Postupak za zakiseljavanje natrijum cijanida i teških metala iz otpadnih voda

Uvod

Otpadne vode koje sadrže cijanid nastaju iz različitih industrijskih procesa kao što su rudarstvo zlata, galvanizacija i hemijska proizvodnja. Zbog visoke toksičnosti cijanid, nepravilno ispuštanje ovih otpadnih voda može uzrokovati ozbiljno zagađenje okoliša i štetu po ljudsko zdravlje. Stoga su tretman i iskorištavanje resursa otpadnih voda koje sadrže cijanid postali ključna pitanja. Među metodama tretmana, Oporavak od zakiseljavanja of Sodium Cyanide i teških metala je široko korišten i efikasan pristup koji ne samo da smanjuje rizik za okoliš, već i omogućava recikliranje vrijednih resursa.

Princip oporavka od zakiseljavanja

Konverzija cijanida u cijanovodonik (HCN)

U procesu zakiseljavanja, jake kiseline poput sumporne kiseline dodaju se otpadnim vodama koje sadrže cijanide. U kiselim uslovima, slobodni cijanidni ioni u otpadnim vodama transformišu se u cijanovodonik (HCN). Cijanovodonik je isparljivo jedinjenje. Kada se pH otpadnih voda podesi na nisku vrijednost, obično ispod 2, reakcija će se vjerovatnije odvijati, što olakšava pretvaranje cijanidnih iona u gas HCN.

Oporavak natrijum cijanida

Generirani HCN plin se zatim uvodi u toranj za apsorpciju alkalija. Unutar tornja reagira s otopinom natrijevog hidroksida (NaOH). Kako reakcija napreduje, natrijum cijanid (NaCN) se formira i akumulira u apsorpcijskom rastvoru. Kada koncentracija NaCN u rastvoru dostigne oko 10% - 12%, može se reciklirati i ponovo upotrijebiti u relevantnim industrijskim procesima, kao što je proces ispiranja u rudnicima zlata.

Oslobađanje i taloženje teških metala

Pored slobodnog cijanida, otpadne vode često sadrže komplekse teških metala i cijanida, poput onih bakra i cinka. U kiselim uslovima, ovi kompleksi se razgrađuju. Nakon što se ioni teških metala oslobode, oni mogu formirati nerastvorljive soli i taložiti se pod određenim uslovima. Na primjer, podešavanje pH vrijednosti ili dodavanje određenih sredstava za taloženje može uzrokovati stvaranje taloga od strane iona bakra.

Koraci procesa

Korak 1: Predtretman otpadnih voda

Otpadna voda visoke koncentracije koja sadrži alkalni cijanid prvo prolazi kroz izmjenjivač topline pare radi kontrole temperature. Tipično, temperatura se održava u rasponu od 20 - 25°C. Ova kontrola temperature pomaže u optimizaciji brzine reakcije i osigurava stabilnost procesa. Koncentracija cijanida u otpadnoj vodi visoke koncentracije obično se kreće od 5000 - 5500 ppm, a pH vrijednost je između 10.5 - 12.5.

Korak 2: Zakiseljavanje

Prethodno tretirana otpadna voda se dovodi u toranj za raspršivanje zakiseljavanja određenim protokom, na primjer, 2 m³/h. Zatim se dodaje koncentrovana sumporna kiselina. Količina dodane sumporne kiseline se podešava prema karakteristikama otpadne vode, obično 25-30 kg/m³, kako bi se pH vrijednost otpadne vode snizila na manje od 2. Toplota oslobođena tokom dodavanja sumporne kiseline može ubrzati reakciju, olakšavajući slobodnim cijanidnim jonima u otpadnoj vodi da se pretvore u isparljivi HCN.

Korak 3: Generisanje i odvajanje HCN-a

U jako kiseloj sredini tornja za raspršivanje zakiseljavanja, potiče se konverzija cijanida u HCN. Nastali HCN plin se zatim usisava vakuumskim centrifugalnim ventilatorom i ulazi u sljedeću fazu - toranj za apsorpciju alkalija. Istovremeno, kako se pH vrijednost smanjuje, neki ioni teških metala u otpadnoj vodi počinju se mijenjati. Na primjer, koncentracija iona bakra u otpadnoj vodi može pasti, a neki teški metali počinju formirati taloge.

Korak 4: Apsorpcija i oporavak natrijum cijanida

HCN plin ulazi u toranj za apsorpciju alkalija i apsorbira se pomoću 20% - 30% otopine NaOH. Tečnost za apsorpciju alkalija u tornju se reciklira, a tokom procesa recikliranja koristi se ventilator kako bi se osiguralo da se HCN plin više puta apsorbira. Kako se reakcija apsorpcije nastavlja, koncentracija NaCN u tečnosti za apsorpciju postepeno se povećava. Kada koncentracija NaCN dostigne 10% - 12%, može se vratiti u proces ispiranja radi ponovne upotrebe, čime se postiže oporavak... Natrijum cijanid.

