Sodyum sülfür yerine sodyum hidrosülfür ile bakır-arsenik atık asit suyunun arıtımı üzerine çalışma

Giriş

Araştırmalar, bakır ve arsenik içeren atık asidin arıtılmasının, sülfür çöktürme, ardından alçı ilavesi ve elektrokimyasal nötrleştirme işlemlerini içeren ve nihayetinde düzenleyici standartları karşılayan kararlı bir deşarj sağlayan bir süreç olduğunu göstermektedir. Sülfür çöktürme aşamasında, belirli asitlik koşulları altında bakır ve arsenik içeren atık aside kütle konsantrasyonu %26 olan bir sodyum sülfür çözeltisi otomatik olarak eklenir ve bu da sıvı fazdan bakır ve arsenik iyonlarını uzaklaştırmak için CuS ve As2S3 çökeltilerinin oluşmasına neden olur. Gerçek üretimde, sodyum sülfür çözeltisi nispeten yüksek seviyelerde çözünmeyen safsızlıklar içerir ve havaya maruz kaldığında yavaş yavaş oksitlenerek tiyosülfat oluşturur. Ayrıca, diğer dezavantajlarının yanı sıra yüksek bir kristalleşme sıcaklığına sahiptir. Bu nedenle, sodyum sülfürün yerine geçecek yeni bir sülfür ajanı bulmak büyük önem taşımaktadır.

Katı Sodyum Hidrosülfür

Proses Prensibi

Mevcut aşırı H2S emme prosesinin kısıtlamaları nedeniyle, bakır ve arsenik içeren atık asidin sodyum hidrosülfür kullanılarak arıtılması, sülfürik asit atölyesinin atık asit ve atık suyunun mevcut ekipman ve proses akışına dayanarak gerçekleştirilir. Bu yöntemde, arıtma için sodyum hidrosülfür ve sodyum sülfürün karışık bir çözeltisi kullanılır.

Süreç akışı

Şekil 1, sodyum hidrosülfür kullanılarak bakır ve arsenik içeren atık asidin arıtımı için proses akış şemasını göstermektedir. Soyma kulesindeki SO2'nin uzaklaştırılmasından sonra atık asit çözeltisi, üstten sodyum hidrosülfür reaksiyon tankına girer. Reaksiyon tankının altından sodyum hidrosülfür ve sodyum sülfürün karışık bir çözeltisi eklenir. Asidik koşullar altında, H2S gazı üretilir ve kademeli olarak yükselir, yukarıdan aşağıya bakır ve arsenikle reaksiyona girerek CuS ve As2S3 çökeltileri oluşturur. Bu çökeltiler daha sonra çökelme için bakır koyulaştırıcıya taşar. Üstteki sıvı alçı işleme sürecine gönderilirken, alttaki çamur daha ileri işleme gönderilmeden önce bir filtre presinde susuzlaştırılır. Az miktarda tepkimeye girmemiş H2S, negatif basınçlı bir boru ile detoksifikasyon kulesine çekilir ve burada sodyum hidrosülfür ve sodyum sülfürün dolaşımdaki karışık çözeltisi tarafından emilir ve deşarj standartlarını karşıladığından emin olunur.

Deneysel yöntem

Diğer prosesler ve kontrol parametreleri değişmeden bırakılarak sürekli bir üretim modu benimsenmiştir. Sodyum hidrosülfür, sodyum sülfürden daha hızlı reaksiyona girer; konsantrasyon nispeten yüksekse, asidik koşullar altında büyük miktarda hidrojen sülfür (H2S) hızla üretilir. Atık asitteki bakır ve arsenikle reaksiyona girmesinin yanı sıra, nispeten aşırı hidrojen sülfür, karıştırma küreğinin çalkalanması nedeniyle sıvı yüzeyinden kaçacak ve negatif basınçla detoksifikasyon kulesine çekilecektir. Mevcut proses, sülfür reaksiyonu sırasında üretilen fazla hidrojen sülfürü emmek için sodyum sülfür kullanır (Na2S + H2S = 2NaHS). Sodyum hidrosülfürün deneme kullanımından sonra, sodyum sülfür depolama tankı, fazla hidrojen sülfürü emme yeteneğini azaltan bir miktar sodyum hidrosülfür içerir. Detoks kulesinden uygunsuz emisyonlara yol açabilecek hidrojen sülfürün eksik emilimini önlemek için, deneme süresi boyunca sodyum sülfür depolama tankına su (sodyum sülfür depolama tankının ısıtma buharından gelen kondensat) eklenerek sodyum sülfür ve sodyum hidrosülfürün karışık çözeltisinin konsantrasyonu yaklaşık %15 seviyesinde tutulur.

Sonuç

1. Sodyum hidrosülfür ve sodyum sülfürün karışık çözeltisi kullanıldığında, bir metreküp atık asidin arıtılması için gereken reaktif maliyeti, saf sodyum sülfürün %52.5'ine kadar düşerek önemli ekonomik faydalar elde ediliyor.

2. Sodyum hidrosülfür ve sodyum sülfür karışımlı çözeltisinin kullanımı atölyenin deşarj göstergelerini etkilememiş, atık su deşarj standartları stabil ve uyumludur.

3. Sodyum sülfür ve sodyum hidrosülfürün karışık kullanımı ve mevcut detoks kulesi prosesinin değiştirilmemesi nedeniyle, detoks kulesinden kaynaklanan emisyonlarda herhangi bir uyumsuzluk durumu yaşanmamıştır.