేపణ వంటి ఘన - ద్రవ విభజన పద్ధతులను ఉపయోగించి అవక్షేపించబడిన భారీ లోహాలను వ్యర్థ జలాల నుండి వేరు చేయవచ్చు, భారీ లోహాల తొలగింపు మరియు పునరుద్ధరణను సాధించవచ్చు.

ఆమ్లీకరణ పునరుద్ధరణ పద్ధతి యొక్క ప్రయోజనాలు

రిసోర్స్ రీసైక్లింగ్

ఆమ్లీకరణ పునరుద్ధరణ పద్ధతి సైనైడ్ కలిగిన మురుగునీటి నుండి సోడియం సైనైడ్‌ను సమర్థవంతంగా తిరిగి పొందగలదు, దీనిని సంబంధిత పారిశ్రామిక ప్రక్రియలలో తిరిగి ఉపయోగించవచ్చు, కొత్త సోడియం సైనైడ్ వినియోగాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు ఉత్పత్తి ఖర్చులను తగ్గిస్తుంది. అదే సమయంలో, భారీ లోహాలను కూడా తిరిగి పొందవచ్చు, వ్యర్థాలను విలువైన వనరులుగా మారుస్తుంది.

ఖర్చు - ప్రభావం

సైనైడ్‌ను నాశనం చేయడంపై మాత్రమే దృష్టి సారించే కొన్ని ఇతర శుద్ధి పద్ధతులతో పోలిస్తే, ఆమ్లీకరణ పునరుద్ధరణ పద్ధతి వ్యర్థ జలాలను శుద్ధి చేయడమే కాకుండా విలువైన పదార్థాలను కూడా తిరిగి పొందుతుంది. దీనికి ఆమ్లం మరియు క్షార వినియోగం అవసరం అయినప్పటికీ, కోలుకున్న సోడియం సైనైడ్ మరియు భారీ లోహాల విలువ శుద్ధి ఖర్చులో కొంత భాగాన్ని భర్తీ చేయగలదు, ఇది దీర్ఘకాలంలో మొత్తం చికిత్సను మరింత ఖర్చుతో కూడుకున్నదిగా చేస్తుంది.

పర్యావరణ అనుకూలత

సోడియం సైనైడ్ మరియు భారీ లోహాలను తిరిగి పొందడం ద్వారా, మురుగునీటిలో కాలుష్య కారకాల పరిమాణం గణనీయంగా తగ్గుతుంది. శుద్ధి చేయబడిన మురుగునీటిలో సైనైడ్ మరియు భారీ లోహాలు తక్కువగా ఉంటాయి, ఇది తదుపరి ఉత్సర్గ లేదా తదుపరి శుద్ధికి మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది, పర్యావరణంపై ప్రతికూల ప్రభావాన్ని తగ్గిస్తుంది.

ఆమ్లీకరణ పునరుద్ధరణ ప్రక్రియలో వినియోగం

సైనైడ్ కలిగిన మురుగునీటి కోసం ఆమ్లీకరణ రికవరీ పద్ధతి యొక్క వినియోగంలో ప్రధానంగా సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం, కాస్టిక్ సోడా (NaOH), సున్నం మరియు విద్యుత్ ఉంటాయి. శీతాకాలంలో, మురుగునీటిని ముందుగా వేడి చేయడం అవసరం, కాబట్టి ఆవిరి కూడా వినియోగించబడుతుంది.

1. ఆమ్ల వినియోగం

• సైనైడ్‌ను HCN గా మార్చడం : మురుగునీటిలోని సైనైడ్‌ను HCN గా మార్చడానికి అవసరమైన సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం పరిమాణం, ఆ మురుగునీటిలోని సైనైడ్ గాఢతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, 5000 ppm సైనైడ్ గాఢత ఉన్న 1 m³ మురుగునీటిని శుద్ధి చేయడానికి, ఈ మార్పిడి కొరకు ఒక నిర్దిష్ట పరిమాణంలో సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం అవసరం.

• మురుగునీటి ఆమ్లీకరణ : సైనైడ్ మార్పిడికి ఉపయోగించే ఆమ్లంతో పాటు, మురుగునీటిని సరైన ఆమ్లత్వ స్థాయికి సర్దుబాటు చేయడానికి అదనపు ఆమ్లాన్ని ఉపయోగిస్తారు. pH ను 2 కంటే తక్కువకు తగ్గించడానికి అవసరమైన పరిమాణం ఒక ముఖ్యమైన అంశం.

