Metodes en prosesse vir ontgifting van sianieduitskot

Inleiding

Sianied-afval is vaste afval wat gegenereer word tydens die veredelingsproses van goudmyne en ander myne. As gevolg van die teenwoordigheid van oorblywende sianiede en ander swaar metale, sal dit, indien dit nie behoorlik behandel word nie, groot skade aan die omgewing en menslike gesondheid veroorsaak. Die hoë toksisiteit van sianiede kan deur lug, water en grond versprei, die omliggende ekosisteem besoedel en die oorlewing van diere en plante in gevaar stel. Daarom is dit dringend om sianied-afval te ontgift. Hierdie artikel sal die ontgiftingsmetodes en -prosesse van sianied -afval in detail bekendstel.

Eienskappe en gevare van sianieduitskot

Die samestelling van sianieduitskot is kompleks. Benewens ongereageerde sianiede, bevat dit ook swaar metale soos koper, lood, sink en kwik. Hierdie swaar metale is moeilik om in die natuurlike omgewing af te breek en sal oor 'n lang tydperk ophoop. Sianiede kan die aktiwiteit van respiratoriese ensieme in biologiese selle inhibeer, wat lei tot die versmoring en dood van organismes. Byvoorbeeld, wanneer afvalwater wat sianied-uitskot bevat in riviere gestort word, sal dit 'n groot aantal sterftes van waterorganismes soos visse veroorsaak, wat die water-ekologiese balans vernietig. Wanneer swaar metale die menslike liggaam binnedring, sal dit in menslike organe ophoop en verskeie siektes veroorsaak. Byvoorbeeld, loodvergiftiging beïnvloed die ontwikkeling van die senuweestelsel, en kwikvergiftiging beskadig die niere en brein.

Ontgiftingsmetodes

Chemiese oksidasiemetode

1. Alkaliese Chloreringsmetode : Dit is 'n algemeen gebruikte chemiese oksidasie-ontgiftingsmetode. Onder alkaliese toestande (gewoonlik word die pH-waarde beheer op 10 - 11), word oksidante soos chloorgas of hipochloriete by die sianied-afval gevoeg. Die reaksiebeginsel is soos volg: Eerstens word sianied-ione (CN⁻) geoksideer tot siaanatione (CNO⁻), en die reaksievergelyking is CN⁻ + ClO⁻ + H₂O → CNO⁻ + Cl⁻ + 2H⁺. Dan word siaanaat onder verdere oksidasie ontbind in onskadelike stowwe soos stikstof en koolstofdioksied , 2CNO⁻ + 3ClO⁻ + H₂O → N₂↑ + 3Cl⁻ + 2HCO₃⁻. Die voordeel van hierdie metode is dat die reaksiespoed relatief vinnig is en die ontgiftingseffek voor die hand liggend is, maar die nadeel is dat sommige sekondêre besoedelingstowwe soos chloorbevattende uitlaatgas gegenereer kan word.

2. Waterstofperoksiedoksidasiemetode : Waterstofperoksied (H₂O₂) kan sianiede oksideer en ontbind in die teenwoordigheid van 'n geskikte katalisator. Katalisators soos ysterione (Fe²⁺) word gewoonlik gekies. Tydens die reaksieproses ontbind waterstofperoksied om hidroksielradikale (·OH) te produseer, wat uiters sterk oksiderende eienskappe het en sianiede vinnig kan oksideer. Die reaksievergelyking is CN⁻ + H₂O₂ → CNO⁻ + H₂O. Die voordeel van die waterstofperoksiedoksidasiemetode is dat die produkte na die ontbinding van waterstofperoksied water en suurstof is, en geen nuwe besoedelingstowwe word ingebring nie, maar die koste is relatief hoog, en die vereistes vir reaksiekondisies is relatief streng.

Biologiese oksidasiemetode

1. Mikrobiese Uitlogingsmetode : 'n Paar spesiale mikroörganismes, soos Thiobacillus ferrooxidans, word gebruik. Hierdie mikroörganismes kan sianiede as stikstof- en koolstofbronne tydens hul groeiproses gebruik en dit oksideer en ontbind. Deur hul eie metaboliese aktiwiteite skakel mikroörganismes sianiede om in onskadelike stowwe soos koolstofdioksied, water en ammoniak. Die voordeel van hierdie metode is dat dit omgewingsvriendelik is en lae energieverbruik het, maar die nadeel is dat die groei van mikroörganismes grootliks beïnvloed word deur omgewingsfaktore soos temperatuur en pH-waarde, en die behandelingsiklus is relatief lank.

2. Biofilmmetode : Mikroörganismes word op die oppervlak van die draer vasgemaak om 'n biofilm te vorm. Wanneer sianiedafval in aanraking kom met die biofilm, word sianiede deur mikroörganismes afgebreek. Die biofilm het sterk adsorpsie- en afbraakvermoëns, wat die behandelingsdoeltreffendheid van mikroörganismes op sianiede kan verbeter. In vergelyking met die mikrobiese uitlogingsmetode, is die mikroörganismes in die biofilmmetode nie maklik om te verloor nie en het hoër stabiliteit, maar hulle staar ook die probleem in die gesig om sensitief te wees vir omgewingstoestande.

Ander metodes

1. Hoëtemperatuur-pirolisemetode : Sianied-uitskot word by hoë temperature (gewoonlik bo 800 ℃) gepiroliseer, en sianiede word ontbind in gasse soos stikstof en koolstofmonoksied. Die hoëtemperatuur-pirolisemetode kan sianiede effektief verwyder, maar dit vereis 'n groot hoeveelheid energieverbruik, en swaar metale kan onder hoëtemperatuurtoestande vervlugtig, wat die moeilikheid van daaropvolgende uitskotgasbehandeling verhoog.

