फोहोर पानीबाट सोडियम साइनाइड र भारी धातुहरूको अम्लीकरण पुन: प्राप्तिको प्रक्रिया

परिचय

साइनाइडयुक्त फोहोर पानी सुन खानी, इलेक्ट्रोप्लेटिंग र रासायनिक उत्पादन जस्ता विभिन्न औद्योगिक प्रक्रियाहरूबाट उत्पादन हुन्छ। साइनाइडको उच्च विषाक्तताको कारण , यस फोहोर पानीको अनुचित निष्कासनले गम्भीर वातावरणीय प्रदूषण र मानव स्वास्थ्यलाई हानि पुर्‍याउन सक्छ। त्यसैले, साइनाइडयुक्त फोहोर पानीको प्रशोधन र स्रोत पुन: प्राप्ति महत्त्वपूर्ण मुद्दा बनेको छ। उपचार विधिहरू मध्ये, सोडियम साइनाइड र भारी धातुहरूको एसिडिफिकेशन रिकभरी एक व्यापक रूपमा प्रयोग हुने र प्रभावकारी दृष्टिकोण हो, जसले वातावरणीय जोखिमलाई मात्र कम गर्दैन तर बहुमूल्य स्रोतहरूको पुनर्चक्रणलाई पनि महसुस गर्दछ।

अम्लीकरण पुन: प्राप्तिको सिद्धान्त

साइनाइडलाई हाइड्रोजन साइनाइड (HCN) मा रूपान्तरण

अम्लीकरण प्रक्रियामा, सल्फ्यूरिक एसिड जस्ता बलियो एसिडहरू साइनाइड युक्त फोहोर पानीमा थपिन्छन्। अम्लीय अवस्थामा, फोहोर पानीमा रहेको मुक्त साइनाइड आयनहरू हाइड्रोजन साइनाइड (HCN) मा परिणत हुन्छन्। हाइड्रोजन साइनाइड एक वाष्पशील यौगिक हो। जब फोहोर पानीको pH कम मानमा समायोजित गरिन्छ, सामान्यतया २ भन्दा कम। प्रतिक्रिया अगाडि बढ्ने सम्भावना बढी हुन्छ, जसले साइनाइड आयनहरूलाई HCN ग्यासमा रूपान्तरण गर्न सहज बनाउँछ।

सोडियम साइनाइडको पुन:प्राप्ति

त्यसपछि उत्पन्न हुने HCN ग्यासलाई क्षार अवशोषण टावरमा राखिन्छ। टावर भित्र, यसले सोडियम हाइड्रोक्साइड (NaOH) घोलसँग प्रतिक्रिया गर्दछ। प्रतिक्रिया अगाडि बढ्दै जाँदा, सोडियम साइनाइड (NaCN) बन्छ र अवशोषण घोलमा जम्मा हुन्छ। जब घोलमा NaCN को सांद्रता लगभग १०% - १२% पुग्छ, यसलाई पुन: प्रयोग गर्न सकिन्छ र सुन खानीमा लिचिंग प्रक्रिया जस्ता सान्दर्भिक औद्योगिक प्रक्रियाहरूमा पुन: प्रयोग गर्न सकिन्छ।

भारी धातुहरूको उत्सर्जन र वर्षा

मुक्त साइनाइडको अलावा, फोहोर पानीमा प्रायः तामा र जस्ता जस्ता भारी धातु र साइनाइडका जटिलहरू हुन्छन्। अम्लीय अवस्थामा, यी जटिलहरू टुट्छन्। एक पटक भारी धातुका आयनहरू निस्किएपछि, तिनीहरूले अघुलनशील लवणहरू बनाउन सक्छन् र विशिष्ट परिस्थितिहरूमा अवक्षेपण गर्न सक्छन्। उदाहरणका लागि, pH मान समायोजन गर्नाले वा केही अवक्षेपण गर्ने एजेन्टहरू थप्नाले तामाका आयनहरूले अवक्षेपणहरू बनाउन सक्छन्।

