Истифодаи карбони фаъолшуда барои тоза кардани сианиди озод (CN−) дар обҳои партов

Муқаддима

Обҳои партови саноатӣ аксар вақт моддаҳои гуногуни заҳролудро дар бар мегиранд, ки дар байни онҳо сианиди озод (CN−) аз сабаби заҳролудии баланди он нигаронии хоса дорад. Ҳатто дар миқдори кам, сианид метавонад марговар бошад, ки коркарди обҳои партовро, ки дорои он мебошанд, ба як масъалаи муҳими экологӣ табдил медиҳад. Қоидаҳои қатъӣ барои назорати ихроҷи обҳои партови дорои сианид мавҷуданд, ки на танҳо барои қонеъ кардани талаботи стандартӣ, балки инчунин барои барқарор кардани ҳарчи бештари сианид аз партовгоҳҳо ва партовҳои корхонаҳо нигаронида шудаанд. Карбони фаъолшуда ҳамчун маводи умедбахш барои хориҷ кардани сианиди озод аз обҳои партов пайдо шудааст ва дар ин мақола татбиқ, механизмҳо ва омилҳои таъсиррасони он муфассал баррасӣ карда мешаванд.

Сарчашмаҳои сианид дар обҳои партов

Консентратсияи баланди сианид дар обҳои партов асосан аз равандҳои саноатӣ, аз қабили электроплавкунӣ, истихроҷи тилло дар асоси сианид, оби газшӯӣ ва хунуккунӣ дар печҳои кокс ва печҳои домна, инчунин баъзе соҳаҳои кимиёвӣ, коркарди маъданӣ, каучуки синтетикӣ, нах ва рангкунӣ ба вуҷуд меояд. Консентратсияи сианид дар ин партовҳо метавонад аз 1 то 180 мг/л ё ҳатто зиёдтар бошад.

Механизмҳои карбони фаъолшуда дар хориҷ кардани сианиди озод

Адсорбсияи физикӣ

Карбони фаъол дорои сохтори хеле инкишофёфтаи микросӯрохдор ва масоҳати калони мушаххас мебошад, ки одатан аз 500 то 3000 м²/г аст. Ин сохтори физикӣ ба он қобилиятҳои қавии адсорбсияи физикӣ медиҳад. Ионҳои сианид дар обҳои партов метавонанд тавассути қувваҳои ван дер Ваалс ба сатҳи Карбони фаъол адсорбсия карда шаванд . Масоҳати калони сатҳ ҷойҳои сершумори адсорбсияро фароҳам меорад, ки имкон медиҳад сианиди озод самаранок ҷамъ карда шавад.

Адсорбсияи химиявӣ ва оксидшавии каталитикӣ

Илова ба адсорбсияи физикӣ, карбони фаъолшуда инчунин метавонад дар реаксияҳои химиявӣ иштирок кунад. Вақте ки карбон фаъолшуда оксиген ва обро дар обҳои партов адсорб мекунад, он метавонад дар сатҳи худ пероксиди гидроген (H₂O₂) тавлид кунад ва худи карбон фаъолшуда ҳамчун катализатор амал мекунад. Дар ҳузури намакҳои мис, H₂O₂ ҳосилшуда метавонад сианидро оксид ва таҷзия кунад. Механизми реаксия чунин аст:

1. Истеҳсоли H₂O₂: Оксиген ва об дар рӯи карбон фаъолшуда адсорб карда мешаванд, то H₂O₂-ро ташкил кунанд.

2. Оксидшавии сианид: Сианид дар зери таъсири каталитикии намаки мис бо H₂O₂ оксид мешавад, ки дар натиҷа сианид ба моддаҳои камтар зараровар таҷзия мешавад.

