Studija o obradi bakreno-arsenske otpadne kisele vode natrijevim hidrosulfidom umjesto natrijevim sulfidom

Uvod

Istraživanja pokazuju da obrada otpadne kiseline koja sadrži bakar i arsen koristi proces koji uključuje taloženje sulfida, nakon čega slijedi dodavanje gipsa i elektrokemijska neutralizacija, što u konačnici dovodi do stabilnog pražnjenja koje zadovoljava regulatorne standarde. U koraku taloženja sulfida, otopina natrijevog sulfida s masenom koncentracijom od 26% automatski se dodaje otpadnoj kiselini koja sadrži bakar i arsen pod specifičnim uvjetima kiselosti, što rezultira stvaranjem taloga CuS i As2S3 za uklanjanje iona bakra i arsena iz tekuće faze. U stvarnoj proizvodnji, otopina natrijevog sulfida sadrži relativno visoke razine netopljivih nečistoća, a kada je izložena zraku, postupno oksidira i stvara tiosulfat. Osim toga, ima visoku temperaturu kristalizacije, među ostalim nedostacima. Stoga bi pronalazak novog sulfidnog agensa koji bi zamijenio natrijev sulfid bio od značajne važnosti.

Čvrsti natrijev hidrosulfid

Princip procesa

Zbog postojećih ograničenja u procesu apsorpcije viška H2S, obrada otpadne kiseline koja sadrži bakar i arsen pomoću natrijevog hidrosulfida provodi se na temelju trenutne opreme i procesnog toka otpadne kiseline i otpadnih voda radionice sumporne kiseline. Ova metoda koristi miješanu otopinu natrijevog hidrosulfida i natrijevog sulfida za obradu.

Tijek procesa

Slika 1 ilustrira dijagram toka procesa za obradu otpadne kiseline koja sadrži bakar i arsen pomoću natrijevog hidrosulfida. Otopina otpadne kiseline, nakon uklanjanja SO2 u tornju za stripping, ulazi s vrha u reakcijski spremnik natrijevog hidrosulfida. Mješovita otopina natrijevog hidrosulfida i natrijevog sulfida dodaje se s dna reakcijskog spremnika. Pod kiselim uvjetima stvara se plin H2S koji se postupno diže, reagirajući s bakrom i arsenom odozgo prema dolje da bi se formirali talozi CuS i As2S3. Ti precipitati se zatim prelijevaju u zgušnjivač bakra radi taloženja. Supernatant se šalje u proces obrade gipsa, dok se donji mulj odvodi u filter preši prije slanja na daljnju obradu. Mala količina neizreagiranog H2S odvodi se podtlačnom cijevi do tornja za detoksikaciju, gdje ga apsorbira cirkulirajuća miješana otopina natrijevog hidrosulfida i natrijevog sulfida, osiguravajući da zadovoljava standarde pražnjenja.

Eksperimentalna metoda

Usvojen je kontinuirani način proizvodnje, a ostali procesi i kontrolni parametri ostaju nepromijenjeni. Natrijev hidrosulfid reagira brže od natrijevog sulfida; ako je koncentracija relativno visoka, u kiselim uvjetima brzo se stvara velika količina sumporovodika (H2S). Osim što će reagirati s dijelom bakra i arsena u otpadnoj kiselini, relativno prekomjerni sumporovodik će izaći s površine tekućine zbog miješanja lopatice i biti odvučen negativnim tlakom u toranj za detoksikaciju. Postojeći proces koristi natrijev sulfid za apsorpciju viška sumporovodika koji nastaje tijekom reakcije sulfida (Na2S + H2S = 2NaHS). Nakon probne upotrebe natrijevog hidrosulfida, spremnik za skladištenje natrijevog sulfida sadrži nešto natrijevog hidrosulfida, što smanjuje njegovu sposobnost apsorpcije viška vodikovog sulfida. Kako bi se spriječila nepotpuna apsorpcija sumporovodika, koja bi mogla dovesti do nesukladnih emisija iz tornja za detoksifikaciju, voda (kondenzat iz pare za grijanje spremnika za skladištenje natrijevog sulfida) dodaje se u spremnik za pohranu natrijevog sulfida tijekom probnog razdoblja kako bi se održala koncentracija miješane otopine natrijevog sulfida i natrijevog hidrosulfida na približno 15%.

Zaključak

1. Nakon korištenja miješane otopine natrijevog hidrosulfida i natrijevog sulfida, cijena reagensa za obradu jednog kubičnog metra otpadne kiseline smanjena je na 52.5% cijene čistog natrijevog sulfida, što rezultira značajnim ekonomskim prednostima.

2. Upotreba miješane otopine natrijevog hidrosulfida i natrijevog sulfida nije utjecala na pokazatelje pražnjenja radionice; standardi ispuštanja otpadnih voda ostaju stabilni i usklađeni.

3. Zbog mješovite upotrebe natrijevog sulfida i natrijevog hidrosulfida, te uz nepromijenjeni postojeći proces detoksikacijskog tornja, nije bilo slučajeva nesukladnosti u emisijama iz detoksikacijskog tornja.