Chiqindi suvdagi erkin siyanidni (CN−) olib tashlash uchun faollashtirilgan ugleroddan foydalanish

Kirish

Sanoat oqava suvlari ko'pincha turli xil zaharli moddalarni o'z ichiga oladi, ular orasida Erkin siyanid (CN−) yuqori toksikligi tufayli alohida tashvish uyg‘otadi. Hatto kichik dozalarda ham, siyanid o'limga olib kelishi mumkin, bu esa tarkibida oqava suvlarni tozalashni muhim ekologik muammoga aylantiradi. Sianid o'z ichiga olgan oqava suvlarning oqizilishini nazorat qilish uchun qat'iy qoidalar mavjud bo'lib, ular nafaqat standart talablarga javob berishga, balki chiqindixonalar va zavod chiqindilaridan iloji boricha ko'proq sianidni qaytarib olishga ham qaratilgan. Faollashtirilgan uglerod oqava suvlardan erkin siyanidni olib tashlash uchun istiqbolli material sifatida paydo bo'ldi va ushbu maqolada uning qo'llanilishi, mexanizmlari va ta'sir etuvchi omillar batafsil ko'rib chiqiladi.

Chiqindi suvlardagi siyanid manbalari

Oqava suvlarda yuqori konsentratsiyali siyanid asosan elektrokaplama, siyanid asosidagi oltin qazib olish, koks va yuqori pechlarda gaz yuvish va sovutish suvi, shuningdek, ba'zi kimyo, mineralni qayta ishlash, sintetik kauchuk, tola va bo'yoq sanoati kabi sanoat jarayonlaridan kelib chiqadi. Ushbu chiqindi suvlardagi siyanid konsentratsiyasi 1 - 180 mg/l yoki undan ham yuqori bo'lishi mumkin.

Erkin siyanidni olib tashlashda faollashtirilgan uglerod mexanizmlari

Jismoniy adsorbsiya

Faollashtirilgan uglerod yuqori darajada rivojlangan mikrog'ovakli tuzilishga va katta o'ziga xos sirt maydoniga ega, odatda 500 dan 3000 m²/g gacha. Bu fizik tuzilish unga kuchli fizik adsorbsiya qobiliyatini beradi. Oqova suvlardagi siyanid ionlari sirtga adsorbsiyalanishi mumkin. Faollashtirilgan karbon van der Waals kuchlari orqali. Katta sirt maydoni ko'plab adsorbsiya joylarini ta'minlaydi, bu esa erkin siyanidni samarali ushlash imkonini beradi.

Kimyoviy adsorbsiya va katalitik oksidlanish

Jismoniy adsorbsiyadan tashqari, faollashtirilgan uglerod ham kimyoviy reaktsiyalarda ishtirok etishi mumkin. Faollashgan uglerod oqava suvdagi kislorod va suvni adsorbsiya qilganda, uning yuzasida vodorod peroksid (H₂O₂) hosil qilishi mumkin, faollashtirilgan uglerodning o'zi esa katalizator vazifasini bajaradi. Mis tuzlari mavjud bo'lganda hosil bo'lgan H₂O₂ siyanidni oksidlanishi va parchalanishi mumkin. Reaktsiya mexanizmi quyidagicha:

1. H₂O₂ hosil bo'lishi: Kislorod va suv H₂O₂ hosil qilish uchun faollashtirilgan uglerod yuzasida adsorbsiyalanadi.

2. Sianidning oksidlanishi: siyanid mis tuzlarining katalitik ta'sirida H₂O₂ bilan oksidlanadi, natijada siyanid kamroq zararli moddalarga parchalanadi.