Омилҳое, ки ба самаранокии бартарафсозии карбони фаъол таъсир мерасонанд

Консентратсияи ибтидоии сианид

Чӣ қадаре ки консентратсияи ибтидоии сианиди озод дар обҳои партов баланд бошад, ҳамон қадар қувваи пешбарандаи адсорбсия зиёд мешавад. Аммо, азбаски қобилияти адсорбсияи карбони фаъолшуда маҳдуд аст, вақте ки консентратсияи ибтидоӣ аз арзиши муайян зиёд мешавад, самаранокии хориҷшавӣ метавонад мутаносибан зиёд нашавад. Дар баъзе тадқиқотҳо муайян карда шудааст, ки бо зиёд шудани консентратсияи ибтидоии сианид миқдори цианид ба як массаи воҳиди карбони фаъолшуда аввал зиёд мешавад ва баъдан сатҳи паст мешавад.

арзиши pH

Арзиши рН-и оби партов ба адсорбсияи сианид аз ҷониби карбон фаъолшуда ба таври назаррас таъсир мерасонад. Умуман, дар шароити туршӣ қобилияти адсорбсияи карбони фаъол барои сианид нисбатан паст аст. Бо баланд шудани арзиши рН, қобилияти адсорбсия тадриҷан зиёд мешавад. Вақте ки рН дар доираи сілтӣ, махсусан аз 11 болотар аст. суръати хориҷшавии сианид дар баъзе мавридҳо дар давоми 95 дақиқа метавонад ба зиёда аз 30% мерасад. Сабаб дар он аст, ки хосияти сианид дар маҳлул бо рН тағир меёбад ва шакли ионҳои сианид барои адсорбсия дар карбони фаъолшуда дар шароити сілтӣ мусоидтар аст.

ҳарорат

Адсорбсияи сианид тавассути карбони фаъол як раванди экзотермикӣ мебошад. Бо баланд шудани ҳарорат, қобилияти адсорбсия одатан кам мешавад. Масалан, дар мавриди карбони фаъолшудаи мис - импрегнатсияшуда ҳангоми омехта бо маҳлули сианид таъсири адсорбсияи сианид бо баланд шудани ҳарорат коҳиш меёбад. Ин дар он аст, ки баландшавии ҳарорат ба десорбсияи моддаҳои адсорбшуда аз сатҳи карбони фаъол мусоидат мекунад.

Вақти шӯриш

Барои таъмини он, ки сианид дар оби партов бо карбони фаъол тамоси кофӣ дошта бошад, вақти мувофиқи омехта кардан лозим аст. Дар марҳилаи аввал, бо зиёд шудани вақти омехта, суръати хориҷ кардани сианид босуръат меафзояд. Аммо, пас аз расидан ба вақти муайян, суръати хориҷшавӣ ба эътидол меояд, ки ин нишон медиҳад, ки раванди адсорбсия ба мувозинат расидааст.

Истифодаи карбони фаъолшуда дар коркарди сианид - дорои оби партов

Дар саноати истихрочи тилло

Дар истихроҷи тилло, махсусан дар равандҳои истихроҷи тилло дар асоси сианид миқдори зиёди оби партови дорои сианид ба вуҷуд меояд. Карбони фаъолшударо барои тоза кардани сианиди озод аз ин оби партов истифода бурдан мумкин аст. Илова ба хориҷ кардани сианид, карбони фаъолшуда инчунин метавонад комплексҳои тилло-сианидҳоро (ба мисли Au(CN)₂⁻) дар оби партов адсорб кунад. Маҷмӯаҳои тилло-сианидҳои адсорбшуда метавонанд минбаъд барои барқарор кардани тилло коркард карда шаванд ва ҳам ба ҳифзи муҳити зист ва ҳам барқарорсозии захираҳо ноил шаванд.

Дар саноати электрогапбарорй

Корхонаҳои электропластикӣ аксар вақт дар ҷараёни рангкунӣ маҳлулҳои сианидро истифода мебаранд, ки дар натиҷа оби ифлосшудаи сианид ба вуҷуд меояд. Табобати карбон фаъолшуда метавонад миқдори сианидҳоро дар оби партов ба таври муассир коҳиш диҳад, то ба стандартҳои партов мувофиқат кунад. Дар муқоиса бо баъзе усулҳои анъанавии табобат, аз қабили хлоризатсияи сілтӣ, коркарди карбон фаъол бартариҳои ифлосшавии дуюмдараҷа камтар ва потенсиали барқарорсозии захираҳоро дорад.

