Процесс электролитического окисления для очистки сточных вод от цианида натрия

Введение

Сточные воды, содержащие цианид, особенно те, которые образуются в результате Цианид натрия, является серьезной экологической проблемой. Такие сточные воды очень токсичны и в основном поступают из таких отраслей, как гальваника, добыча газа, коксование, металлургия, обработка металла, химическое волокно, пластик, пестициды и химическая промышленность. В воде они нестабильны и склонны к разложению. Как неорганические, так и органические цианиды являются чрезвычайно ядовитыми веществами. Например, смертельная доза цианид для организма человека составляет 0.18 г, а цианида калия — 0.12 г. Кроме того, смертельная концентрация цианида для рыб в воде составляет 0.04 — 0.1 мг/л. В связи с этим срочно требуются эффективные методы очистки для смягчения его вредного воздействия на окружающую среду и здоровье человека.

Основы электролитического окисления сточных вод, содержащих цианид

Процесс электролитического окисления для лечения Сточные воды с цианидом натрия работает по принципу использования электрического тока для запуска химических реакций на аноде и катоде, тем самым преобразуя цианид в сточных водах в менее вредные вещества. В этом процессе как простой цианид, так и сложный цианид в сточных водах подвергаются электролизу.

Анодные реакции

• Для простого цианидаВ ходе первой стадии реакции на аноде простой цианид бурно реагирует с другими веществами в сточных водах, образуя менее токсичное соединение. На последующей второй стадии происходят две реакции. Одна из реакций далее расщепляет это соединение на Carbon диоксид, азот и вода. В результате другой реакции образуется аммоний.

• Для координационного цианида (на примере комплекса, содержащего медь): Когда координационный цианид, как и медьсодержащие комплексы, достигает анода, он реагирует с образованием ионов меди и другого менее токсичного соединения. Когда в электролитическую среду добавляется поваренная соль, происходят дополнительные реакции. Ионы хлорида из соли окисляются с образованием образующегося хлора. Этот образующийся хлор затем реагирует с цианидом и другими веществами в сточных водах, чтобы разложить соединения цианида на менее вредные продукты, включая диоксид углерода, азот и ионы хлорида.

Катодные реакции

На катоде ионы водорода получают электроны и образуют водородный газ. Для цианидных комплексов, содержащих металлы, например, с медью, ионы меди получают электроны и могут осаждаться в виде металлической меди. При определенных условиях ионы меди также могут реагировать с гидроксид-ионами, образуя осадок гидроксида меди.

Ключевые моменты процесса электролитического окисления

• Электродные материалы: Выбор материалов электродов имеет решающее значение. Во многих случаях в качестве материала катода можно использовать мягкую сталь. Однако аноды должны выдерживать суровую электрохимическую среду. Для этого применения хорошо подходят размерно-стабильные аноды (DSA), которые изготавливаются из оксидов благородных металлов и производятся несколькими компаниями. Графит также может служить материалом анода, но у него есть недостаток: он постепенно расходуется в процессе электролиза.

• Контроль температуры: Температура отработанной жидкости во время электролиза должна тщательно регулироваться. Обычно ее следует поддерживать ниже 25 °C. Если температура поднимется слишком высоко, хлор, образующийся при окислении ионов хлорида в добавленной соли, улетучится до того, как он сможет вступить в реакцию с цианидом, тем самым снижая эффективность процесса разрушения цианида.

• Добавление ионов хлорида: Добавление ионов хлора в сточные воды может усилить электролитическое окисление цианида. Обычно достаточно добавления 1–2 г/л ионов хлора. В некоторых случаях добавление поваренной соли (хлорида натрия) в концентрации 25 г на литр в сточные воды, как было показано, эффективно способствует электролитическому разрушению цианида.

Преимущества процесса электролитического окисления

• Высокая эффективность для сточных вод высокой концентрации: Процесс электролитического окисления особенно эффективен для очистки сточных вод с высокой концентрацией цианида, например, тех, что встречаются на золотых рудниках. Он может значительно снизить концентрацию цианида в сточных водах.

• Генерация реактивных видов in situ: Во время электролиза в системе генерируются реактивные частицы, такие как возникающий хлор. Это устраняет необходимость во внешнем добавлении потенциально опасных и дорогих окислителей в больших количествах.

• Гибкость: Процесс можно настроить в соответствии с конкретным составом сточных вод. Контролируя такие параметры, как плотность тока, напряжение и добавление определенных солей, можно оптимизировать процесс электролитического окисления для различных типов сточных вод, содержащих цианид, независимо от того, содержат ли они простые или сложные цианидные соединения.

Заключение

Процесс электролитического окисления предлагает многообещающее решение для обработки цианид натрия Сточные воды. Понимая химические реакции, происходящие на аноде и катоде, тщательно выбирая материалы электродов, контролируя температуру и добавляя соответствующее количество ионов хлорида, этот метод может эффективно удалять цианидное загрязнение из сточных вод. Поскольку промышленность продолжает искать более устойчивые и эффективные способы управления своими отходами, процесс электролитического окисления, вероятно, получит более широкое применение в очистке сточных вод, содержащих цианид. Однако по-прежнему необходимы дальнейшие исследования и разработки для улучшения процесса, снижения затрат и повышения его общей эффективности и экологичности.