Metoder och processer för avgiftning av cyanidavfall

Beskrivning

Cyanidavfall är fast avfall som genereras under bearbetningsprocessen av guldgruvor och andra gruvor. På grund av närvaron av rester cyanider och andra tungmetaller, om de inte behandlas på rätt sätt, kommer de att orsaka stor skada på miljön och människors hälsa. Den höga toxiciteten av Cyanider kan spridas genom luft, vatten och mark, vilket förorenar det omgivande ekosystemet och äventyrar överlevnaden för djur och växter. Därför är det bråttom att avgifta Cyanidavfall. Denna artikel kommer att presentera i detalj Avgiftning metoder och processer för cyanid avfall.

Egenskaper och faror med cyanidavfall

Sammansättningen av cyanidavfall är komplex. Förutom oreagerade cyanider innehåller den även tungmetaller som koppar, bly, zink och kvicksilver. Dessa tungmetaller är svåra att bryta ner i den naturliga miljön och kommer att ackumuleras under en lång period. Cyanider kan hämma aktiviteten av respiratoriska enzymer i biologiska celler, vilket leder till kvävning och död hos organismer. Till exempel, när avloppsvatten som innehåller cyanidavfall släpps ut i floder, kommer det att orsaka ett stort antal dödsfall av vattenlevande organismer som fisk, vilket förstör den ekologiska balansen i vattnet. När tungmetaller kommer in i människokroppen kommer de att ackumuleras i mänskliga organ och orsaka olika sjukdomar. Till exempel påverkar blyförgiftning utvecklingen av nervsystemet, och kvicksilverförgiftning skadar njurar och hjärna.

Avgiftningsmetoder

Kemisk oxidationsmetod

1. Alkalisk kloreringsmetodDetta är en vanligt förekommande kemisk oxidationsavgiftningsmetod. Under alkaliska förhållanden (vanligtvis kontrolleras pH-värdet till 10-11) tillsätts oxidanter som klorgas eller hypokloriter till cyanidavfallet. Reaktionsprincipen är följande: Först oxideras cyanidjoner (CN⁻) till cyanatjoner (CNO⁻), och reaktionsekvationen är CN⁻ + ClO⁻ + H₂O → CNO⁻ + Cl⁻ + 2H⁺. Därefter sönderdelas cyanat till ofarliga ämnen som kväve och Kol dioxid under ytterligare oxidation, 2CNO⁻ + 3ClO⁻ + H₂O → N₂↑ + 3Cl⁻ + 2HCO₃⁻. Fördelen med denna metod är att reaktionshastigheten är relativt snabb och avgiftningseffekten är uppenbar, men nackdelen är att vissa sekundära föroreningar såsom klorhaltiga avgaser kan genereras.

2. Väteperoxidoxidationsmetod: Väteperoxid (H₂O₂) kan oxidera och sönderdela cyanider i närvaro av en lämplig katalysator. Katalysatorer såsom järn(II)joner (Fe2+) väljs vanligtvis. Under reaktionsprocessen sönderfaller väteperoxid för att producera hydroxylradikaler (·OH), som har extremt starka oxiderande egenskaper och snabbt kan oxidera cyanider. Reaktionsekvationen är CN" + H2O2 → CNO" + H2O. Fördelen med väteperoxidoxidationsmetoden är att produkterna efter sönderdelningen av väteperoxid är vatten och syre, och inga nya föroreningar introduceras, men kostnaden är relativt hög, och kraven på reaktionsförhållanden är relativt strikta.

Biologisk oxidationsmetod

1. Mikrobiell lakningsmetod: Vissa speciella mikroorganismer, som Thiobacillus ferrooxidans, används. Dessa mikroorganismer kan använda cyanider som kväve- och kolkällor under sin tillväxtprocess och oxidera och sönderdela dem. Genom sina egna metaboliska aktiviteter omvandlar mikroorganismer cyanider till ofarliga ämnen som koldioxid, vatten och ammoniak. Fördelen med denna metod är att den är miljövänlig och har låg energiförbrukning, men nackdelen är att tillväxten av mikroorganismer i hög grad påverkas av miljöfaktorer som temperatur och pH-värde och behandlingscykeln är relativt lång.

2. Biofilmmetod: Mikroorganismer fixeras på ytan av bäraren för att bilda en biofilm. När cyanidavfall kommer i kontakt med biofilmen bryts cyanider ned av mikroorganismer. Biofilmen har stark adsorptions- och nedbrytningsförmåga, vilket kan förbättra behandlingseffektiviteten av mikroorganismer på cyanider. Jämfört med den mikrobiella lakningsmetoden är mikroorganismerna i biofilmmetoden inte lätta att förlora och har högre stabilitet, men de står också inför problemet med att vara känsliga för miljöförhållanden.

Andra metoder

1. Pyrolysmetod för hög temperatur: Cyanidavfall pyrolyseras vid höga temperaturer (vanligtvis över 800 ℃), och cyanider sönderdelas till gaser som kväve och kolmonoxid. Högtemperaturpyrolysmetoden kan effektivt avlägsna cyanider, men den kräver en stor mängd energiförbrukning, och tungmetaller kan förångas under höga temperaturer, vilket ökar svårigheten med efterföljande avgasbehandling.