2. Adsorpsiemetode : Adsorbente soos geaktiveerde koolstof en seoliet word gebruik om sianiede te adsorbeer. Adsorbente het 'n groot spesifieke oppervlakarea en kan sianiede op hul oppervlaktes adsorbeer, waardeur die doel van ontgifting bereik word. Die adsorpsiemetode is eenvoudig om te gebruik, maar die adsorpsiekapasiteit van die adsorbent is beperk, en die adsorbent moet gereeld vervang word. Daarbenewens is die behandeling van die geadsorbeerde adsorbent ook relatief kompleks.

Ontgiftingsproses

behandeling

1. Breek en Sifting : Die massiewe sianied-afval word vergruis om hul deeltjiegrootte te verminder, sodat die daaropvolgende ontgiftingsreaksie meer volledig kan verloop. Algemene brekers sluit in kaakbrekers, keëlbrekers, ens. Die vergruisde afval word dan deur siftingstoerusting soos vibrerende siwwe gesif om deeltjies van verskillende deeltjiegroottes uit te sif, wat materiale met gepaste deeltjiegroottes vir daaropvolgende behandeling voorsien.

2. Uitloging : Om sianiede beter in kontak te bring en daarmee te reageer, word water of ander geskikte oplosmiddels gewoonlik gebruik om die sianiedrempel te loog. Die uitlogingsproses word in 'n geroerde tenk uitgevoer, en die drempel en die oplosmiddel word volledig gemeng deur te roer. Faktore soos uitlogingstyd, temperatuur en vloeistof-tot-vastestof-verhouding sal die uitlogingseffek beïnvloed en moet oor die algemeen geoptimaliseer word volgens werklike toestande.

Ontgiftingsoperasie

1. Werkingsproses van die Chemiese Oksidasiemetode : As ons die alkaliese chlorineringsmetode as voorbeeld neem, word natriumhidroksied na uitloging in die stertoplossing eers bygevoeg om die pH-waarde van die oplossing tot 10-11 aan te pas. Dan word chloorgas stadig bygevoeg of natriumhipochlorietoplossing bygevoeg, en terselfdertyd word geroer om die reaksie volledig te laat verloop. Tydens die reaksieproses moet die sianiedkonsentrasie in die oplossing intyds gemonitor word. Wanneer die sianiedkonsentrasie tot onder die gespesifiseerde standaard verminder word, word die byvoeging van die oksidant gestaak.

2. Werkingsproses van Biologiese Oksidasiemetode : Indien die mikrobiese uitlogingsmetode toegepas word, word die goed gekweekte Thiobacillus ferrooxidans en ander mikroörganismes in die uitlogingsoplossing wat sianied-afval bevat, ingeënt. Die temperatuur van die reaksiestelsel word binne die geskikte groeibereik van mikroörganismes (gewoonlik 25 - 35 ℃) beheer, en die pH-waarde word aangepas na die toepaslike reeks (gewoonlik 2 - 4). Tydens die reaksieproses moet voedingstowwe gereeld aangevul word om aan die groeibehoeftes van mikroörganismes te voldoen. Die vordering van die ontgiftingsreaksie word beoordeel deur die sianiedkonsentrasie en die groei van mikroörganismes te monitor.

Daaropvolgende Behandeling

1. Skeiding van vaste stof en vloeistof : Nadat die ontgiftingsreaksie voltooi is, moet die behandelde stertstukke aan vaste stof-vloeistofskeiding onderwerp word. Algemene vaste stof-vloeistof-skeidingsmetodes sluit in filtrasie en sentrifugering. Deur middel van filtrasietoerusting soos plaat-en-raam-filterperse word die vaste stertstukke van die vloeistof geskei. Die geskeide vloeistof moet verder getoets word vir sianied- en swaarmetaalinhoud om te verseker dat dit ontlaai kan word nadat aan die ontladingsstandaarde voldoen is.

2. Verwydering van Slyk : Na ontgifting en vastestof-vloeistofskeiding, indien die swaarmetaalinhoud in die slyk steeds hoog is, is verdere behandeling nodig. Byvoorbeeld, die stollings- en stabiliseringstegnologie word aangeneem, en die slyk word gemeng met stollingsmiddels soos sement en kalk om die swaarmetale in die gestolde liggaam te bind en hul mobiliteit in die omgewing te verminder. Die behandelde slyk kan gestort word of omvattend benut word volgens werklike toestande, soos om gebruik te word in die produksie van boumateriaal.

Gevolgtrekking

Die ontgiftingsbehandeling van sianieduitskot is van groot belang vir omgewingsbeskerming en volhoubare benutting van hulpbronne. Verskillende ontgiftingsmetodes het hul eie voordele en nadele. In praktiese toepassings moet toepaslike ontgiftingsmetodes en -prosesse omvattend gekies word volgens faktore soos die eienskappe van sianieduitskot, behandelingskoste en omgewingsvereistes. Terselfdertyd, met die voortdurende vooruitgang van wetenskap en tegnologie, kom nuwe ontgiftingstegnologieë en -prosesse voortdurend na vore. In die toekoms word verwag dat dit meer doeltreffende, omgewingsvriendelike en ekonomiese ontgiftingsmetodes vir sianied-uitskot sal ontwikkel, wat beter oplossings bied vir die omgewingsprobleme wat deur sianied-uitskot veroorsaak word.