Муқоиса бо дигар усулҳои табобат

Хлоризатсияи сілтӣ

Хлоркунии ишқорӣ як усули нисбатан пухта барои нобуд кардани сианидҳо дар обҳои партов мебошад. Он моддаҳои дорои хлор, аз қабили гази хлор, хлори моеъ ё хокаи сафедкунандаро барои оксид кардани сианид ба гази карбонии ғайризаҳролуд (CO₂) ва нитроген (N₂) истифода мебарад. Аммо, ин усул метавонад маҳсулоти иловагии зарароварро ба вуҷуд орад ва раванди кор назорати қатъии миқдори хлор ва шароити реаксияро талаб мекунад. Баръакс, коркарди карбони фаъол як варианти аз ҷиҳати экологӣ тозатар бо қобилияти адсорбсияи интихобӣ сианид ва эҳтимолан барқарор кардани металлҳои қиматбаҳо мебошад.

Оксидшавии пероксиди гидроген

Оксидшавии пероксиди гидрогенро барои кам кардани консентратсияи сианид дар оби партов низ истифода бурдан мумкин аст. Он метавонад сианидро то дараҷаи заҳролудшавӣ оксид кунад. Бо вуҷуди ин, пероксиди гидроген як реагенти гаронбаҳост ва ин раванд метавонад иловаи пайвастаи реагентҳоро талаб кунад ва арзиши табобатро зиёд кунад. Аз тарафи дигар, карбони фаъолшуда пас аз интихоб ва истифодабарии дуруст кори нисбатан устувор дорад ва барқарорсозии онро низ метавон барои кам кардани хароҷот баррасӣ кард.

Рушди оянда

Коркарди карбон фаъолшуда

Барои боз ҳам баланд бардоштани самаранокии карбони фаъолшуда дар хориҷ кардани сианидҳои озод, тадқиқот оид ба карбони фаъолшуда гузаронида мешавад. Масалан, импрегнатсия кардани карбони фаъолшуда бо металлҳои гуногун (ба монанди мис, оҳан ва ғ.) метавонад қобилияти оксидшавии каталитикии онро барои сианид зиёд кунад. Карбонҳои фаъолшудаи металлии гуногунро мувофиқи хусусиятҳои хоси оби партов барои ноил шудан ба таъсири беҳтари коркард оптимизатсия кардан мумкин аст.

Равандҳои табобати якҷоя

Якҷоя кардани коркарди карбони фаъолшуда бо дигар усулҳои коркард низ як тамоюл аст. Масалан, якҷоя кардани адсорбсияи карбони фаъолшуда бо коркарди биологӣ метавонад аввал карбони фаъолшударо барои коҳиш додани сианиди баландконсентратсия дар оби партов то сатҳе, ки барои коркарди биологӣ мувофиқтар аст, истифода барад ва сипас микроорганизмҳоро барои таҷзияи минбаъда ва хориҷ кардани боқимондаи моддаҳои марбут ба сианид истифода барад. Ин раванди якҷояшуда метавонад аз қувватҳои усулҳои гуногуни коркард истифода барад ва ба коркарди самараноктар ва ҳамаҷонибаи оби партов ноил гардад.

хулоса

Карбони фаъолшуда дар хориҷ кардани сианидҳои озод (CN−) аз оби партов потенсиали бузургро нишон медиҳад. Тавассути адсорбсияи физикӣ ва реаксияҳои кимиёвӣ, он метавонад ба таври муассир миқдори сианид дар оби партовро коҳиш диҳад, ба стандартҳои партовҳои экологӣ ҷавобгӯ бошад ва ҳатто дар баъзе ҳолатҳо барқарорсозии захираҳоро фароҳам орад. Ҳарчанд ҳанӯз ҳам баъзе соҳаҳое ҳастанд, ки бояд такмил дода шаванд, аз қабили минбаъд беҳтар кардани самаранокии адсорбсия ва кам кардани хароҷот, бо рушди пайвастаи тадқиқот оид ба тағир додани карбони фаъолшуда ва равандҳои коркарди омехта, карбони фаъолшуда дар оянда дар коркарди сианидҳо - дорои обҳои партов нақши муҳимтар хоҳад дошт.