Sianid qoldiqlarini vodorod peroksid bilan tozalash usullari

Kirish

Sianid chiqindilari oltin qazib olish va boshqa sanoat tarmoqlarida hosil bo'ladigan qo'shimcha mahsulotlar bo'lib, ularda siyanid qazib olish jarayonida qo'llaniladi. Toksik siyanid birikmalari mavjudligi sababli, siyanid chiqindilari atrof-muhit uchun jiddiy xavf tug'diradi. Vodorod peroksid bilan ishlov berish bu chiqindilarni qayta ishlashning samarali usuli hisoblanadi. Ushbu maqolada ushbu tozalash usuli batafsil ko'rib chiqiladi.

Vodorod periks bilan ishlov berish printsipi

Vodorod peroksid (H₂O₂) kuchli oksidlovchi vositadir. Sianid chiqindilarini qayta ishlashda asosiy printsip shundaki, vodorod peroksid ishqoriy muhitda sianid birikmalari bilan reaksiyaga kirishadi (odatda pH qiymati 10-11). Moddalar (odatda mis ionlari, Cu²⁺) tomonidan katalizlanadi va quyidagi reaksiyalar sodir bo'ladi:

Sianid (CN⁻) siyanatga (CNO⁻) oksidlanadi. Reaktsiyani oddiy tarzda ifodalash mumkin:

2CN⁻ + 5H₂O₂ + 2OH⁻ → 2CNO⁻ + 6H₂O

Muayyan sharoitlarda siyanat yanada reaksiyaga kirishib, ammiak (NH₃), karbonat angidrid (CO₂) va azot (N₂) kabi kamroq zararli moddalarga parchalanishi mumkin.

CNO⁻ + 2H₂O → NH₃ + HCO₃⁻

Keyinchalik, ammiak tegishli atrof-muhit sharoitida qo'shimcha oksidlanishi yoki uchuvchan bo'lishi mumkin.

Davolash bosqichlari

Chiqindilar shlamini tayyorlash : Birinchidan, siyanid chiqindilaridan shlam tayyorlash kerak. Bu odatda chiqindilarga suv qo'shish va ularni mos idishda (masalan, katta aralashtirish idishida) yaxshilab aralashtirish orqali amalga oshiriladi. Vodorod peroksid va siyanid o'z ichiga olgan zarrachalar o'rtasida yaxshi aloqani ta'minlash uchun shlamning konsistensiyasi sozlanadi.

pH ni sozlash : Sianid chiqindilari shlamining pH qiymati tegishli ishqoriy diapazonga, odatda pH 10-11 ga o'rnatiladi. Bu bosqich juda muhim, chunki vodorod peroksidning siyanid bilan oksidlanish reaksiyasi pH qiymatiga juda bog'liq. pH ni oshirish uchun odatda ohak (Ca(OH)₂) yoki natriy gidroksid (NaOH) ishlatiladi.

Katalizator qo'shilishi : Mis asosidagi katalizatorlar, masalan, mis sulfat (CuSO₄), shlamga qo'shiladi. Mis ionlari vodorod peroksid va siyanid o'rtasidagi reaksiyani katalizlashi mumkin, bu esa reaksiya tezligini sezilarli darajada tezlashtiradi. Shamchadagi mis ionlarining konsentratsiyasi odatda 50 mg/L atrofida nazorat qilinadi. Biroq, agar chiqindilarda allaqachon yetarli miqdorda mis yoki boshqa katalitik moddalar bo'lsa, qo'shimcha katalizator qo'shish shart bo'lmasligi mumkin.

Vodorod peroksid qo'shilishi : Keyin, suspenziyaga vodorod peroksid qo'shiladi. Qo'shilgan vodorod peroksid miqdori chiqindilardagi siyanid konsentratsiyasiga bog'liq. Vodorod peroksidning siyanidga molyar nisbati odatda 3:1 - 8:1 oralig'ida bo'ladi. Masalan, agar chiqindilardagi siyanid miqdori yuqori bo'lsa, vodorod peroksidning yuqori nisbati talab qilinadi. Bir tekis taqsimlanish va to'liq reaksiyani ta'minlash uchun vodorod peroksid asta-sekin, doimiy aralashtirib qo'shilishi kerak.

Reaksiya va aralashtirish : Reaksiya davomida suspenziya reaktivlar o'rtasida yetarli aloqani ta'minlash uchun doimiy ravishda aralashtiriladi. Reaksiya vaqti dastlabki siyanid konsentratsiyasi va ishlov berish maqsadlariga qarab o'zgaradi, odatda kamida 1-2 soat. Bu davrda vodorod peroksid siyanidni kamroq zararli mahsulotlarga oksidlaydi.