चरणहरू प्रशोधन गर्नुहोस्

चरण १: फोहोर पानी पूर्वप्रशोधन

उच्च सांद्रता भएको क्षारीय साइनाइड भएको फोहोर पानी पहिले यसको तापक्रम नियन्त्रण गर्न स्टीम ताप एक्सचेन्जरबाट जान्छ। सामान्यतया, तापक्रम २० - २५ डिग्री सेल्सियसको दायरा भित्र राखिन्छ। यो तापक्रम नियन्त्रणले पछिको प्रतिक्रिया दरलाई अनुकूलन गर्न मद्दत गर्दछ र प्रक्रियाको स्थिरता सुनिश्चित गर्दछ। उच्च सांद्रता भएको फोहोर पानीमा साइनाइडको सांद्रता सामान्यतया ५००० - ५५०० पीपीएम सम्म हुन्छ, र pH मान १०.५ - १२.५ को बीचमा हुन्छ।

चरण २: अम्लीकरण

पूर्व-प्रशोधित फोहोर पानीलाई एसिडिफिकेशन स्प्रे टावरमा निश्चित प्रवाह दरमा, उदाहरणका लागि, २ m³/घण्टामा खुवाइन्छ। त्यसपछि, गाढा सल्फ्यूरिक एसिड थपिन्छ। थपिएको सल्फ्यूरिक एसिडको मात्रा फोहोर पानीको विशेषताहरू अनुसार समायोजन गरिन्छ, सामान्यतया २५ - ३० kg/m³, जसले फोहोर पानीको pH मान २ भन्दा कममा घटाउँछ। सल्फ्यूरिक एसिड थप्दा निस्कने तापले प्रतिक्रियालाई गति दिन सक्छ, जसले गर्दा फोहोर पानीमा रहेको नि:शुल्क साइनाइड आयनहरूलाई वाष्पशील HCN मा परिणत गर्न सजिलो हुन्छ।

चरण ३: HCN उत्पादन र पृथकीकरण

अम्लीकरण स्प्रे टावरको कडा अम्लीय वातावरणमा, साइनाइडलाई HCN मा रूपान्तरण गर्न प्रवर्द्धन गरिन्छ। त्यसपछि बनेको HCN ग्यासलाई भ्याकुम केन्द्रापसारक फ्यानद्वारा तानिन्छ र अर्को चरण - क्षार अवशोषण टावरमा प्रवेश गर्छ। साथै, pH मान घट्दै जाँदा, फोहोर पानीमा केही भारी धातु आयनहरू परिवर्तन हुन थाल्छन्। उदाहरणका लागि, फोहोर पानीमा तामा आयनहरूको सांद्रता घट्न सक्छ, र केही भारी धातुहरूले अवक्षेपण बनाउन थाल्छन्।

चरण ४: सोडियम साइनाइडको अवशोषण र पुन: प्राप्ति

HCN ग्यास क्षार अवशोषण टावरमा प्रवेश गर्छ र २०% - ३०% NaOH घोलद्वारा अवशोषित हुन्छ। टावरमा रहेको क्षार अवशोषण तरल पदार्थ पुन: प्रयोग गरिन्छ, र पुन: प्रयोग प्रक्रियाको क्रममा, HCN ग्यास बारम्बार अवशोषित भएको सुनिश्चित गर्न पंखा प्रयोग गरिन्छ। अवशोषण प्रतिक्रिया जारी रहँदा, अवशोषण तरल पदार्थमा NaCN को सांद्रता बिस्तारै बढ्दै जान्छ। जब NaCN सांद्रता १०% - १२% पुग्छ, यसलाई पुन: प्रयोगको लागि लीचिंग प्रक्रियामा फर्काउन सकिन्छ, यसरी सोडियम साइनाइडको पुन: प्राप्ति प्राप्त हुन्छ ।

