ศึกษาการบำบัดน้ำเสียกรดทองแดง-อาร์เซนิกด้วยโซเดียมไฮโดรซัลไฟด์แทนโซเดียมซัลไฟด์

บทนำ

งานวิจัยชี้ให้เห็นว่า การบำบัดกรดเสียที่มีทองแดงและสารหนูเป็นส่วนประกอบนั้น ใช้กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการตกตะกอนของซัลไฟด์ ตามด้วยการเติมยิปซัมและการทำให้เป็นกลางด้วยไฟฟ้า ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่การปล่อยของเสียที่มีเสถียรภาพและเป็นไปตามมาตรฐานข้อกำหนด ในขั้นตอนการตกตะกอนของซัลไฟด์ จะมีการ เติมสารละลาย โซเดียมซัลไฟด์ที่มีความเข้มข้น 26% ลงในกรดเสียที่มีทองแดงและสารหนูเป็นส่วนประกอบโดยอัตโนมัติภายใต้สภาวะความเป็นกรดที่เฉพาะเจาะจง ส่งผลให้เกิดการตกตะกอนของ CuS และ As2S3 เพื่อกำจัดไอออนของทองแดงและสารหนูออกจากเฟสของเหลว ในการผลิตจริง สารละลายโซเดียมซัลไฟด์มีสิ่งเจือปนที่ไม่ละลายน้ำในระดับค่อนข้างสูง และเมื่อสัมผัสกับอากาศ มันจะค่อยๆ เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันกลายเป็นไทโอซัลเฟต นอกจากนี้ยังมีอุณหภูมิการตกผลึกสูงและข้อเสียอื่นๆ ดังนั้น การค้นหาตัวแทนซัลไฟด์ใหม่เพื่อทดแทนโซเดียมซัลไฟด์จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

โซเดียมไฮโดรซัลไฟด์ของแข็ง

หลักการกระบวนการ

เนื่องจากข้อจำกัดของกระบวนการดูดซับ H2S ส่วนเกินที่มีอยู่ การบำบัดกรดเสียที่มีทองแดงและสารหนูโดยใช้โซเดียมไฮโดรซัลไฟด์จึงดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์และกระบวนการทำงานปัจจุบันของโรงงานผลิตกรดซัลฟิวริก วิธีนี้ใช้สารละลายผสมระหว่างโซเดียมไฮโดรซัลไฟด์และโซเดียมซัลไฟด์ในการบำบัด

กระบวนการไหล

รูปที่ 1 แสดงแผนภาพกระบวนการสำหรับการบำบัดกรดเสียที่มีทองแดงและสารหนูโดยใช้โซเดียมไฮโดรซัลไฟด์ หลังจากกำจัด SO2 ในหอแยกแล้ว สารละลายกรดเสียจะเข้าสู่ถังปฏิกิริยาโซเดียมไฮโดรซัลไฟด์จากด้านบน จากนั้นจะเติมสารละลายผสมของโซเดียมไฮโดรซัลไฟด์และโซเดียมซัลไฟด์จากด้านล่างของถังปฏิกิริยา ภายใต้สภาวะที่เป็นกรด ก๊าซ H2S จะถูกสร้างขึ้นและค่อยๆ ลอยขึ้น ทำปฏิกิริยากับทองแดงและสารหนูจากด้านบนลงมาเพื่อสร้างตะกอน CuS และ As2S3 จากนั้นตะกอนเหล่านี้จะล้นเข้าไปในเครื่องทำให้ข้นทองแดงเพื่อตกตะกอน จากนั้นจึงส่งของเหลวส่วนบนเข้าสู่กระบวนการบำบัดยิปซัม ในขณะที่ตะกอนด้านล่างจะถูกขจัดน้ำออกในเครื่องกรองก่อนจะส่งไปประมวลผลเพิ่มเติม H2S ที่ไม่เกิดปฏิกิริยาจำนวนเล็กน้อยจะถูกดึงออกโดยท่อแรงดันลบไปยังหอกำจัดพิษ ซึ่งจะถูกดูดซับโดยสารละลายผสมโซเดียมไฮโดรซัลไฟด์และโซเดียมซัลไฟด์ที่หมุนเวียนอยู่ เพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามมาตรฐานการระบายน้ำ

วิธีการทดลอง

มีการนำโหมดการผลิตแบบต่อเนื่องมาใช้ โดยที่กระบวนการและพารามิเตอร์ควบคุมอื่นๆ ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง โซเดียมไฮโดรซัลไฟด์ทำปฏิกิริยาได้เร็วกว่าโซเดียมซัลไฟด์ หากความเข้มข้นค่อนข้างสูง ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) จำนวนมากจะถูกสร้างขึ้นอย่างรวดเร็วภายใต้สภาวะที่เป็นกรด นอกจากจะทำปฏิกิริยากับทองแดงและสารหนูบางส่วนในกรดเสียแล้ว ไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่มีปริมาณค่อนข้างมากจะหลุดออกจากพื้นผิวของเหลวเนื่องจากการกวนของใบพัดกวน และจะถูกดึงออกโดยแรงดันลบไปยังหอกำจัดพิษ กระบวนการที่มีอยู่ใช้โซเดียมซัลไฟด์เพื่อดูดซับไฮโดรเจนซัลไฟด์ส่วนเกินที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาซัลไฟด์ (Na2S + H2S = 2NaHS) หลังจากทดลองใช้โซเดียมไฮโดรซัลไฟด์แล้ว ถังเก็บโซเดียมซัลไฟด์จะมีโซเดียมไฮโดรซัลไฟด์อยู่บ้าง ซึ่งทำให้ความสามารถในการดูดซับไฮโดรเจนซัลไฟด์ส่วนเกินลดลง เพื่อป้องกันการดูดซับไฮโดรเจนซัลไฟด์ไม่สมบูรณ์ ซึ่งอาจทำให้เกิดการปล่อยมลพิษที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดจากหอกำจัดพิษ จึงมีการเติมน้ำ (คอนเดนเสทจากไอน้ำที่ให้ความร้อนจากถังเก็บโซเดียมซัลไฟด์) ลงในถังเก็บโซเดียมซัลไฟด์ในช่วงระยะเวลาทดลองใช้ เพื่อรักษาความเข้มข้นของสารละลายผสมของโซเดียมซัลไฟด์และโซเดียมไฮโดรซัลไฟด์ไว้ที่ประมาณ 15%

สรุป

1. หลังจากใช้สารละลายผสมของโซเดียมไฮโดรซัลไฟด์และโซเดียมซัลไฟด์ ค่าใช้จ่ายของรีเอเจนต์ในการบำบัดกรดเสีย 52.5 ลูกบาศก์เมตรลดลงเหลือ XNUMX% ของโซเดียมซัลไฟด์บริสุทธิ์ ส่งผลให้เกิดประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่สำคัญ

2. การใช้สารละลายผสมของโซเดียมไฮโดรซัลไฟด์และโซเดียมซัลไฟด์ไม่ได้ส่งผลกระทบต่อตัวบ่งชี้การปล่อยของโรงงาน มาตรฐานการปล่อยน้ำเสียยังคงมีเสถียรภาพและเป็นไปตามข้อกำหนด

3. เนื่องจากมีการใช้โซเดียมซัลไฟด์และโซเดียมไฮโดรซัลไฟด์ผสมกัน และด้วยกระบวนการกำจัดสารพิษที่มีอยู่ในหอคอยที่มีอยู่เดิม จึงไม่เกิดกรณีไม่ปฏิบัติตามข้อกำหนดเกี่ยวกับการปล่อยมลพิษจากหอคอยกำจัดสารพิษ