Qattiq - suyuqlik ajratish : Reaksiya tugagandan so'ng, ishlov berilgan shlamda qattiq - suyuqlik ajratish amalga oshiriladi. Bunga quyuqlashtirgichda cho'ktirish va keyin filtr pressi yordamida filtrlash kabi usullar orqali erishish mumkin. Ajratilgan qattiq modda (ya'ni, ishlov berilgan chiqindilar) xavfsiz tarzda yo'q qilinishi mumkin, masalan, yaxshi qoplangan va kuzatilgan chiqindilar hovuzida saqlanishi mumkin. Sianid va boshqa moddalarning konsentratsiyasi kamaytirilgan filtrat, agar sharoitlar imkon bersa, ishlab chiqarish jarayonida qo'shimcha ishlov berilishi yoki qayta ishlatilishi mumkin.

Davolash samaradorligiga ta'sir qiluvchi omillar

Vodorod peroksid konsentratsiyasi : Qo'shilgan vodorod peroksid konsentratsiyasi qanchalik yuqori bo'lsa, siyanidga oksidlanish ta'siri shunchalik yaxshi bo'ladi. Biroq, vodorod peroksiddan haddan tashqari foydalanish nafaqat xarajatlarni oshiradi, balki yon ta'sirlar va potentsial ekologik muammolarni ham keltirib chiqarishi mumkin.

pH qiymati : Yuqorida aytib o'tilganidek, reaksiya tizimining pH qiymati reaksiya tezligi va samaradorligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Optimal pH qiymati 10-11 oralig'idan og'ishlar siyanidning vodorod peroksid bilan oksidlanish reaksiyasini sekinlashtiradi.

Katalizator konsentratsiyasi : Mis asosidagi katalizatorning konsentratsiyasi reaksiya tezligiga ta'sir qiladi. Agar katalizator konsentratsiyasi juda past bo'lsa, reaksiya juda sekin bo'lishi mumkin; agar u juda yuqori bo'lsa, u boshqa murakkab kimyoviy reaksiyalarga olib kelishi va xarajatlarni oshirishi mumkin.

Reaksiya vaqti : Sianidning iloji boricha to'liq oksidlanishini ta'minlash uchun yetarli reaksiya vaqti talab qilinadi. Reaksiya vaqtining yetarli emasligi qayta ishlangan chiqindilarda qoldiq sianid hosil bo'lishiga olib keladi.

Dastlabki siyanid konsentratsiyasi : Chiqindilarda dastlabki siyanid konsentratsiyasi qanchalik yuqori bo'lsa, to'liq tozalashga erishish shunchalik qiyinlashadi va ko'proq vodorod peroksid va uzoqroq reaksiya vaqti talab qilinishi mumkin.

Vodorod periks bilan davolashning afzalliklari

Yuqori oksidlanish samaradorligi : Vodorod peroksid erkin siyanid va ba'zi metall siyanid komplekslari kabi siyanidning turli shakllarini samarali oksidlashi mumkin, bu esa siyanid chiqindilarining toksikligini sezilarli darajada kamaytiradi.

Nisbatan oddiy jarayon : Boshqa ba'zi siyanid bilan ishlov berish usullari (masalan, murakkab kimyoviy cho'ktirish yoki biologik tozalash usullari) bilan taqqoslaganda, vodorod peroksid bilan ishlov berish jarayoni nisbatan intuitiv va ishlatish oson.

Ikkilamchi ifloslanish xavfi past : Vodorod peroksid oksidlanish reaksiyasining qo'shimcha mahsulotlari kamroq zararli. Oraliq mahsulot siyanat zaharli bo'lmagan moddalarga parchalanishi mumkin, vodorod peroksidning o'zi esa suv va kislorodga parchalanib, ikkilamchi ifloslanish xavfini kamaytiradi.

Keng qo'llanilishi : Bu usul kichik miqyosdagi konchilik ishlarida ham, yirik sanoat korxonalarida ham qo'llaniladi, bu esa uni siyanid chiqindilarini qayta ishlash uchun ko'p qirrali tanlovga aylantiradi.

