Proces til forsuringsgenvinding af natriumcyanid og tungmetaller fra spildevand

Introduktion

Cyanidholdigt spildevand genereres fra forskellige industrielle processer såsom guldminedrift, galvanisering og kemisk produktion. På grund af den høje toksicitet af cyanidUkorrekt udledning af dette spildevand kan forårsage alvorlig miljøforurening og skade menneskers sundhed. Derfor er behandling og ressourceudvinding af cyanidholdigt spildevand blevet afgørende emner. Blandt behandlingsmetoderne, Genopretning af forsuring of Natriumcyanid og tungmetaller er en udbredt og effektiv tilgang, som ikke blot reducerer miljørisikoen, men også realiserer genbrug af værdifulde ressourcer.

Princippet for forsuringsgenvinding

Omdannelse af cyanid til hydrogencyanid (HCN)

I forsuringsprocessen tilsættes stærke syrer som svovlsyre til det cyanidholdige spildevand. Under sure forhold omdannes frie cyanidioner i spildevandet til hydrogencyanid (HCN). Hydrogencyanid er en flygtig forbindelse. Når spildevandets pH justeres til en lav værdi, normalt under 2, er det mere sandsynligt, at reaktionen fortsætter, hvilket letter omdannelsen af ​​cyanidioner til HCN-gas.

Genvinding af natriumcyanid

Den genererede HCN-gas indføres derefter i et alkaliabsorptionstårn. Inde i tårnet reagerer den med en natriumhydroxidopløsning (NaOH). Efterhånden som reaktionen skrider frem, natriumcyanid (NaCN) dannes og akkumuleres i absorptionsopløsningen. Når koncentrationen af ​​NaCN i opløsningen når omkring 10% - 12%, kan det genbruges og genanvendes i relevante industrielle processer, såsom udvaskningsprocessen i guldminedrift.

Frigivelse og udfældning af tungmetaller

Udover frit cyanid indeholder spildevandet ofte komplekser af tungmetaller og cyanid, såsom kobber og zink. Under sure forhold nedbrydes disse komplekser. Når tungmetalionerne frigives, kan de danne uopløselige salte og udfældes under specifikke forhold. For eksempel kan justering af pH-værdien eller tilsætning af visse udfældningsmidler forårsage, at kobberioner danner udfældninger.

Processtrin

Trin 1: Forbehandling af spildevand

Det alkaliske cyanidholdige spildevand med høj koncentration passerer først gennem en dampvarmeveksler for at kontrollere temperaturen. Temperaturen holdes typisk inden for området 20-25 °C. Denne temperaturkontrol hjælper med at optimere den efterfølgende reaktionshastighed og sikrer processens stabilitet. Koncentrationen af ​​cyanid i spildevandet med høj koncentration ligger generelt mellem 5000 og 5500 ppm, og pH-værdien er mellem 10.5 og 12.5.

Trin 2: Forsuring

Det forbehandlede spildevand føres ind i et forsuringstårn med en bestemt flowhastighed, for eksempel 2 m³/t. Derefter tilsættes koncentreret svovlsyre. Mængden af ​​tilsat svovlsyre justeres i henhold til spildevandets egenskaber, generelt 25-30 kg/m³, for at sænke spildevandets pH-værdi til under 2. Den varme, der frigives under tilsætningen af ​​svovlsyre, kan fremskynde reaktionen, hvilket gør det lettere for frie cyanidioner i spildevandet at omdannes til flygtig HCN.

Trin 3: HCN-generering og -separation

I det stærkt sure miljø i forsuringstårnet fremmes omdannelsen af ​​cyanid til HCN. Den dannede HCN-gas trækkes derefter ind af en vakuumcentrifugalventilator og går ind i det næste trin - alkaliabsorptionstårnet. Samtidig, når pH-værdien falder, begynder nogle tungmetalioner i spildevandet at ændre sig. For eksempel kan koncentrationen af ​​kobberioner i spildevandet falde, og nogle tungmetaller begynder at danne udfældninger.

Trin 4: Absorption og genvinding af natriumcyanid

HCN-gassen kommer ind i alkaliabsorptionstårnet og absorberes af en 20% - 30% NaOH-opløsning. Alkaliabsorptionsvæsken i tårnet genbruges, og under genbrugsprocessen bruges en ventilator til at sikre, at HCN-gassen absorberes gentagne gange. Efterhånden som absorptionsreaktionen fortsætter, stiger koncentrationen af ​​NaCN i absorptionsvæsken gradvist. Når NaCN-koncentrationen når 10% - 12%, kan den returneres til udvaskningsprocessen til genbrug, hvorved der opnås genvinding af Natriumcyanid.

