Prosess for forsuring av gjenvinning av natriumcyanid og tungmetaller fra avløpsvann

Introduksjon

Cyanidholdig avløpsvann genereres fra ulike industrielle prosesser som gullgruvedrift, galvanisering og kjemisk produksjon. På grunn av den høye toksisiteten til cyanidFeil utslipp av dette avløpsvannet kan forårsake alvorlig miljøforurensning og skade på menneskers helse. Derfor har behandling og ressursgjenvinning av cyanidholdig avløpsvann blitt avgjørende problemstillinger. Blant behandlingsmetodene, Gjenoppretting av forsuring of Natriumcyanid og tungmetaller er en mye brukt og effektiv tilnærming, som ikke bare reduserer miljørisikoen, men også realiserer resirkulering av verdifulle ressurser.

Prinsipp for gjenoppretting av forsuring

Omdanning av cyanid til hydrogencyanid (HCN)

I forsuringsprosessen tilsettes sterke syrer som svovelsyre til det cyanidholdige avløpsvannet. Under sure forhold omdannes frie cyanidioner i avløpsvannet til hydrogencyanid (HCN). Hydrogencyanid er en flyktig forbindelse. Når pH-verdien i avløpsvannet justeres til en lav verdi, vanligvis under 2, er det mer sannsynlig at reaksjonen fortsetter, noe som letter omdannelsen av cyanidioner til HCN-gass.

Gjenvinning av natriumcyanid

Den genererte HCN-gassen føres deretter inn i et alkaliabsorpsjonstårn. Inne i tårnet reagerer den med en natriumhydroksidløsning (NaOH). Etter hvert som reaksjonen skrider frem, natriumcyanid (NaCN) dannes og akkumuleres i absorpsjonsløsningen. Når konsentrasjonen av NaCN i løsningen når rundt 10–12 %, kan den resirkuleres og gjenbrukes i relevante industrielle prosesser, som for eksempel utvaskingsprosessen i gullgruvedrift.

Frigjøring og utfelling av tungmetaller

Foruten fritt cyanid inneholder avløpsvannet ofte komplekser av tungmetaller og cyanid, som kobber og sink. Under sure forhold brytes disse kompleksene ned. Når tungmetallionene frigjøres, kan de danne uløselige salter og utfelle under spesifikke forhold. For eksempel kan justering av pH-verdien eller tilsetning av visse utfellingsmidler føre til at kobberioner danner utfellinger.

Prosesstrinn

Trinn 1: Forbehandling av avløpsvann

Det alkaliske cyanidholdige avløpsvannet med høy konsentrasjon passerer først gjennom en dampvarmeveksler for å kontrollere temperaturen. Temperaturen holdes vanligvis innenfor området 20–25 °C. Denne temperaturkontrollen bidrar til å optimalisere den påfølgende reaksjonshastigheten og sikrer stabilitet i prosessen. Konsentrasjonen av cyanid i avløpsvannet med høy konsentrasjon varierer vanligvis fra 5000–5500 ppm, og pH-verdien er mellom 10.5 og 12.5.

Trinn 2: Forsuring

Det forbehandlede avløpsvannet føres inn i et forsuringstårn med en viss strømningshastighet, for eksempel 2 m³/t. Deretter tilsettes konsentrert svovelsyre. Mengden svovelsyre som tilsettes justeres i henhold til avløpsvannets egenskaper, vanligvis 25–30 kg/m³, for å senke pH-verdien i avløpsvannet til mindre enn 2. Varmen som frigjøres under tilsetningen av svovelsyre kan fremskynde reaksjonen, noe som gjør det lettere for frie cyanidioner i avløpsvannet å omdannes til flyktig HCN.

Trinn 3: HCN-generering og separasjon

I det sterkt sure miljøet i forsuringstårnet fremmes omdannelsen av cyanid til HCN. Den dannede HCN-gassen trekkes deretter inn av en vakuumsentrifugalvifte og går inn i neste trinn – alkaliabsorpsjonstårnet. Samtidig, når pH-verdien synker, begynner noen tungmetallioner i avløpsvannet å endre seg. For eksempel kan konsentrasjonen av kobberioner i avløpsvannet synke, og noen tungmetaller begynner å danne utfellinger.

Trinn 4: Absorpsjon og gjenvinning av natriumcyanid

HCN-gassen kommer inn i alkaliabsorpsjonstårnet og absorberes av en 20 %–30 % NaOH-løsning. Alkaliabsorpsjonsvæsken i tårnet resirkuleres, og under resirkuleringsprosessen brukes en vifte for å sikre at HCN-gassen absorberes gjentatte ganger. Etter hvert som absorpsjonsreaksjonen fortsetter, øker konsentrasjonen av NaCN i absorpsjonsvæsken gradvis. Når NaCN-konsentrasjonen når 10 %–12 %, kan den returneres til utvaskingsprosessen for gjenbruk, og dermed oppnå gjenvinning av Natriumcyanid.