• మురుగునీటిలోని క్షారాలతో చర్య : మురుగునీటిలో సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లంతో చర్య జరిపే కొన్ని క్షార పదార్థాలు ఉండవచ్చు, కానీ సాధారణంగా, సైనైడ్ మార్పిడి మరియు ఆమ్లీకరణకు ఉపయోగించే పరిమాణాలతో పోలిస్తే ఈ వినియోగం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.

• వ్యర్థాలలో కార్బోనేట్‌తో చర్య : కొన్ని సైనైడ్ టెయిలింగ్స్ స్లర్రీలలో ఉన్నట్లుగా, సైనైడ్ కలిగిన ముడి పదార్థాలలో కార్బోనేట్ శాతం ఎక్కువగా ఉంటే , ఆ కార్బోనేట్ ఆమ్లంతో చర్య జరిపి కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. అటువంటి సందర్భాలలో, సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం వినియోగం గణనీయంగా పెరుగుతుంది, మరియు ఈ పదార్థాలు ఆమ్ల-పునరుద్ధరణ పద్ధతి ద్వారా శుద్ధి చేయడానికి అనువైనవి కాకపోవచ్చు.

2. క్షార వినియోగం : క్షార శోషణ టవర్‌లో HCNను శోషించుకుని NaCNను ఏర్పరచడానికి కాస్టిక్ సోడా (NaOH)ను ఉపయోగిస్తారు. వినియోగించబడిన NaOH పరిమాణం, ఉత్పత్తి అయిన HCN పరిమాణం మరియు శోషణ సామర్థ్యంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

3. సున్నం వినియోగం : కొన్ని సందర్భాల్లో, భార లోహాల అవక్షేపణ కోసం pH విలువను సర్దుబాటు చేయడం వంటి మురుగునీటి తదుపరి శుద్ధిలో సున్నాన్ని ఉపయోగించవచ్చు. అవసరమైన సున్నం పరిమాణం మురుగునీటిలోని భార లోహాల రకం, గాఢత మరియు అవసరమైన pH సర్దుబాటు పరిధిపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

4. విద్యుత్ మరియు ఆవిరి వినియోగం : ఈ ప్రక్రియలో పంపులు, ఫ్యాన్లు మరియు వాక్యూమ్ సెంట్రిఫ్యూగల్ ఫ్యాన్ల వంటి పరికరాలకు విద్యుత్ వినియోగించబడుతుంది. శీతాకాలంలో, మురుగునీటిని ముందుగా వేడిచేసేటప్పుడు, చర్యకు అనువైన స్థాయికి ఉష్ణోగ్రతను పెంచడానికి ఆవిరిని వినియోగిస్తారు.

ముగింపు

సోడియం సైనైడ్ మరియు భారీ లోహాలను తిరిగి పొందడానికి సైనైడ్ కలిగిన వ్యర్థ జలాల ఆమ్లీకరణ రికవరీ పద్ధతి ఒక సమగ్రమైన మరియు ప్రభావవంతమైన శుద్ధి సాంకేతికత. నిర్దిష్ట ప్రక్రియ దశలను అనుసరించడం ద్వారా, ఇది వ్యర్థ జలాల నుండి విషపూరిత సైనైడ్ మరియు భారీ లోహాలను తొలగించడమే కాకుండా విలువైన వనరులను కూడా రీసైకిల్ చేయగలదు. ఈ ప్రక్రియలో కొన్ని పదార్థాలు మరియు శక్తి వినియోగాలు ఉన్నప్పటికీ, దాని పర్యావరణ మరియు ఆర్థిక ప్రయోజనాలను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, సైనైడ్ కలిగిన వ్యర్థ జలాల శుద్ధిలో దీనికి విస్తృత అనువర్తన అవకాశాలు ఉన్నాయి. అయితే, వాస్తవ ఆపరేషన్‌లో, HCN వాయువు యొక్క విషపూరితం కారణంగా కఠినమైన భద్రతా చర్యలు తీసుకోవాలి. అదే సమయంలో, రికవరీ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి మరియు ఖర్చులను తగ్గించడానికి ప్రక్రియ పారామితుల యొక్క నిరంతర ఆప్టిమైజేషన్ అవసరం.