Case tadqiqotlar

Oltin qazib olish kompaniyasi : [Muayyan joyda] joylashgan oltin qazib olish kompaniyasida siyanid konsentratsiyasi yuqori bo'lgan ko'p miqdordagi siyanid chiqindilari mavjud edi. Ular vodorod peroksidni qayta ishlash usulini qo'lladilar. Jarayon parametrlarini optimallashtirish, jumladan, pH ni 10.5 ga sozlash, katalizator sifatida 50 mg/L konsentratsiyada mis sulfat qo'shish, vodorod peroksidning siyanidga molyar nisbati 5:1 dan foydalanish va 1.5 soatlik reaksiya o'tkazish orqali ular chiqindilardagi siyanid konsentratsiyasini tartibga soluvchi standartlardan ancha past darajaga muvaffaqiyatli tushirdilar. Tozalangan chiqindilar chiqindilar hovuzida xavfsiz saqlandi va filtrat qazib olish jarayonida qayta ishlatildi, bu esa suv sarfini kamaytirdi.

Kichik ko'lamli konchilik operatsiyasi : Chekka hududdagi kichik ko'lamli oltin qazib olish operatsiyasi ham siyanid o'z ichiga olgan chiqindilar muammosiga duch keldi. Cheklangan resurslar tufayli, uning operatsion soddaligini hisobga olgan holda, ular vodorod peroksidni tozalash usulini tanladilar. Chiqindilardagi taxminiy siyanid miqdoriga muvofiq qo'shilgan vodorod peroksid miqdorini diqqat bilan nazorat qilish, mahalliy mavjud ohak bilan pH ni sozlash va aralashtirish uchun oddiy mexanik aralashtirgichdan foydalanish orqali ular chiqindilarning siyanid toksikligini muvaffaqiyatli kamaytirdilar. Qayta ishlash ko'lami kichik bo'lsa-da, bu chiqindilarni yo'q qilish uchun mahalliy ekologik talablarni qondirish, atrof-muhitni siyanid ifloslanishidan himoya qilish uchun etarli edi.

Saqlash choralari

Vodorod peroksid bilan xavfsiz ishlash : Vodorod peroksid kuchli oksidlovchi vosita bo'lib, to'g'ri ishlatilmasa, juda xavfli bo'lishi mumkin. Qayta ishlash jarayonida ishtirok etadigan ishchilar qo'lqop, ko'zoynak va himoya kiyimlari kabi tegishli shaxsiy himoya vositalarini kiyishlari kerak. Vodorod peroksidni saqlashda tasodifiy parchalanish yoki yonuvchan moddalar bilan aloqa qilishning oldini olish uchun xavfsizlik qoidalariga qat'iy rioya qilish kerak.

Aniq monitoring : Reaksiya jarayonini doimiy ravishda kuzatib borish juda muhimdir. Bunga reaksiya davomida shlamning pH qiymatini, vodorod peroksid va siyanid konsentratsiyasini, shuningdek, reaksiya haroratini kuzatish kiradi. Qayta ishlash jarayoni kutilganidek davom etishini ta'minlash va kerak bo'lganda o'z vaqtida tuzatishlar kiritish uchun muntazam ravishda namunalar olish va tahlil qilish kerak.

Tozalangan chiqindilarni yo'q qilish : Tozalashdan keyin ham qattiq chiqindilar ekologik standartlarga javob beradigan oddiy chiqindixonada saqlanishi kerak. Chiqindixona qoldiq zararli moddalarning tuproqqa va yer osti suvlariga oqib tushishini oldini olish uchun mos qoplamali tuzilishga ega bo'lishi kerak.

Atrof-muhitga ta'sirni baholash : Vodorod peroksid bilan tozalash usulini qo'llashdan oldin, uning havo, suv va tuproq sifatiga, shuningdek, atrofdagi ekotizimga potentsial ta'sirini baholash uchun atrof-muhitga ta'sirni kompleks baholash o'tkazilishi kerak. Ushbu baholash tozalash jarayonini optimallashtirishga yordam beradi va ekologik qoidalarga rioya qilinishini ta'minlaydi.

Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, vodorod peroksidni tozalash usuli siyanid qoldiqlarini tozalash uchun hayotiy va samarali echimni beradi. Uning printsipini tushunish, to'g'ri tozalash bosqichlariga rioya qilish, ta'sir etuvchi omillarni hisobga olish va zarur choralarni ko'rish orqali ushbu usul siyanid qoldiqlari keltirib chiqaradigan ekologik xavflarni sezilarli darajada kamaytiradi, tog'-kon sanoatining barqaror rivojlanishiga va atrof-muhitni muhofaza qilishga hissa qo'shadi.