सोडियम सायनाइड सांडपाण्यावर हायड्रोजन पेरोक्साइडने प्रक्रिया करण्याचा उत्पादन सराव

परिचय

सोडियम सायनाइड हे खाणकाम, इलेक्ट्रोप्लेटिंग आणि रासायनिक संश्लेषण यासारख्या उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरले जाणारे एक अत्यंत विषारी रसायन आहे. तथापि, या प्रक्रियांमधून निर्माण होणाऱ्या सांडपाण्यात सायनाइडचे प्रमाण जास्त असते, जे योग्यरित्या प्रक्रिया न केल्यास पर्यावरण आणि मानवी आरोग्यासाठी गंभीर धोका निर्माण करते. हायड्रोजन पेरोक्साइड उपचार हा उपचारांसाठी एक प्रभावी आणि तुलनेने सुरक्षित पद्धत म्हणून उदयास आला आहे. - सोडियम सायनाइड - सांडपाणी असलेले. हा लेख वापरण्याच्या उत्पादन पद्धतीचा सखोल अभ्यास करतो हायड्रोजन द्राव अशा सांडपाण्यावर प्रक्रिया करणे, ज्यामध्ये प्रतिक्रिया तत्त्वांपासून ते प्रत्यक्ष ऑपरेशन प्रक्रियेपर्यंतचे पैलू समाविष्ट आहेत.

प्रतिक्रिया तत्वे

हायड्रोजन पेरोक्साइडद्वारे सायनाइडचे ऑक्सिडीकरण

हायड्रोजन पेरोक्साइड आणि यांच्यातील अभिक्रिया सोडियम सायनाइड ही ऑक्सिडेशन-रिडक्शन प्रक्रिया आहे. जलीय द्रावणात, हायड्रोजन पेरोक्साइड ऑक्सिडायझिंग एजंट म्हणून काम करते. ते सायनाइड आयनचे तुलनेने कमी विषारी पदार्थांमध्ये ऑक्सिडीकरण करते. योग्य परिस्थितीत, हायड्रोजन पेरोक्साइड सायनाइड आयनमधील मजबूत बंध तोडतो. सायनाइडमधील कार्बनचे ऑक्सिडीकरण जास्त ऑक्सिडेशन स्थितीत होते, ज्यामुळे कमी हानिकारक आयन तयार होतो आणि नायट्रोजन वायू म्हणून सोडला जातो. ही प्रतिक्रिया महत्त्वाची आहे कारण ती सांडपाण्याची विषाक्तता लक्षणीयरीत्या कमी करते.

उत्प्रेरकांची भूमिका (पर्यायी)

काही प्रकरणांमध्ये, हायड्रोजन पेरोक्साइड आणि सायनाइडमधील अभिक्रिया वेगवान करण्यासाठी उत्प्रेरक जोडले जाऊ शकतात. उदाहरणार्थ, फेंटन अभिक्रिया सारख्या अभिक्रिया प्रणालीमध्ये काही संक्रमण धातू आयन उत्प्रेरक म्हणून काम करू शकतात. उत्प्रेरक अभिक्रियेतील ऊर्जा अडथळा कमी करतात, ज्यामुळे सायनाइडचे ऑक्सिडेशन कमी तापमानात आणि कमी हायड्रोजन पेरोक्साइड वापरासह अधिक जलद होते. तथापि, उत्प्रेरक वापरताना, उत्प्रेरकाचे प्रमाण, pH नियंत्रण आणि उत्प्रेरक अवशेषांपासून होणारे संभाव्य दुय्यम प्रदूषण यासारख्या घटकांचा काळजीपूर्वक विचार करणे आवश्यक आहे.

