Процес за закрепнување од ацидификација на натриум цијанид и тешки метали од отпадни води

Вовед

Отпадни води што содржат цијанид се создаваат од различни индустриски процеси како што се рударство на злато, галванизација и хемиско производство. Поради високата токсичност на цијанид, неправилното испуштање на оваа отпадна вода може да предизвика сериозно загадување на животната средина и штета на здравјето на луѓето. Затоа, третманот и обновувањето на ресурсите од отпадни води што содржат цијанид станаа клучни прашања. Меѓу методите за третман, Обновување на ацидификацијата of Натриум цијанид и тешките метали е широко користен и ефикасен пристап, кој не само што го намалува ризикот за животната средина, туку и овозможува рециклирање на вредни ресурси.

Принцип на обновување на ацидификацијата

Конверзија на цијанид во водород цијанид (HCN)

Во процесот на закиселување, силни киселини како сулфурна киселина се додаваат во отпадните води што содржат цијанид. Под кисели услови, слободните цијанидни јони во отпадните води се трансформираат во водород цијанид (HCN). Водород цијанидот е испарливо соединение. Кога pH вредноста на отпадните води е прилагодена на ниска вредност, обично под 2, реакцијата е поверојатно да продолжи, олеснувајќи ја конверзијата на цијанидните јони во гас HCN.

Обновување на натриум цијанид

Генерираниот гас HCN потоа се внесува во кула за апсорпција на алкали. Внатре во кулата, тој реагира со раствор од натриум хидроксид (NaOH). Како што реакцијата продолжува, натриум цијанид (NaCN) се формира и се акумулира во растворот за апсорпција. Кога концентрацијата на NaCN во растворот достигнува околу 10% - 12%, може да се рециклира и повторно да се употреби во релевантни индустриски процеси, како што е процесот на лужење во рударството на злато.

Ослободување и таложење на тешки метали

Освен слободниот цијанид, отпадните води често содржат комплекси од тешки метали и цијанид, како оние од бакар и цинк. Под кисели услови, овие комплекси се разградуваат. Откако ќе се ослободат јони на тешки метали, тие можат да формираат нерастворливи соли и да таложат под специфични услови. На пример, прилагодувањето на pH вредноста или додавањето одредени агенси за таложење може да предизвика јони на бакар да формираат талог.

Процес чекори

Чекор 1: Предтретман на отпадни води

Алкалната отпадна вода со висока концентрација што содржи цијанид прво поминува низ разменувач на топлина со пареа за да се контролира нејзината температура. Типично, температурата се одржува во опсег од 20 - 25°C. Оваа контрола на температурата помага да се оптимизира последователната брзина на реакција и обезбедува стабилност на процесот. Концентрацијата на цијанид во отпадната вода со висока концентрација генерално се движи од 5000 - 5500 ppm, а pH вредноста е помеѓу 10.5 - 12.5.

Чекор 2: Ацидификација

Претходно третираната отпадна вода се внесува во кула за прскање за ацидификација со одредена брзина на проток, на пример, 2 m³/h. Потоа се додава концентрирана сулфурна киселина. Количината на додадена сулфурна киселина се прилагодува според карактеристиките на отпадната вода, генерално 25-30 kg/m³, за да се намали pH вредноста на отпадната вода на помалку од 2. Топлината што се ослободува за време на додавањето на сулфурна киселина може да ја забрза реакцијата, олеснувајќи го претворањето на слободните цијанидни јони во отпадната вода во испарлива HCN.

Чекор 3: Генерирање и одвојување на HCN

Во силно киселата средина на кулата за прскање за ацидификација, се поттикнува конверзијата на цијанид во HCN. Формираниот гас HCN потоа се влече со вакуумски центрифугален вентилатор и влегува во следната фаза - кулата за апсорпција на алкали. Во исто време, како што се намалува pH вредноста, некои јони на тешки метали во отпадните води почнуваат да се менуваат. На пример, концентрацијата на јони на бакар во отпадните води може да се намали, а некои тешки метали почнуваат да формираат талог.

Чекор 4: Апсорпција и обновување на натриум цијанид

Гасот HCN влегува во кулата за апсорпција на алкали и се апсорбира од раствор на NaOH од 20% - 30%. Течноста за апсорпција на алкали во кулата се рециклира, а за време на процесот на рециклирање, се користи вентилатор за да се обезбеди гасот HCN постојано да се апсорбира. Како што продолжува реакцијата на апсорпција, концентрацијата на NaCN во течноста за апсорпција постепено се зголемува. Кога концентрацијата на NaCN достигнува 10% - 12%, може да се врати во процесот на лужење за повторна употреба, со што се постигнува обновување на Натриум цијанид.