2. AdsorptionsmetodAdsorbenter såsom Aktivt kol och zeolit ​​används för att adsorbera cyanider. Adsorbenter har en stor specifik yta och kan adsorbera cyanider på sina ytor, varigenom syftet med avgiftning uppnås. Adsorptionsmetoden är enkel att använda, men adsorbentens adsorptionskapacitet är begränsad och adsorbenten behöver bytas ut regelbundet. Dessutom är behandlingen av den adsorberade adsorbenten också relativt komplex.

Avgiftningsprocess

förbehandling

1. Krossning och sållning: De massiva cyanidavfallen krossas för att minska deras partikelstorlek, så att den efterföljande avgiftningsreaktionen kan fortgå mer fullständigt. Vanliga krossar inkluderar käftkrossar, konkrossar, etc. Det krossade avfallet siktas sedan genom siktutrustning såsom vibrerande siktar för att sålla bort partiklar av olika partikelstorlekar, vilket ger material med lämpliga partikelstorlekar för efterföljande behandling.

2. urlakning: För att få cyanider bättre kontakt och reagera med avgiftningsreagenset, används vanligtvis vatten eller andra lämpliga lösningsmedel för att läcka cyanidavfallet. Lakningsprocessen utförs i en omrörd tank och avfallet och lösningsmedlet blandas helt genom omrörning. Faktorer som urlakningstid, temperatur och förhållande mellan vätska och fast substans kommer att påverka urlakningseffekten och behöver i allmänhet optimeras efter faktiska förhållanden.

Avgiftningsoperation

1. Drift Process av kemisk oxidationsmetod: Om man tar den alkaliska kloreringsmetoden som ett exempel, i avfallslösningen efter urlakning tillsätts först natriumhydroxid för att justera lösningens pH-värde till 10 - 11. Därefter tillsätts klorgas långsamt eller natriumhypokloritlösning tillsätts, och omrörning utförs samtidigt för att reaktionen ska fortskrida fullt ut. Under reaktionsprocessen måste cyanidkoncentrationen i lösningen övervakas i realtid. När cyanidkoncentrationen reduceras till under den specificerade standarden, stoppas tillsatsen av oxidationsmedlet.

2. Operation Process av biologisk oxidationsmetod: Om den mikrobiella lakningsmetoden används, inokuleras den välodlade Thiobacillus ferrooxidans och andra mikroorganismer i laklösningen som innehåller cyanidavfall. Temperaturen på reaktionssystemet kontrolleras inom det lämpliga tillväxtintervallet för mikroorganismer (vanligtvis 25 - 35 ℃), och pH-värdet justeras till lämpligt intervall (vanligtvis 2 - 4). Under reaktionsprocessen måste näringsämnen fyllas på regelbundet för att tillgodose mikroorganismernas tillväxtbehov. Avgiftningsreaktionens fortskridande bedöms genom att övervaka cyanidkoncentrationen och tillväxten av mikroorganismer.

Efterföljande behandling

1. Fast - vätskeseparation: Efter att avgiftningsreaktionen är avslutad måste det behandlade avfallet utsättas för fast-vätskeseparation. Vanliga fast-vätskeseparationsmetoder inkluderar filtrering och centrifugering. Genom filtreringsutrustning som platt- och ramfilterpressar separeras det fasta avfallet från vätskan. Den separerade vätskan måste testas ytterligare för cyanid- och tungmetallinnehåll för att säkerställa att den kan tömmas efter att ha uppfyllt utsläppsnormerna.

2. Avfallshantering: Efter avgiftning och fast-vätskeseparation, om tungmetallhalten i avfallet fortfarande är hög, krävs ytterligare behandling. Till exempel anammas stelnings- och stabiliseringstekniken och avfallet blandas med stelningsmedel som cement och kalk för att fixera tungmetallerna i den stelnade kroppen och minska deras rörlighet i miljön. Det behandlade avfallet kan deponeras eller helt utnyttjas i enlighet med faktiska förhållanden, som att användas vid tillverkning av byggmaterial.

Slutsats

Avgiftningsbehandlingen av cyanidavfall har stor betydelse för miljöskydd och hållbart resursutnyttjande. Olika avgiftningsmetoder har sina egna fördelar och nackdelar. I praktiska tillämpningar måste lämpliga avgiftningsmetoder och -processer väljas ut omfattande utifrån faktorer som egenskaperna hos cyanidavfall, behandlingskostnader och miljökrav. Samtidigt, med den kontinuerliga utvecklingen av vetenskap och teknik, dyker det ständigt upp nya avgiftningstekniker och processer. I framtiden förväntas det utveckla mer effektiva, miljövänliga och ekonomiska avgiftningsmetoder för cyanidavfall, vilket ger bättre lösningar på de miljöproblem som orsakas av cyanidavfall.