उत्पादन पद्धतीमध्ये प्रक्रिया प्रवाह

सांडपाण्याचे पूर्वप्रक्रियाकरण

हायड्रोजन पेरोक्साइड उपचार करण्यापूर्वी, सोडियम सायनाइड - सांडपाणी असलेल्या पाण्याला सहसा पूर्व-प्रक्रिया करावी लागते. या पायरीचा उद्देश सांडपाण्याचे pH मूल्य योग्य श्रेणीत समायोजित करणे आहे. सामान्यतः, pH किंचित क्षारीय स्थितीत समायोजित केले जाते, सुमारे 8 - 10. याचे कारण असे की ऑक्सिडेशन प्रतिक्रिया अल्कधर्मी वातावरणात हायड्रोजन पेरोक्साइड आणि सायनाइड यांच्यातील प्रक्रिया अधिक कार्यक्षम असते. याव्यतिरिक्त, प्रीट्रीटमेंटमध्ये मोठ्या आकाराच्या अशुद्धता, निलंबित घन पदार्थ आणि त्यानंतरच्या उपचार प्रक्रियेत व्यत्यय आणणारे इतर पदार्थ काढून टाकणे समाविष्ट असू शकते. यासाठी वाळू फिल्टर किंवा पडदा फिल्टर सारख्या गाळण्याच्या पद्धती वापरल्या जाऊ शकतात.

हायड्रोजन पेरोक्साइड जोडणे

नंतर प्रीट्रीटेड सांडपाण्यात योग्य प्रमाणात हायड्रोजन पेरोक्साइड मिसळले जाते. हायड्रोजन पेरोक्साइडचा डोस सांडपाण्यात सायनाइडच्या एकाग्रतेवर आधारित ठरवला जातो. साधारणपणे, रासायनिक अभिक्रियेनुसार गणना प्रथम केली जाते. परंतु प्रत्यक्ष उत्पादनात, सायनाइडचे संपूर्ण ऑक्सिडेशन सुनिश्चित करण्यासाठी हायड्रोजन पेरोक्साइडचा जास्त प्रमाणात वापर केला जातो. औद्योगिक वापरात वापरल्या जाणाऱ्या हायड्रोजन पेरोक्साइडची एकाग्रता सहसा 30% - 50% च्या श्रेणीत असते. हायड्रोजन पेरोक्साइडची भर मीटरिंग पंपद्वारे मिळवता येते, जे प्रवाह दर आणि हायड्रोजन पेरोक्साइडचे प्रमाण अचूकपणे नियंत्रित करू शकते. सांडपाणी उपचार टाकी.

प्रतिक्रिया आणि मिश्रण

हायड्रोजन पेरोक्साइड जोडल्यानंतर, हायड्रोजन पेरोक्साइड आणि सायनाइड यांच्यातील संपर्क समान राहावा यासाठी सांडपाणी पूर्णपणे मिसळणे आवश्यक आहे. यांत्रिक आंदोलक, हवेने चालणारे मिक्सर किंवा दोघांचे मिश्रण वापरून मिश्रण साध्य करता येते. सायनाइडची सुरुवातीची एकाग्रता, तापमान आणि उत्प्रेरकांची उपस्थिती यासारख्या घटकांवर अवलंबून प्रतिक्रिया वेळ बदलतो. साधारणपणे, प्रतिक्रिया वेळ अनेक तासांपासून ते डझन तासांपर्यंत असू शकते. या काळात, प्रतिक्रिया तापमान देखील एक महत्त्वाचा घटक आहे. जरी खोलीच्या तपमानावर प्रतिक्रिया होऊ शकते, परंतु एका विशिष्ट श्रेणीत (सामान्यतः 50°C पेक्षा जास्त नसलेले) तापमान वाढवल्याने प्रतिक्रिया दर वाढू शकतो. तथापि, जास्त तापमानामुळे हायड्रोजन पेरोक्साइडचे विघटन होऊ शकते, ज्यामुळे सायनाइडवर उपचार करण्यात त्याची प्रभावीता कमी होते.