Чекор 5: Таложење и сепарација на тешки метали

За отпадните води по ослободувањето на HCN, бидејќи некои комплекси на тешки метали - цијанид се разградени под кисели услови, може да се спроведе понатамошен третман за да се таложат тешките метали. На пример, прилагодувањето на pH вредноста на отпадните води во алкален опсег може да формира хидроксиди на тешки метали кои таложат. Потоа, методите за сепарација на цврсто и течно ниво, како што се филтрација или седиментација, може да се користат за одвојување на таложените тешки метали од отпадните води, со што се постигнува отстранување и обновување на тешките метали.

Предности на методот за обновување на ацидификацијата

Рециклирање на ресурси

Методот за обновување со ацидификација може ефикасно да го обнови натриум цијанидот од отпадните води што содржат цијанид, што може повторно да се употреби во релевантни индустриски процеси, намалувајќи ја потрошувачката на нов натриум цијанид и намалувајќи ги трошоците за производство. Во исто време, тешките метали исто така можат да се обноват, претворајќи го отпадот во вредни ресурси.

Цена - ефективност

Во споредба со некои други методи на третман кои се фокусираат само на уништување на цијанид, методот на закрепнување со ацидификација не само што ги третира отпадните води, туку и обновува вредни супстанции. Иако бара потрошувачка на киселина и алкали, вредноста на обновениот натриум цијанид и тешки метали може да компензира дел од трошоците за третман, правејќи го целокупниот третман поисплатлив на долг рок.

Еколошка пријатеност

Со обновување на натриум цијанид и тешки метали, количината на загадувачи во отпадните води е значително намалена. Третираната отпадна вода има помала содржина на цијанид и тешки метали, што е попогодно за последователно испуштање или понатамошен третман, намалувајќи го негативното влијание врз животната средина.

Потрошувачка во процесот на закрепнување од ацидификација

Потрошувачката на методот за обновување на ацидификацијата за отпадни води што содржат цијанид главно вклучува сулфурна киселина, каустична сода (NaOH), вар и електрична енергија. Во зима, потребно е претходно загревање на отпадните води, па затоа се троши и пареа.

1. Консумирање на киселини

• Конверзија на цијанид во HCNКоличината на сулфурна киселина потребна за претворање на цијанидот во отпадните води во HCN зависи од концентрацијата на цијанид во отпадните води. На пример, за третман на 1 m³ отпадни води со концентрација на цијанид од 5000 ppm, за оваа конверзија е потребна одредена количина на сулфурна киселина.

• Киселост на отпадни водиПокрај киселината за конверзија на цијанид, се користи дополнителна киселина за да се прилагоди отпадната вода на соодветното ниво на киселост. Количината потребна за намалување на pH вредноста под 2 е важен фактор.

• Реакција со алкали во отпадни водиМоже да има некои алкални супстанции во отпадните води кои реагираат со сулфурна киселина, но генерално, оваа потрошувачка е релативно мала во споредба со количините што се користат за конверзија на цијанид и закиселување.

• Реакција со карбонат во отпадАко суровините што содржат цијанид имаат висок ЈаглеродСо содржина на сулфурна киселина, како на пример во некои цијанидни јаловини, карбонатот ќе реагира со киселината и ќе формира јаглерод диоксид. Во такви случаи, потрошувачката на сулфурна киселина значително ќе се зголеми, а овие материјали може да не бидат идеални за третман со методот на киселина - обновување.

2. Потрошувачка на алкалииКаустична сода (NaOH) се користи во кулата за апсорпција на алкали за апсорпција на HCN и формирање на NaCN. Количината на потрошен NaOH е поврзана со количината на генериран HCN и ефикасноста на апсорпција.

3. Консумирање на лиметаВо некои случаи, вар може да се користи во последователниот третман на отпадните води, како што е прилагодување на pH вредноста за таложење на тешки метали. Потребната количина вар зависи од видот и концентрацијата на тешки метали во отпадните води и потребниот опсег на прилагодување на pH вредноста.

4. Потрошувачка на електрична енергија и пареаЕлектрична енергија се користи од опрема како што се пумпи, вентилатори и вакуумски центрифугални вентилатори во процесот. Во зима, при претходно загревање на отпадните води, се троши пареа за да се подигне температурата на соодветно ниво за реакцијата.

Заклучок

Методот за обновување со ацидификација на отпадните води што содржат цијанид за обновување на натриум цијанид и тешки метали е сеопфатна и ефикасна технологија за третман. Со следење на специфични чекори во процесот, тој не само што може да ги отстрани токсичните цијаниди и тешките метали од отпадните води, туку и да рециклира вредни ресурси. Иако постојат одредени потрошувачки материјали и енергија во процесот, имајќи ги предвид неговите еколошки и економски придобивки, тој има широки перспективи за примена во третманот на отпадни води што содржат цијанид. Сепак, при реално работење, треба да се преземат строги безбедносни мерки поради токсичноста на гасот HCN. Во исто време, потребна е континуирана оптимизација на параметрите на процесот за да се подобри ефикасноста на обновувањето и да се намалат трошоците.