Studio sul trattamento delle acque reflue acide di rame-arsenico con idrosolfuro di sodio al posto del solfuro di sodio

Introduzione

La ricerca indica che il trattamento degli acidi di scarto contenenti rame e arsenico impiega un processo che prevede la precipitazione dei solfuri, seguita dall'aggiunta di gesso e dalla neutralizzazione elettrochimica, che porta infine a uno scarico stabile conforme agli standard normativi. Nella fase di precipitazione dei solfuri, una soluzione di solfuro di sodio con una concentrazione di massa del 26% viene aggiunta automaticamente agli acidi di scarto contenenti rame e arsenico in specifiche condizioni di acidità, con conseguente formazione di precipitati di CuS e As2S3 per rimuovere gli ioni di rame e arsenico dalla fase liquida. Nella produzione effettiva, la soluzione di solfuro di sodio contiene livelli relativamente elevati di impurità insolubili e, se esposta all'aria, si ossida gradualmente formando tiosolfato. Inoltre, presenta un'elevata temperatura di cristallizzazione, tra gli altri svantaggi. Pertanto, trovare un nuovo agente solfuro che sostituisca il solfuro di sodio sarebbe di notevole importanza.

Idrosolfuro di sodio solido

Principio del processo

Vincolati dall'attuale processo di assorbimento dell'eccesso di H2S, il trattamento degli acidi di scarto contenenti rame e arsenico mediante idrosolfuro di sodio viene effettuato utilizzando le attrezzature e il flusso di processo attualmente in uso per gli acidi di scarto e le acque reflue dell'impianto di acido solforico. Questo metodo impiega una soluzione mista di idrosolfuro di sodio e solfuro di sodio per il trattamento.

Flusso di processo

La figura 1 illustra il diagramma di flusso del processo per il trattamento di acido di scarto contenente rame e arsenico mediante idrosolfuro di sodio. La soluzione acida di scarto, dopo la rimozione di SO2 nella torre di strippaggio, entra nel serbatoio di reazione dell'idrosolfuro di sodio dall'alto. Una soluzione mista di idrosolfuro di sodio e solfuro di sodio viene aggiunta dal fondo del serbatoio di reazione. In condizioni acide, viene generato gas H2S che sale gradualmente, reagendo con rame e arsenico dall'alto verso il basso per formare precipitati di CuS e As2S3. Questi precipitati traboccano quindi nell'addensatore di rame per la sedimentazione. Il surnatante viene inviato al processo di trattamento del gesso, mentre i fanghi di fondo vengono disidratati in una filtropressa prima di essere inviati per un'ulteriore lavorazione. Una piccola quantità di H2S non reagito viene estratta da un tubo a pressione negativa alla torre di detossificazione, dove viene assorbita dalla soluzione mista circolante di idrosolfuro di sodio e solfuro di sodio, assicurando che soddisfi gli standard di scarico.

Metodo sperimentale

Viene adottata una modalità di produzione continua, con altri processi e parametri di controllo che rimangono invariati. L'idrosolfuro di sodio reagisce più velocemente del solfuro di sodio; se la concentrazione è relativamente alta, una grande quantità di idrogeno solforato (H2S) viene generata rapidamente in condizioni acide. Oltre a reagire con parte del rame e dell'arsenico nell'acido di scarto, l'idrogeno solforato relativamente eccessivo fuoriuscirà dalla superficie del liquido a causa dell'agitazione della paletta di agitazione e verrà estratto tramite pressione negativa nella torre di detossificazione. Il processo esistente utilizza il solfuro di sodio per assorbire l'eccesso di idrogeno solforato generato durante la reazione del solfuro (Na2S + H2S = 2NaHS). Dopo l'uso di prova dell'idrosolfuro di sodio, il serbatoio di stoccaggio del solfuro di sodio contiene un po' di idrosolfuro di sodio, il che riduce la sua capacità di assorbire l'eccesso di idrogeno solforato. Per impedire l'assorbimento incompleto di idrogeno solforato, che potrebbe causare emissioni non conformi dalla torre di detossificazione, durante il periodo di prova viene aggiunta acqua (condensa dal vapore di riscaldamento del serbatoio di stoccaggio del solfuro di sodio) al serbatoio di stoccaggio del solfuro di sodio per mantenere la concentrazione della soluzione mista di solfuro di sodio e idrosolfuro di sodio a circa il 15%.

Conclusione

1. Dopo aver utilizzato una soluzione mista di idrosolfuro di sodio e solfuro di sodio, il costo del reagente per il trattamento di un metro cubo di acido di scarto si riduce al 52.5% di quello del solfuro di sodio puro, con conseguenti notevoli vantaggi economici.

2. L'uso della soluzione mista di idrosolfuro di sodio e solfuro di sodio non ha influenzato gli indicatori di scarico dell'officina; gli standard di scarico delle acque reflue rimangono stabili e conformi.

3. Grazie all'uso misto di solfuro di sodio e idrosolfuro di sodio e mantenendo invariato il processo della torre di detossificazione, non si sono verificati casi di non conformità nelle emissioni dalla torre di detossificazione.