Procedeu de recuperare prin acidificare a cianurii de sodiu și a metalelor grele din apele uzate

Introducere

Apele uzate care conțin cianură sunt generate din diverse procese industriale, cum ar fi extracția aurului, galvanizarea și producția chimică. Datorită toxicității ridicate a cianură, deversarea necorespunzătoare a acestor ape uzate poate provoca poluări severe ale mediului și daune sănătății umane. Prin urmare, tratarea și recuperarea resurselor pentru ape uzate care conțin cianură au devenit probleme cruciale. Printre metodele de tratare, Recuperarea acidificării of Cianura de sodiu și metalele grele este o abordare utilizată pe scară largă și eficientă, care nu numai că reduce riscul pentru mediu, dar realizează și reciclarea unor resurse valoroase.

Principiul recuperării prin acidificare

Conversia cianurii în cianură de hidrogen (HCN)

În procesul de acidificare, în apele uzate care conțin cianură se adaugă acizi tari precum acidul sulfuric. În condiții acide, ionii de cianură liberi din apele uzate se transformă în cianură de hidrogen (HCN). Cianura de hidrogen este un compus volatil. Atunci când pH-ul apei uzate este ajustat la o valoare scăzută, de obicei sub 2, reacția este mai probabilă să aibă loc, facilitând conversia ionilor de cianură în gaz HCN.

Recuperarea cianurii de sodiu

Gazul HCN generat este apoi introdus într-un turn de absorbție alcalină. În interiorul turnului, acesta reacționează cu o soluție de hidroxid de sodiu (NaOH). Pe măsură ce reacția are loc, cianura de sodiu (NaCN) se formează și se acumulează în soluția de absorbție. Când concentrația de NaCN din soluție atinge aproximativ 10% - 12%, acesta poate fi reciclat și reutilizat în procese industriale relevante, cum ar fi procesul de levigare din mineritul aurului.

Eliberarea și precipitarea metalelor grele

Pe lângă cianura liberă, apele uzate conțin adesea complexe de metale grele și cianură, cum ar fi cele de cupru și zinc. În condiții acide, aceste complexe se descompun. Odată ce ionii de metale grele sunt eliberați, aceștia pot forma săruri insolubile și pot precipita în anumite condiții. De exemplu, ajustarea valorii pH-ului sau adăugarea anumitor agenți de precipitare poate determina formarea de precipitate de către ionii de cupru.

Etapele procesului

Pasul 1: Pretratarea apelor uzate

Apa uzată cu concentrație mare de cianură alcalină trece mai întâi printr-un schimbător de căldură cu abur pentru a-i controla temperatura. De obicei, temperatura este menținută în intervalul 20 - 25°C. Acest control al temperaturii ajută la optimizarea ratei de reacție ulterioare și asigură stabilitatea procesului. Concentrația de cianură în apa uzată cu concentrație mare variază în general între 5000 și 5500 ppm, iar valoarea pH-ului este între 10.5 și 12.5.

Pasul 2: Acidificare

Apa uzată pretratată este introdusă într-un turn de pulverizare acidifiantă la un anumit debit, de exemplu, 2 m³/h. Apoi, se adaugă acid sulfuric concentrat. Cantitatea de acid sulfuric adăugată este ajustată în funcție de caracteristicile apei uzate, în general 25 - 30 kg/m³, pentru a reduce valoarea pH-ului acesteia la mai puțin de 2. Căldura eliberată în timpul adăugării acidului sulfuric poate accelera reacția, facilitând transformarea ionilor de cianură liberi din apa uzată în HCN volatil.

Pasul 3: Generarea și separarea HCN

În mediul puternic acid al turnului de pulverizare acidifiantă, este promovată conversia cianurii în HCN. Gazul HCN format este apoi aspirat de un ventilator centrifugal cu vid și intră în etapa următoare - turnul de absorbție alcalină. În același timp, pe măsură ce valoarea pH-ului scade, unii ioni de metale grele din apa uzată încep să se modifice. De exemplu, concentrația ionilor de cupru din apa uzată poate scădea, iar unele metale grele încep să formeze precipitate.

Pasul 4: Absorbția și recuperarea cianurii de sodiu

Gazul HCN intră în turnul de absorbție alcalină și este absorbit de o soluție de NaOH 20% - 30%. Lichidul de absorbție alcalină din turn este reciclat, iar în timpul procesului de reciclare, se folosește un ventilator pentru a asigura absorbția repetată a gazului HCN. Pe măsură ce reacția de absorbție continuă, concentrația de NaCN în lichidul de absorbție crește treptat. Când concentrația de NaCN atinge 10% - 12%, acesta poate fi returnat procesului de levigare pentru reutilizare, realizându-se astfel recuperarea... Cianura de sodiu.