चरण ५: भारी धातुको वर्षा र पृथकीकरण

HCN को रिलिज पछि फोहोर पानीको लागि, केही भारी धातु-साइनाइड कम्प्लेक्सहरू अम्लीय अवस्थामा भाँचिएका हुनाले, भारी धातुहरूको अवक्षेपण गर्न थप उपचार गर्न सकिन्छ। उदाहरणका लागि, फोहोर पानीको pH मानलाई क्षारीय दायरामा समायोजन गर्नाले भारी धातु हाइड्रोक्साइडहरू बन्न सक्छन् जसले अवक्षेपण गर्दछ। त्यसपछि, फिल्टरेशन वा अवसादन जस्ता ठोस-तरल पृथकीकरण विधिहरू प्रयोग गरेर अवक्षेपित भारी धातुहरूलाई फोहोर पानीबाट अलग गर्न सकिन्छ, जसले गर्दा भारी धातुहरूको हटाउने र पुन: प्राप्ति हुन्छ।

एसिडिफिकेशन रिकभरी विधिका फाइदाहरू

संसाधन पुनर्चक्रण

अम्लीकरण रिकभरी विधिले साइनाइड युक्त फोहोर पानीबाट सोडियम साइनाइड प्रभावकारी रूपमा पुन: प्राप्त गर्न सक्छ, जुन सान्दर्भिक औद्योगिक प्रक्रियाहरूमा पुन: प्रयोग गर्न सकिन्छ, नयाँ सोडियम साइनाइडको खपत घटाउँछ र उत्पादन लागत घटाउँछ। साथै, भारी धातुहरू पनि पुन: प्राप्त गर्न सकिन्छ, जसले फोहोरलाई बहुमूल्य स्रोतहरूमा परिणत गर्दछ।

लागत - प्रभावकारिता

साइनाइड नष्ट गर्नमा मात्र केन्द्रित हुने केही अन्य उपचार विधिहरूको तुलनामा, एसिडिफिकेशन रिकभरी विधिले फोहोर पानीलाई मात्र प्रशोधन गर्दैन तर बहुमूल्य पदार्थहरू पनि पुन: प्राप्ति गर्दछ। यद्यपि यसलाई एसिड र क्षारको खपत आवश्यक पर्दछ, बरामद सोडियम साइनाइड र भारी धातुहरूको मूल्यले उपचार लागतको केही अंश अफसेट गर्न सक्छ, जसले गर्दा समग्र उपचारलाई लामो समयसम्म लागत-प्रभावी बनाउँछ।

पर्यावरण मित्रता

सोडियम साइनाइड र भारी धातुहरू पुन: प्राप्ति गरेर, फोहोर पानीमा प्रदूषकहरूको मात्रा उल्लेखनीय रूपमा कम हुन्छ। प्रशोधित फोहोर पानीमा साइनाइड र भारी धातुहरूको मात्रा कम हुन्छ, जुन पछिको डिस्चार्ज वा थप प्रशोधनको लागि बढी अनुकूल हुन्छ, जसले वातावरणमा नकारात्मक प्रभाव कम गर्छ।

अम्लीकरण पुन: प्राप्ति प्रक्रियामा खपत

साइनाइड युक्त फोहोर पानीको लागि एसिडिफिकेशन रिकभरी विधिको खपतमा मुख्यतया सल्फ्यूरिक एसिड, कास्टिक सोडा (NaOH), चुना र बिजुली समावेश हुन्छ। जाडोमा, फोहोर पानीलाई पहिले नै तताउनु आवश्यक हुन्छ, त्यसैले वाफ पनि खपत हुन्छ।

१. एसिड खपत

• साइनाइडलाई HCN मा रूपान्तरण : फोहोर पानीमा रहेको साइनाइडलाई HCN मा रूपान्तरण गर्न आवश्यक पर्ने सल्फ्यूरिक एसिडको मात्रा फोहोर पानीमा रहेको साइनाइडको सांद्रतामा निर्भर गर्दछ। उदाहरणका लागि, १ m³ फोहोर पानीलाई ५००० पीपीएमको साइनाइड सांद्रतामा प्रशोधन गर्न, यो रूपान्तरणको लागि निश्चित मात्रामा सल्फ्यूरिक एसिड आवश्यक पर्दछ।