Korak 5: Taloženje i odvajanje teških metala

Što se tiče otpadnih voda nakon ispuštanja HCN-a, budući da su neki kompleksi teških metala i cijanida razgrađeni pod kiselim uslovima, može se provesti daljnji tretman kako bi se istaložili teški metali. Na primjer, podešavanjem pH vrijednosti otpadnih voda na alkalni raspon mogu se formirati hidroksidi teških metala koji se talože. Zatim se mogu koristiti metode odvajanja čvrste i tečne faze, poput filtracije ili sedimentacije, kako bi se odvojili istaloženi teški metali iz otpadnih voda, čime se postiže uklanjanje i oporavak teških metala.

Prednosti metode oporavka zakiseljavanjem

Resource Recycling

Metoda zakiseljavanja može efikasno izdvojiti natrijum cijanid iz otpadnih voda koje sadrže cijanid, koji se može ponovo koristiti u relevantnim industrijskim procesima, smanjujući potrošnju novog natrijum cijanida i snižavajući troškove proizvodnje. Istovremeno, teški metali se također mogu reciklirati, pretvarajući otpad u vrijedne resurse.

Troškovi - efektivnost

U poređenju s nekim drugim metodama tretmana koje se fokusiraju samo na uništavanje cijanida, metoda zakiseljavanja ne samo da tretira otpadne vode, već i oporavlja vrijedne supstance. Iako zahtijeva potrošnju kiseline i alkalija, vrijednost oporavljenog natrijum cijanida i teških metala može nadoknaditi dio troškova tretmana, čineći ukupni tretman isplativijim na duge staze.

Prijateljstvo okoline

Rekuperacijom natrijum cijanida i teških metala, količina zagađivača u otpadnim vodama se značajno smanjuje. Prečišćene otpadne vode imaju niži sadržaj cijanida i teških metala, što je povoljnije za naknadno ispuštanje ili dalji tretman, smanjujući negativan uticaj na okolinu.

Potrošnja u procesu oporavka od zakiseljavanja

Potrošnja metode zakiseljavanja otpadnih voda koje sadrže cijanid uglavnom uključuje sumpornu kiselinu, kaustičnu sodu (NaOH), kreč i električnu energiju. Zimi je potrebno prethodno zagrijati otpadne vode, pa se troši i para.

1. Potrošnja kiseline

• Konverzija cijanida u HCNKoličina sumporne kiseline potrebna za pretvaranje cijanida u otpadnim vodama u HCN zavisi od koncentracije cijanida u otpadnim vodama. Na primjer, za tretman 1 m³ otpadnih voda sa koncentracijom cijanida od 5000 ppm, potrebna je određena količina sumporne kiseline za ovu konverziju.

• Zakiseljavanje otpadnih vodaPored kiseline za konverziju cijanida, dodatna kiselina se koristi za podešavanje otpadne vode na pravi nivo kiselosti. Količina potrebna za snižavanje pH vrijednosti ispod 2 je važan faktor.

• Reakcija s alkalijama u otpadnim vodamaU otpadnim vodama mogu postojati neke alkalne supstance koje reaguju sa sumpornom kiselinom, ali generalno, ta potrošnja je relativno mala u poređenju sa količinama koje se koriste za konverziju cijanida i zakiseljavanje.

• Reakcija s karbonatom u otpaduAko sirovine koje sadrže cijanid imaju visok ugljenU slučaju visokog sadržaja kiseline, kao što je slučaj s nekim cijanidnim ostatakom, karbonat će reagirati s kiselinom i formirati ugljikov dioksid. U takvim slučajevima, potrošnja sumporne kiseline će se značajno povećati, a ovi materijali možda nisu idealni za tretman metodom oporavka kiseline.

2. Potrošnja alkalijaKaustična soda (NaOH) se koristi u tornju za apsorpciju alkalija za apsorpciju HCN-a i formiranje NaCN-a. Količina potrošenog NaOH-a povezana je s količinom generiranog HCN-a i efikasnošću apsorpcije.

3. Potrošnja krečaU nekim slučajevima, kreč se može koristiti u naknadnom tretmanu otpadnih voda, kao što je podešavanje pH vrijednosti za taloženje teških metala. Potrebna količina kreča zavisi od vrste i koncentracije teških metala u otpadnim vodama i potrebnog raspona podešavanja pH vrijednosti.

4. Potrošnja električne energije i pareElektričnu energiju u procesu koriste oprema poput pumpi, ventilatora i vakuumskih centrifugalnih ventilatora. Zimi, prilikom predgrijavanja otpadne vode, para se troši kako bi se temperatura podigla na odgovarajući nivo za reakciju.

zaključak

Metoda zakiseljavanja otpadnih voda koje sadrže cijanid radi oporavka natrijum cijanida i teških metala je sveobuhvatna i efikasna tehnologija tretmana. Slijedeći specifične procesne korake, ne samo da se mogu ukloniti toksični cijanid i teški metali iz otpadnih voda, već se i recikliraju vrijedni resursi. Iako u procesu postoji određena potrošnja materijala i energije, s obzirom na njegove ekološke i ekonomske koristi, ima široke mogućnosti primjene u tretmanu otpadnih voda koje sadrže cijanid. Međutim, u stvarnom radu, potrebno je poduzeti stroge sigurnosne mjere zbog toksičnosti HCN plina. Istovremeno, potrebna je kontinuirana optimizacija procesnih parametara kako bi se poboljšala efikasnost oporavka i smanjili troškovi.