Sodyum sülfür yerine sodyum hidrosülfür ile bakır-arsenik atık asit suyunun arıtımı üzerine çalışma

Giriş

Araştırmalar, bakır ve arsenik içeren atık asidin arıtımının, sülfür çökeltmesini, ardından alçı ilavesini ve elektrokimyasal nötrleştirmeyi içeren bir işlem kullandığını ve nihayetinde düzenleyici standartları karşılayan kararlı bir deşarja yol açtığını göstermektedir. Sülfür çökeltme adımında, Sodyum Sülfat %26 kütle konsantrasyonuna sahip bir çözelti, belirli asitlik koşulları altında bakır ve arsenik içeren atık aside otomatik olarak eklenir ve bunun sonucunda sıvı fazdan bakır ve arsenik iyonlarını uzaklaştırmak için CuS ve As2S3 çökeltileri oluşur. Gerçek üretimde, sodyum sülfür çözeltisi nispeten yüksek seviyelerde çözünmeyen safsızlıklar içerir ve havaya maruz kaldığında, tiyosülfat oluşturmak üzere kademeli olarak oksitlenir. Ek olarak, diğer dezavantajlarının yanı sıra yüksek bir kristalleşme sıcaklığına sahiptir. Bu nedenle, sodyum sülfürün yerini alacak yeni bir sülfür maddesi bulmak önemli bir öneme sahip olacaktır.

Katı Sodyum Hidrosülfür

Proses Prensibi

Mevcut aşırı H2S emilim süreciyle sınırlandırılmış olarak, bakır ve arsenik içeren atık asidin işlenmesi Sodyum hidrosülfür sülfürik asit atölyesinin atık asit ve atık suyunun mevcut ekipman ve proses akışına dayanarak yürütülür. Bu yöntem, arıtım için sodyum hidrosülfür ve sodyum sülfürün karışık bir çözeltisini kullanır.

Süreç akışı

Şekil 1, sodyum hidrosülfür kullanılarak bakır ve arsenik içeren atık asidin arıtımı için proses akış şemasını göstermektedir. Soyma kulesindeki SO2'nin uzaklaştırılmasından sonra atık asit çözeltisi, üstten sodyum hidrosülfür reaksiyon tankına girer. Reaksiyon tankının altından sodyum hidrosülfür ve sodyum sülfürün karışık bir çözeltisi eklenir. Asidik koşullar altında, H2S gazı üretilir ve kademeli olarak yükselir, yukarıdan aşağıya bakır ve arsenikle reaksiyona girerek CuS ve As2S3 çökeltileri oluşturur. Bu çökeltiler daha sonra çökelme için bakır koyulaştırıcıya taşar. Üstteki sıvı alçı işleme sürecine gönderilirken, alttaki çamur daha ileri işleme gönderilmeden önce bir filtre presinde susuzlaştırılır. Az miktarda tepkimeye girmemiş H2S, negatif basınçlı bir boru ile detoksifikasyon kulesine çekilir ve burada sodyum hidrosülfür ve sodyum sülfürün dolaşımdaki karışık çözeltisi tarafından emilir ve deşarj standartlarını karşıladığından emin olunur.

Deneysel yöntem

Diğer prosesler ve kontrol parametreleri değişmeden bırakılarak sürekli bir üretim modu benimsenmiştir. Sodyum hidrosülfür, sodyum sülfürden daha hızlı reaksiyona girer; konsantrasyon nispeten yüksekse, asidik koşullar altında büyük miktarda hidrojen sülfür (H2S) hızla üretilir. Atık asitteki bakır ve arsenikle reaksiyona girmesinin yanı sıra, nispeten aşırı hidrojen sülfür, karıştırma küreğinin çalkalanması nedeniyle sıvı yüzeyinden kaçacak ve negatif basınçla detoksifikasyon kulesine çekilecektir. Mevcut proses, sülfür reaksiyonu sırasında üretilen fazla hidrojen sülfürü emmek için sodyum sülfür kullanır (Na2S + H2S = 2NaHS). Sodyum hidrosülfürün deneme kullanımından sonra, sodyum sülfür depolama tankı, fazla hidrojen sülfürü emme yeteneğini azaltan bir miktar sodyum hidrosülfür içerir. Detoks kulesinden uygunsuz emisyonlara yol açabilecek hidrojen sülfürün eksik emilimini önlemek için, deneme süresi boyunca sodyum sülfür depolama tankına su (sodyum sülfür depolama tankının ısıtma buharından gelen kondensat) eklenerek sodyum sülfür ve sodyum hidrosülfürün karışık çözeltisinin konsantrasyonu yaklaşık %15 seviyesinde tutulur.

Sonuç

1. Sodyum hidrosülfür ve sodyum sülfürün karışık çözeltisi kullanıldığında, bir metreküp atık asidin arıtılması için gereken reaktif maliyeti, saf sodyum sülfürün %52.5'ine kadar düşerek önemli ekonomik faydalar elde ediliyor.

2. Sodyum hidrosülfür ve sodyum sülfür karışımlı çözeltisinin kullanımı atölyenin deşarj göstergelerini etkilememiş, atık su deşarj standartları stabil ve uyumludur.

3. Sodyum sülfür ve sodyum hidrosülfürün karışık kullanımı ve mevcut detoks kulesi prosesinin değiştirilmemesi nedeniyle, detoks kulesinden kaynaklanan emisyonlarda herhangi bir uyumsuzluk durumu yaşanmamıştır.