Trinn 5: Tungmetallutfelling og separasjon

For avløpsvannet etter utslipp av HCN, siden noen tungmetall-cyanidkomplekser har blitt brutt ned under sure forhold, kan ytterligere behandling utføres for å utfelle tungmetaller. For eksempel kan justering av pH-verdien i avløpsvannet til et alkalisk område danne tungmetallhydroksider som utfelles. Deretter kan fast-væske-separasjonsmetoder som filtrering eller sedimentering brukes til å separere de utfelte tungmetallene fra avløpsvannet, og dermed oppnå fjerning og gjenvinning av tungmetaller.

Fordeler med metoden for gjenvinning av forsuring

Resource Recycling

Gjenvinningsmetoden for forsuring kan effektivt gjenvinne natriumcyanid fra cyanidholdig avløpsvann, som kan gjenbrukes i relevante industrielle prosesser, noe som reduserer forbruket av nytt natriumcyanid og senker produksjonskostnadene. Samtidig kan tungmetaller også gjenvinnes, noe som gjør avfall om til verdifulle ressurser.

Kostnad - Effektivitet

Sammenlignet med noen andre behandlingsmetoder som kun fokuserer på å ødelegge cyanid, behandler ikke forsuringsmetoden bare avløpsvannet, men gjenvinner også verdifulle stoffer. Selv om det krever forbruk av syre og alkali, kan verdien av det gjenvunnede natriumcyanidet og tungmetallene oppveie deler av behandlingskostnadene, noe som gjør den totale behandlingen mer kostnadseffektiv på lang sikt.

Miljøvennlighet

Ved å gjenvinne natriumcyanid og tungmetaller reduseres mengden forurensende stoffer i avløpsvannet betydelig. Det behandlede avløpsvannet har et lavere innhold av cyanid og tungmetaller, noe som er mer gunstig for senere utslipp eller videre behandling, og dermed reduserer den negative påvirkningen på miljøet.

Forbruk i gjenopprettingsprosessen for forsuring

Forbruket av forsuringsmetoden for cyanidholdig avløpsvann omfatter hovedsakelig svovelsyre, kaustisk soda (NaOH), kalk og elektrisitet. Om vinteren er det nødvendig å forvarme avløpsvannet, så det forbrukes også damp.

1. Syreforbruk

• Omdanning av cyanid til HCNMengden svovelsyre som trengs for å omdanne cyanid i avløpsvann til HCN avhenger av konsentrasjonen av cyanid i avløpsvannet. For eksempel, for å behandle 1 m³ avløpsvann med en cyanidkonsentrasjon på 5000 ppm, kreves en viss mengde svovelsyre for denne omdannelsen.

• Forsuring av avløpsvannI tillegg til syren for cyanidkonvertering brukes ekstra syre for å justere avløpsvannet til riktig surhetsnivå. Mengden som trengs for å senke pH-verdien til under 2 er en viktig faktor.

• Reaksjon med alkali i avløpsvannDet kan være noen alkaliske stoffer i avløpsvannet som reagerer med svovelsyre, men generelt er dette forbruket relativt lite sammenlignet med mengdene som brukes til cyanidkonvertering og forsuring.

• Reaksjon med karbonat i avfallHvis cyanidholdige råmaterialer har en høy Carbonsyreinnhold, slik som i noe cyanidavgangsoppslemming, vil karbonatet reagere med syren og danne karbondioksid. I slike tilfeller vil svovelsyreforbruket øke betydelig, og disse materialene er kanskje ikke ideelle for behandling med syregjenvinningsmetoden.

2. AlkaliforbrukKaustisk soda (NaOH) brukes i alkaliabsorpsjonstårnet for å absorbere HCN og danne NaCN. Mengden NaOH som forbrukes er relatert til mengden HCN som genereres og absorpsjonseffektiviteten.

3. KalkforbrukI noen tilfeller kan kalk brukes i den påfølgende behandlingen av avløpsvann, som å justere pH-verdien for tungmetallutfelling. Mengden kalk som trengs avhenger av typen og konsentrasjonen av tungmetaller i avløpsvannet og det nødvendige pH-justeringsområdet.

4. Elektrisitets- og dampforbrukElektrisitet brukes av utstyr som pumper, vifter og vakuumsentrifugalvifter i prosessen. Om vinteren, når avløpsvannet forvarmes, forbrukes damp for å heve temperaturen til riktig nivå for reaksjonen.

Konklusjon

Gjenvinningsmetoden for forsuring av cyanidholdig avløpsvann for å gjenvinne natriumcyanid og tungmetaller er en omfattende og effektiv behandlingsteknologi. Ved å følge spesifikke prosesstrinn kan den ikke bare fjerne giftig cyanid og tungmetaller fra avløpsvann, men også resirkulere verdifulle ressurser. Selv om det er et visst material- og energiforbruk i prosessen, har den, gitt de miljømessige og økonomiske fordelene, brede anvendelsesmuligheter i behandling av cyanidholdig avløpsvann. I faktisk drift må det imidlertid tas strenge sikkerhetstiltak på grunn av HCN-gass' toksisitet. Samtidig er det nødvendig med kontinuerlig optimalisering av prosessparametrene for å forbedre gjenvinningseffektiviteten og redusere kostnadene.