उपचारानंतर

एकदा प्रतिक्रिया पूर्ण झाली की, उपचारानंतरचे टप्पे आवश्यक आहेत. उपचारानंतरचे एक महत्त्वाचे उपाय म्हणजे अवशिष्ट हायड्रोजन पेरोक्साइड काढून टाकणे. प्रक्रिया केलेल्या सांडपाण्यातील जास्त प्रमाणात हायड्रोजन पेरोक्साइड पर्यावरणासाठी हानिकारक असू शकते आणि जर सांडपाण्यावर जैविक उपचार प्रणालीमध्ये पुढील प्रक्रिया करायची असेल तर ते पुढील जैविक प्रक्रिया प्रक्रियेत देखील व्यत्यय आणू शकते. सोडियम सल्फाइट सारखे रिड्यूसिंग एजंट्स जोडून किंवा उत्प्रेरक विघटन पद्धती वापरून अवशिष्ट हायड्रोजन पेरोक्साइडचे विघटन करता येते. अवशिष्ट हायड्रोजन पेरोक्साइड काढून टाकल्यानंतर, प्रक्रिया केलेल्या सांडपाण्याला नंतर घन-द्रव पृथक्करण केले जाते जेणेकरून उपचार प्रक्रियेदरम्यान तयार झालेले कोणतेही अवक्षेपण किंवा निलंबित घन पदार्थ काढून टाकता येतील. यासाठी अवसादन टाक्या, फ्लोटेशन डिव्हाइसेस किंवा गाळण्याचे युनिट्स वापरले जाऊ शकतात. शेवटी, प्रक्रिया केलेल्या सांडपाण्याचे विश्लेषण केले जाते जेणेकरून सायनाइडची एकाग्रता संबंधित डिस्चार्ज मानकांशी जुळते की नाही हे तपासता येईल.

उपचारांच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करणारे प्रमुख घटक

पीएच मूल्य

आधी सांगितल्याप्रमाणे, सांडपाण्याच्या pH मूल्याचा हायड्रोजन पेरोक्साइडच्या उपचार कार्यक्षमतेवर लक्षणीय परिणाम होतो. आम्लयुक्त वातावरणात, हायड्रोजन पेरोक्साइडचे पाणी आणि ऑक्सिजनमध्ये लवकर विघटन होऊ शकते, ज्यामुळे सायनाइडचे ऑक्सिडायझेशन करण्याची त्याची क्षमता कमी होते. दुसरीकडे, अत्यंत क्षारीय वातावरणात, हायड्रोजन पेरोक्साइड आणि सायनाइडमधील अभिक्रिया दर देखील प्रभावित होऊ शकतो. हायड्रोजन पेरोक्साइड आणि सायनाइडमधील अभिक्रियेसाठी इष्टतम pH श्रेणी सहसा 8 - 10 च्या आसपास असते. जिथे प्रतिक्रिया कार्यक्षमतेने पुढे जाऊ शकते आणि हायड्रोजन पेरोक्साइडचे विघटन कमीत कमी होते.

तापमान

अभिक्रियेच्या गतीमध्ये तापमानाची भूमिका महत्त्वाची असते. तापमानात वाढ झाल्याने सामान्यतः हायड्रोजन पेरोक्साइड आणि सायनाइडमधील अभिक्रिया वेगवान होते. तथापि, तापमान वाढत असताना, हायड्रोजन पेरोक्साइडचे विघटन देखील अधिक लक्षणीय बनते. जेव्हा तापमान ५०°C पेक्षा जास्त होते, तेव्हा हायड्रोजन पेरोक्साइडचे विघटन इतके जलद होऊ शकते की ते सायनाइडचे ऑक्सिडायझेशन करण्यासाठी उपलब्ध असलेल्या हायड्रोजन पेरोक्साइडचे प्रमाण कमी करते. म्हणून, व्यावहारिक उत्पादनात, अभिक्रिया दर आणि हायड्रोजन पेरोक्साइडची स्थिरता संतुलित करण्यासाठी तापमानाचे काळजीपूर्वक वाजवी मर्यादेत नियंत्रण करणे आवश्यक आहे.

सायनाइड आणि हायड्रोजन पेरॉक्साइडची एकाग्रता

सांडपाण्यातील सायनाइडच्या सुरुवातीच्या एकाग्रतेवरून पूर्ण ऑक्सिडेशनसाठी आवश्यक असलेल्या हायड्रोजन पेरोक्साइडचे प्रमाण निश्चित होते. सायनाइडच्या उच्च सांद्रतेसाठी अधिक हायड्रोजन पेरोक्साइडची आवश्यकता असते. जर हायड्रोजन पेरोक्साइडचा डोस पुरेसा नसेल, तर सायनाइडचे ऑक्सिडेशन अपूर्ण राहील, ज्यामुळे प्रक्रिया केलेले सांडपाणी मानकांनुसार चालणार नाही. याउलट, जास्त हायड्रोजन पेरोक्साइड टाकल्याने केवळ उपचार खर्च वाढतोच, परंतु अतिरिक्त काढून टाकण्यासाठी प्रक्रिया-नंतर अधिक जटिल प्रक्रिया देखील आवश्यक असते. म्हणून, कार्यक्षम उपचारांसाठी सांडपाण्यातील सायनाइडचे प्रमाण अचूकपणे निश्चित करणे आणि हायड्रोजन पेरोक्साइडचे डोस योग्यरित्या समायोजित करणे आवश्यक आहे.