Pasul 5: Precipitarea și separarea metalelor grele

În cazul apelor uzate, după eliberarea de HCN, deoarece unele complexe metale grele - cianură au fost descompuse în condiții acide, se poate efectua un tratament suplimentar pentru a precipita metalele grele. De exemplu, ajustarea valorii pH-ului apelor uzate la un interval alcalin poate forma hidroxizi de metale grele care precipită. Apoi, se pot utiliza metode de separare solid-lichid, cum ar fi filtrarea sau sedimentarea, pentru a separa metalele grele precipitate din apele uzate, realizând îndepărtarea și recuperarea metalelor grele.

Avantajele metodei de recuperare după acidificare

Reciclarea resurselor

Metoda de recuperare prin acidificare poate recupera eficient cianura de sodiu din apele uzate care conțin cianură, putând fi reutilizată în procese industriale relevante, reducând consumul de cianură de sodiu nouă și scăzând costurile de producție. În același timp, se pot recupera și metalele grele, transformând deșeurile în resurse valoroase.

Cost - Eficacitate

Comparativ cu alte metode de tratare care se concentrează doar pe distrugerea cianurii, metoda de recuperare prin acidificare nu numai că tratează apele uzate, ci și recuperează substanțe valoroase. Deși necesită consumul de acid și alcali, valoarea cianurii de sodiu și a metalelor grele recuperate poate compensa o parte din costul tratării, ceea ce face ca tratamentul general să fie mai rentabil pe termen lung.

Ambianța ambientală

Prin recuperarea cianurii de sodiu și a metalelor grele, cantitatea de poluanți din apele uzate este redusă semnificativ. Apele uzate epurate au un conținut mai scăzut de cianură și metale grele, ceea ce este mai propice pentru deversarea ulterioară sau pentru o tratare ulterioară, reducând impactul negativ asupra mediului.

Consumul în procesul de recuperare a acidificării

Consumul metodei de recuperare prin acidificare a apelor uzate care conțin cianură include în principal acid sulfuric, sodă caustică (NaOH), var și electricitate. Iarna, este necesară preîncălzirea apelor uzate, astfel încât se consumă și abur.

1. Consumul de acid

• Conversia cianurii în HCNCantitatea de acid sulfuric necesară pentru a converti cianura din apele uzate în HCN depinde de concentrația de cianură din apele uzate. De exemplu, pentru a trata 1 m³ de apă uzată cu o concentrație de cianură de 5000 ppm, este necesară o anumită cantitate de acid sulfuric pentru această conversie.

• Acidificarea apelor uzatePe lângă acidul pentru conversia cianurii, se folosește acid suplimentar pentru a ajusta apa uzată la nivelul corect de aciditate. Cantitatea necesară pentru a reduce pH-ul sub 2 este un factor important.

• Reacția cu alcalii în apele uzateÎn apele uzate pot exista unele substanțe alcaline care reacționează cu acidul sulfuric, dar, în general, acest consum este relativ mic în comparație cu cantitățile utilizate pentru conversia cianurii și acidificare.

• Reacția cu carbonatul din deșeuriDacă materiile prime care conțin cianură au un conținut ridicat Carbonconținut ridicat de carbonat, cum ar fi în unele suspensii de steril cu cianură, carbonatul va reacționa cu acidul pentru a forma dioxid de carbon. În astfel de cazuri, consumul de acid sulfuric va crește semnificativ, iar aceste materiale pot să nu fie ideale pentru tratare prin metoda de recuperare a acidului.

2. Consumul de alcaliSoda caustică (NaOH) este utilizată în turnul de absorbție alcalină pentru a absorbi HCN și a forma NaCN. Cantitatea de NaOH consumată este legată de cantitatea de HCN generată și de eficiența absorbției.

3. Consumul de varÎn unele cazuri, varul poate fi utilizat în tratarea ulterioară a apelor uzate, cum ar fi ajustarea valorii pH-ului pentru precipitarea metalelor grele. Cantitatea de var necesară depinde de tipul și concentrația metalelor grele din apele uzate și de intervalul de ajustare a pH-ului necesar.

4. Consumul de energie electrică și aburElectricitatea este utilizată de echipamente precum pompe, ventilatoare și ventilatoare centrifuge cu vid în acest proces. Iarna, la preîncălzirea apelor uzate, se consumă abur pentru a ridica temperatura la nivelul adecvat reacției.

Concluzie

Metoda de recuperare prin acidificare a apelor uzate care conțin cianură pentru recuperarea cianurii de sodiu și a metalelor grele este o tehnologie de tratare cuprinzătoare și eficientă. Prin urmarea unor etape specifice ale procesului, aceasta poate nu numai să elimine cianura toxică și metalele grele din apele uzate, ci și să recicleze resurse valoroase. Deși există anumite consumuri de materiale și energie în acest proces, având în vedere beneficiile sale economice și de mediu, are perspective largi de aplicare în tratarea apelor uzate care conțin cianură. Cu toate acestea, în funcționarea reală, trebuie luate măsuri stricte de siguranță din cauza toxicității gazului HCN. În același timp, este necesară optimizarea continuă a parametrilor procesului pentru a îmbunătăți eficiența recuperării și a reduce costurile.