Trin 5: Udfældning og separation af tungmetaller

For spildevandet efter frigivelse af HCN, da nogle tungmetal-cyanidkomplekser er blevet nedbrudt under sure forhold, kan yderligere behandling udføres for at udfælde tungmetaller. For eksempel kan justering af spildevandets pH-værdi til et alkalisk område danne tungmetalhydroxider, der udfældes. Derefter kan fast-væske-separationsmetoder såsom filtrering eller sedimentation anvendes til at separere de udfældede tungmetaller fra spildevandet, hvilket opnår fjernelse og genvinding af tungmetaller.

Fordele ved metoden til genvinding af forsuring

Genbrug af ressourcer

Forsuringsmetoden kan effektivt genvinde natriumcyanid fra cyanidholdigt spildevand, som kan genbruges i relevante industrielle processer, hvilket reducerer forbruget af nyt natriumcyanid og sænker produktionsomkostningerne. Samtidig kan tungmetaller også genvindes, hvilket omdanner affald til værdifulde ressourcer.

Omkostninger - Effektivitet

Sammenlignet med nogle andre behandlingsmetoder, der kun fokuserer på at destruere cyanid, behandler forsuringsmetoden ikke kun spildevandet, men genvinder også værdifulde stoffer. Selvom det kræver forbrug af syre og base, kan værdien af ​​det genvundne natriumcyanid og tungmetaller opveje en del af behandlingsomkostningerne, hvilket gør den samlede behandling mere omkostningseffektiv i det lange løb.

Miljøvenlighed

Ved at genvinde natriumcyanid og tungmetaller reduceres mængden af ​​forurenende stoffer i spildevandet betydeligt. Det rensede spildevand har et lavere indhold af cyanid og tungmetaller, hvilket er mere gunstigt for efterfølgende udledning eller yderligere behandling, hvilket reducerer den negative påvirkning af miljøet.

Forbrug i forsuringsgendannelsesprocessen

Forbruget ved forsuringsmetoden til genvinding af cyanidholdigt spildevand omfatter hovedsageligt svovlsyre, kaustisk soda (NaOH), kalk og elektricitet. Om vinteren er det nødvendigt at forvarme spildevandet, så der forbruges også damp.

1. Syreforbrug

• Omdannelse af cyanid til HCNMængden af ​​svovlsyre, der er nødvendig for at omdanne cyanid i spildevand til HCN, afhænger af koncentrationen af ​​cyanid i spildevandet. For eksempel, for at behandle 1 m³ spildevand med en cyanidkoncentration på 5000 ppm, kræves en vis mængde svovlsyre til denne omdannelse.

• Forsuring af spildevandUdover syren til cyanidomdannelse bruges yderligere syre til at justere spildevandet til det rette surhedsniveau. Den mængde syre, der er nødvendig for at sænke pH-værdien til under 2, er en vigtig faktor.

• Reaktion med alkali i spildevandDer kan være nogle alkaliske stoffer i spildevandet, der reagerer med svovlsyre, men generelt er dette forbrug relativt lille sammenlignet med de mængder, der bruges til cyanidomdannelse og forsuring.

• Reaktion med karbonat i affaldHvis de cyanidholdige råmaterialer har en høj Carbonsyreindhold, såsom i nogle cyanid-tailings-opslæmninger, vil karbonatet reagere med syren og danne kuldioxid. I sådanne tilfælde vil forbruget af svovlsyre stige betydeligt, og disse materialer er muligvis ikke ideelle til behandling med syreudvindingsmetoden.

2. AlkaliforbrugKaustisk soda (NaOH) anvendes i alkaliabsorptionstårnet til at absorbere HCN og danne NaCN. Mængden af ​​forbrugt NaOH er relateret til mængden af ​​genereret HCN og absorptionseffektiviteten.

3. KalkforbrugI nogle tilfælde kan kalk anvendes i den efterfølgende behandling af spildevand, f.eks. til justering af pH-værdien for tungmetaludfældning. Den nødvendige mængde kalk afhænger af typen og koncentrationen af ​​tungmetaller i spildevandet og det nødvendige pH-justeringsområde.

4. Elektricitets- og dampforbrugElektricitet bruges af udstyr som pumper, ventilatorer og vakuumcentrifugalventilatorer i processen. Om vinteren, når spildevandet forvarmes, forbruges damp for at hæve temperaturen til det passende niveau for reaktionen.

Konklusion

Metoden til genvinding af forsuring af cyanidholdigt spildevand til natriumcyanid og tungmetaller er en omfattende og effektiv behandlingsteknologi. Ved at følge specifikke procestrin kan den ikke blot fjerne giftigt cyanid og tungmetaller fra spildevand, men også genbruge værdifulde ressourcer. Selvom der er et vist materiale- og energiforbrug i processen, har den i betragtning af dens miljømæssige og økonomiske fordele brede anvendelsesmuligheder i behandlingen af ​​cyanidholdigt spildevand. I den faktiske drift skal der dog træffes strenge sikkerhedsforanstaltninger på grund af HCN-gassens toksicitet. Samtidig er det nødvendigt med løbende optimering af procesparametrene for at forbedre genvindingseffektiviteten og reducere omkostningerne.