Исследование по очистке медно-мышьяковых кислых сточных вод гидросульфидом натрия вместо сульфида натрия

Введение

Исследования показывают, что обработка отработанной кислоты, содержащей медь и мышьяк, осуществляется с помощью процесса, включающего осаждение сульфидов с последующим добавлением гипса и электрохимической нейтрализацией, что в конечном итоге приводит к стабильному разряду, соответствующему нормативным стандартам. На этапе осаждения сульфидов раствор сульфида натрия с массовой концентрацией 26% автоматически добавляется к отработанной кислоте, содержащей медь и мышьяк, при определенных условиях кислотности, что приводит к образованию осадков CuS и As2S3 для удаления ионов меди и мышьяка из жидкой фазы. В реальном производстве раствор сульфида натрия содержит относительно высокое количество нерастворимых примесей, и при воздействии воздуха он постепенно окисляется с образованием тиосульфата. Кроме того, он имеет высокую температуру кристаллизации, среди прочих недостатков. Поэтому поиск нового сульфидного агента для замены сульфида натрия имеет важное значение.

Твердый гидросульфид натрия

Принцип процесса

В связи с ограничениями существующего процесса абсорбции избыточного H2S, обработка отработанной кислоты, содержащей медь и мышьяк, с использованием гидросульфида натрия проводится на основе имеющегося оборудования и технологического процесса обработки отработанной кислоты и сточных вод цеха серной кислоты. В этом методе для обработки используется смешанный раствор гидросульфида натрия и сульфида натрия.

Технологический процесс

На рисунке 1 представлена ​​схема технологического процесса обработки отработанной кислоты, содержащей медь и мышьяк, с использованием гидросульфида натрия. Раствор отработанной кислоты после удаления SO2 в отпарной башне поступает в реакционный резервуар гидросульфида натрия сверху. Смешанный раствор гидросульфида натрия и сульфида натрия добавляется снизу реакционного резервуара. В кислых условиях образуется газ H2S, который постепенно поднимается, реагируя с медью и мышьяком сверху вниз с образованием осадков CuS и As2S3. Затем эти осадки переливаются в медный сгуститель для осаждения. Надосадочная жидкость отправляется на процесс обработки гипса, в то время как нижний шлам обезвоживается в фильтр-прессе перед отправкой на дальнейшую обработку. Небольшое количество непрореагировавшего H2S отводится по трубе отрицательного давления в башню детоксикации, где он поглощается циркулирующим смешанным раствором гидросульфида натрия и сульфида натрия, обеспечивая его соответствие стандартам сброса.

Экспериментальный метод

Принят непрерывный режим производства, при этом другие процессы и параметры управления остаются неизменными. Гидросульфид натрия реагирует быстрее, чем сульфид натрия; если концентрация относительно высока, в кислых условиях быстро образуется большое количество сероводорода (H2S). Помимо реакции с частью меди и мышьяка в отработанной кислоте, относительно избыточный сероводород будет выходить с поверхности жидкости из-за перемешивания лопасти мешалки и отводиться отрицательным давлением в башню детоксикации. Существующий процесс использует сульфид натрия для поглощения избыточного сероводорода, образующегося в ходе реакции сульфида (Na2S + H2S = 2NaHS). После пробного использования гидросульфида натрия в резервуаре для хранения сульфида натрия содержится некоторое количество гидросульфида натрия, что снижает его способность поглощать избыточный сероводород. Для предотвращения неполного поглощения сероводорода, что может привести к несоответствующим нормам выбросам из детоксикационной башни, в течение испытательного периода в резервуар для хранения сульфида натрия добавляется вода (конденсат от греющего пара резервуара для хранения сульфида натрия) для поддержания концентрации смешанного раствора сульфида натрия и гидросульфида натрия на уровне около 15%.

Заключение

1. При использовании смешанного раствора гидросульфида натрия и сульфида натрия стоимость реагента для обработки одного кубометра отработанной кислоты снижается до 52.5% от стоимости чистого сульфида натрия, что приводит к существенному экономическому эффекту.

2. Применение смешанного раствора гидросульфида натрия и сульфида натрия не повлияло на показатели сброса цеха, нормативы сброса сточных вод остаются стабильными и соответствуют установленным.

3. Благодаря смешанному использованию сульфида натрия и гидросульфида натрия, а также при неизменном технологическом процессе работы детоксикационной башни, не было зафиксировано ни одного случая несоответствия выбросов из детоксикационной башни нормативам.