खाण उद्योगातील केस स्टडी

सोन्याच्या खाणीच्या कामात, सोने काढण्याच्या प्रक्रियेत मोठ्या प्रमाणात सोडियम सायनाइड वापरले जाते, ज्यामुळे सायनाइडयुक्त सांडपाणी मोठ्या प्रमाणात तयार होते. खाणीने हायड्रोजन पेरोक्साइड-आधारित प्रक्रिया स्वीकारली. प्रथम, सांडपाणी एका मोठ्या साठवण टाकीमध्ये गोळा केले गेले. चुना वापरून सांडपाण्याचा pH 9 वर समायोजित केला गेला. नंतर, मीटरिंग पंपद्वारे सांडपाण्यात 35% हायड्रोजन पेरोक्साइड जोडण्यात आला. सांडपाण्यातील सायनाइडच्या एकाग्रतेवर आधारित जोडणीची रक्कम मोजली गेली, ज्यामध्ये पूर्ण ऑक्सिडेशन सुनिश्चित करण्यासाठी थोडे जास्त प्रमाणात होते.

यांत्रिक आंदोलक वापरून ८ तास सांडपाणी मिसळण्यात आले. या काळात, कूलिंग आणि हीटिंग सिस्टमद्वारे प्रतिक्रिया प्रणालीचे तापमान सुमारे ३५°C वर राखण्यात आले. प्रतिक्रियेनंतर, अवशिष्ट हायड्रोजन पेरोक्साइड विघटित करण्यासाठी सोडियम सल्फाइट जोडण्यात आले. नंतर प्रक्रिया केलेले सांडपाणी घन-द्रव वेगळे करण्यासाठी अवसादन टाकीमध्ये पाठवण्यात आले. सुपरनॅटंटचे विश्लेषण करण्यात आले आणि निकालांवरून असे दिसून आले की प्रक्रिया केलेल्या सांडपाण्यातील सायनाइडचे प्रमाण स्थानिक पर्यावरणीय निर्जलीकरण मानकांची पूर्तता करून ५०० मिलीग्राम/लिटरच्या सुरुवातीच्या मूल्यावरून ०.५ मिलीग्राम/लिटरपेक्षा कमी झाले. हे प्रकरण वास्तविक जगातील औद्योगिक वातावरणात हायड्रोजन पेरोक्साइड उपचार प्रक्रियेची प्रभावीता दर्शवते.

निष्कर्ष

हायड्रोजन पेरोक्साइड उपचार सोडियम सायनाइड सांडपाणी औद्योगिक उत्पादनात ही एक व्यवहार्य आणि प्रभावी पद्धत आहे. प्रतिक्रिया तत्त्वे समजून घेऊन, प्रक्रियेचा प्रवाह अनुकूल करून आणि pH, तापमान आणि अभिकर्मक डोस यासारख्या प्रमुख घटकांवर नियंत्रण ठेवून, सायनाइडयुक्त सांडपाण्याचे उच्च-गुणवत्तेचे उपचार साध्य करता येतात. तथापि, स्थिर उपचार कार्यक्षमता आणि पर्यावरणीय नियमांचे पालन सुनिश्चित करण्यासाठी उत्पादन प्रक्रियेदरम्यान सतत देखरेख आणि समायोजन आवश्यक आहे. पर्यावरणीय आवश्यकता अधिकाधिक कठोर होत असताना, सोडियम सायनाइड सांडपाण्यासाठी हायड्रोजन पेरोक्साइड उपचार पद्धत पर्यावरणीय पर्यावरणाचे संरक्षण करण्यात आणखी महत्त्वाची भूमिका बजावेल अशी अपेक्षा आहे.