Faollashgan uglerodni olib tashlash samaradorligiga ta'sir qiluvchi omillar

Sianidning dastlabki kontsentratsiyasi

Oqava suvdagi erkin siyanidning dastlabki konsentratsiyasi qanchalik yuqori bo'lsa, adsorbsiyaning harakatlantiruvchi kuchi shunchalik katta bo'ladi. Biroq, faollashtirilgan uglerodning adsorbsion qobiliyati cheklanganligi sababli, dastlabki konsentratsiya ma'lum bir qiymatdan oshib ketganda, olib tashlash samaradorligi mutanosib ravishda oshib ketmasligi mumkin. Ba'zi tadqiqotlarda siyanidning boshlang'ich konsentratsiyasining ortishi bilan faollashtirilgan uglerodning massa birligiga adsorbsiyalangan siyanid miqdori avval ortib borishi, keyin esa yo'qolishi aniqlangan.

pH qiymati

Oqava suvning pH qiymati siyanidning faollashtirilgan uglerod tomonidan adsorbsiyasiga sezilarli darajada ta'sir qiladi. Odatda, kislotali sharoitda siyanid uchun faollashtirilgan uglerodning adsorbsion qobiliyati nisbatan past bo'ladi. PH qiymatining oshishi bilan adsorbsiya qobiliyati asta-sekin o'sib boradi. PH ishqoriy diapazonda bo'lsa, ayniqsa 11 dan yuqori bo'lsa. siyanidni olib tashlash darajasi ba'zi hollarda 95 daqiqa ichida 30% dan ko'proqqa yetishi mumkin. Buning sababi shundaki, eritmadagi siyanidning spetsifikatsiyasi pH ga qarab o'zgaradi va siyanid ionlarining shakli ishqoriy sharoitda faollashtirilgan uglerodda adsorbsiyaga ko'proq yordam beradi.

harorat

Sianidning faollashtirilgan uglerod bilan adsorbsiyasi ekzotermik jarayondir. Harorat ko'tarilganda, adsorbsiya qobiliyati odatda pasayadi. Masalan, mis - singdirilgan faol uglerodda, siyanid eritmasi bilan aralashtirilganda, sianidning adsorbsion ta'siri harorat oshishi bilan kamayadi. Buning sababi shundaki, haroratning oshishi faollashtirilgan uglerod yuzasidan adsorbsiyalangan moddalarning desorbsiyasiga yordam beradi.

Aralashtirish vaqti

Oqava suvdagi siyanidning faollashtirilgan uglerod bilan etarli darajada aloqa qilishini ta'minlash uchun etarli aralashtirish vaqti kerak. Dastlabki bosqichda, aralashtirish vaqti oshgani sayin, siyanidni olib tashlash tezligi tez oshadi. Biroq, ma'lum bir vaqtga yetgandan so'ng, olib tashlash tezligi barqarorlashishga intiladi, bu adsorbsiya jarayoni muvozanatga erishganligini ko'rsatadi.

Sianidni tozalashda faollashtirilgan uglerodni qo'llash - oqava suvlar

Oltin qazib olish sanoatida

Oltin qazib olishda, ayniqsa siyanid asosidagi oltin qazib olish jarayonlarida siyanidli ko'p miqdorda oqava suv hosil bo'ladi. Ushbu oqava suvdan erkin siyanidni olib tashlash uchun faollashtirilgan ugleroddan foydalanish mumkin. Sianidni olib tashlashdan tashqari, faollashtirilgan uglerod oqava suvda oltin-siyanid komplekslarini (Au(CN)₂⁻ kabi) ham adsorbsiyalashi mumkin. Adsorbsiyalangan oltin-siyanid komplekslari atrof-muhitni muhofaza qilish va resurslarni qayta tiklash uchun oltinni qayta ishlash uchun qo'shimcha ishlov berilishi mumkin.

Elektrokaplama sanoatida

Elektrokaplama zavodlari ko'pincha qoplama jarayonida siyanid - o'z ichiga olgan eritmalardan foydalanadi, natijada siyanid - ifloslangan oqava suvlar paydo bo'ladi. Faollashtirilgan uglerodni tozalash oqava suvdagi siyanid miqdorini tushirish standartlariga javob berish uchun samarali ravishda kamaytirishi mumkin. Ba'zi an'anaviy davolash usullari, masalan, gidroksidi xlorlash bilan solishtirganda, faollashtirilgan uglerod bilan ishlov berish kamroq ikkilamchi ifloslanish va resurslarni qayta tiklash potentsialining afzalliklariga ega.