• फोहोर पानीको अम्लीकरण : साइनाइड रूपान्तरणको लागि एसिडको अतिरिक्त, फोहोर पानीलाई सही अम्लता स्तरमा समायोजन गर्न थप एसिड प्रयोग गरिन्छ। pH लाई २ भन्दा कम गर्न आवश्यक मात्रा एक महत्त्वपूर्ण कारक हो।

• फोहोर पानीमा क्षारसँगको प्रतिक्रिया : फोहोर पानीमा केही क्षारीय पदार्थहरू हुन सक्छन् जसले सल्फ्यूरिक एसिडसँग प्रतिक्रिया गर्दछ, तर सामान्यतया, यो खपत साइनाइड रूपान्तरण र अम्लीकरणको लागि प्रयोग हुने मात्राको तुलनामा तुलनात्मक रूपमा कम हुन्छ।

• फोहोरमा कार्बोनेटसँगको प्रतिक्रिया : यदि साइनाइड युक्त कच्चा पदार्थहरूमा कार्बनयुक्त पदार्थको मात्रा उच्च छ, जस्तै केही साइनाइड टेलिङ स्लरीमा, कार्बोनेटले एसिडसँग प्रतिक्रिया गरेर कार्बन डाइअक्साइड बनाउँछ। यस्तो अवस्थामा, सल्फ्यूरिक एसिडको खपत उल्लेखनीय रूपमा बढ्नेछ, र यी सामग्रीहरू एसिड-रिकभरी विधिद्वारा उपचारको लागि आदर्श नहुन सक्छन्।

२. क्षार खपत : HCN अवशोषित गर्न र NaCN बनाउन क्षार अवशोषण टावरमा कास्टिक सोडा (NaOH) प्रयोग गरिन्छ। उपभोग गरिएको NaOH को मात्रा उत्पन्न हुने HCN को मात्रा र अवशोषण दक्षतासँग सम्बन्धित छ।

३. कागतीको खपत : केही अवस्थामा, फोहोर पानीको पछिल्ला उपचारमा कागती प्रयोग गर्न सकिन्छ, जस्तै भारी धातुको वर्षाको लागि pH मान समायोजन गर्ने। आवश्यक पर्ने कागतीको मात्रा फोहोर पानीमा भारी धातुहरूको प्रकार र सांद्रता र आवश्यक pH समायोजन दायरामा निर्भर गर्दछ।

४. बिजुली र बाफ खपत : यस प्रक्रियामा पम्प, पंखा र भ्याकुम केन्द्रापसारक पंखा जस्ता उपकरणहरूले बिजुली प्रयोग गर्छन्। जाडोमा, फोहोर पानीलाई पहिले नै तताउँदा, प्रतिक्रियाको लागि उपयुक्त स्तरमा तापक्रम बढाउन वाफ खपत गरिन्छ।

निष्कर्ष

सोडियम साइनाइड र भारी धातुहरू पुन: प्राप्त गर्न साइनाइड युक्त फोहोर पानीको लागि एसिडिफिकेशन रिकभरी विधि एक व्यापक र प्रभावकारी उपचार प्रविधि हो। विशिष्ट प्रक्रिया चरणहरू पालना गरेर, यसले फोहोर पानीबाट विषाक्त साइनाइड र भारी धातुहरू मात्र हटाउन सक्दैन तर बहुमूल्य स्रोतहरू पुन: प्रयोग पनि गर्न सक्छ। यद्यपि प्रक्रियामा केही सामग्री र ऊर्जा खपतहरू छन्, यसको वातावरणीय र आर्थिक फाइदाहरूलाई विचार गर्दा, साइनाइड युक्त फोहोर पानीको उपचारमा यसको व्यापक प्रयोग सम्भावनाहरू छन्। यद्यपि, वास्तविक सञ्चालनमा, HCN ग्यासको विषाक्तताको कारणले कडा सुरक्षा उपायहरू अपनाउनु आवश्यक छ। एकै समयमा, रिकभरी दक्षता सुधार गर्न र लागत घटाउन प्रक्रिया प्यारामिटरहरूको निरन्तर अनुकूलन आवश्यक छ।