Boshqa davolash usullari bilan solishtirish

Ishqoriy xlorlash

Ishqoriy xlorlash yo'q qilishning nisbatan etuk usuli hisoblanadi siyanidlar oqava suvlarda. U siyanidni toksik bo'lmagan karbonat angidrid (CO₂) va azot (N₂) ga oksidlash uchun xlor gazi, suyuq xlor yoki oqartiruvchi kukun kabi xlor o'z ichiga olgan moddalardan foydalanadi. Biroq, bu usul zararli yon mahsulotlar ishlab chiqarishi mumkin va operatsiya jarayoni xlor dozasini va reaktsiya sharoitlarini qattiq nazorat qilishni talab qiladi. Bundan farqli o'laroq, faollashtirilgan uglerod bilan ishlov berish siyanidni tanlab adsorbsiyalash va qimmatli metallarni qayta tiklash qobiliyatiga ega bo'lgan yanada ekologik toza variantdir.

Vodorod periks oksidi

Vodorod peroksid oksidlanishi oqava suvdagi siyanid konsentratsiyasini kamaytirish uchun ham ishlatilishi mumkin. U siyanidni pastroq toksiklik darajasiga oksidlashi mumkin. Biroq, vodorod peroksid qimmat reagent bo'lib, jarayon reagentlarning uzluksiz qo'shilishini talab qilishi mumkin, bu esa davolash narxini oshiradi. Boshqa tomondan, faollashtirilgan uglerod to'g'ri tanlangan va ishlatilganidan keyin nisbatan barqaror ishlashga ega va uni qayta tiklash xarajatlarni kamaytirish uchun ham hisoblanishi mumkin.

Kelajakdagi rivojlanish

O'zgartirilgan faol uglerodni ishlab chiqish

Erkin siyanidni olib tashlashda faollashtirilgan uglerod samaradorligini yanada oshirish uchun modifikatsiyalangan faol uglerod bo'yicha tadqiqotlar olib borilmoqda. Masalan, faollashtirilgan uglerodni turli metallar (masalan, mis, temir va boshqalar) bilan singdirish uning siyanid uchun katalitik oksidlanish qobiliyatini oshirishi mumkin. Turli xil metall yuklangan faol uglerodlar yaxshi tozalash effektiga erishish uchun chiqindi suvning o'ziga xos xususiyatlariga ko'ra optimallashtirilishi mumkin.

Kombinatsiyalangan davolash jarayonlari

Faollashtirilgan uglerod bilan davolashni boshqa davolash usullari bilan birlashtirish ham tendentsiya hisoblanadi. Masalan, faollashtirilgan uglerod adsorbsiyasini biologik tozalash bilan birlashtirish, avvalo, oqava suvdagi yuqori konsentratsiyali siyanidni biologik tozalash uchun qulayroq darajaga tushirish uchun faollashtirilgan ugleroddan foydalanishi mumkin, so'ngra qolgan siyanid bilan bog'liq moddalarni yanada parchalash va olib tashlash uchun mikroorganizmlardan foydalanish mumkin. Ushbu kombinatsiyalangan jarayon turli davolash usullarining kuchli tomonlaridan foydalanishi va yanada samarali va keng qamrovli bo'lishiga erishishi mumkin Atıksu tozalash.

Xulosa

Faollashgan uglerod oqava suvdan erkin siyanidni (CN−) olib tashlashda katta imkoniyatlarga ega. Jismoniy adsorbsiya va kimyoviy reaktsiyalar orqali u chiqindi suvdagi siyanid miqdorini samarali ravishda kamaytirishi, atrof-muhitni oqizish standartlariga javob berishi va hatto ba'zi hollarda resurslarni qayta tiklashga imkon beradi. Adsorbsiya samaradorligini yanada optimallashtirish va xarajatlarni kamaytirish kabi takomillashtirilishi kerak bo'lgan ba'zi yo'nalishlar mavjud bo'lsa-da, faollashtirilgan uglerodni o'zgartirish va estrodiol tozalash jarayonlari bo'yicha tadqiqotlarning uzluksiz rivojlanishi bilan faollashtirilgan uglerod kelajakda siyanidli oqava suvlarni tozalashda tobora muhim rol o'ynaydi.