Atıksulardan Sodyum Siyanür ve Ağır Metallerin Asitleştirme ile Geri Kazanımına Yönelik Proses

Giriş

Siyanür içeren atık su, altın madenciliği, elektrokaplama ve kimyasal üretim gibi çeşitli endüstriyel işlemlerden kaynaklanır. Siyanür yüksek toksisiteye sahip olduğundan siyanür, bu atık suyun uygunsuz şekilde boşaltılması ciddi çevre kirliliğine ve insan sağlığına zarar verebilir. Bu nedenle, siyanür içeren atık suyun arıtımı ve kaynak geri kazanımı önemli konular haline gelmiştir. Arıtma yöntemleri arasında, Asitleştirme Kurtarma of Sodyum siyanür ve ağır metallerin uzaklaştırılması, çevresel riski azaltmanın yanı sıra değerli kaynakların geri dönüşümünü de sağlayan, yaygın olarak kullanılan ve etkili bir yaklaşımdır.

Asitleştirme Kurtarma Prensibi

Siyanürün Hidrojen Siyanüre (HCN) Dönüşümü

Asitleştirme sürecinde, siyanür içeren atık suya sülfürik asit gibi güçlü asitler eklenir. Asidik koşullar altında, atık sudaki serbest siyanür iyonları hidrojen siyanüre (HCN) dönüşür. Hidrojen siyanür uçucu bir bileşiktir. Atık suyun pH'ı genellikle 2'nin altına düşük bir değere ayarlandığında, reaksiyonun ilerlemesi daha olasıdır ve siyanür iyonlarının HCN gazına dönüştürülmesi kolaylaşır.

Sodyum Siyanürün Geri Kazanımı

Üretilen HCN gazı daha sonra bir alkali absorpsiyon kulesine sokulur. Kulenin içinde bir sodyum hidroksit (NaOH) çözeltisiyle reaksiyona girer. Reaksiyon ilerledikçe, sodyum siyanür (NaCN) oluşur ve emilim çözeltisinde birikir. Çözeltideki NaCN konsantrasyonu yaklaşık %10 - %12'ye ulaştığında geri dönüştürülebilir ve altın madenciliğindeki liç işlemi gibi ilgili endüstriyel proseslerde yeniden kullanılabilir.

Ağır Metallerin Salınımı ve Çökelmesi

Serbest siyanürün yanı sıra, atık su genellikle bakır ve çinko gibi ağır metaller ve siyanür kompleksleri içerir. Asidik koşullar altında, bu kompleksler parçalanır. Ağır metal iyonları serbest bırakıldığında, çözünmeyen tuzlar oluşturabilir ve belirli koşullar altında çökebilir. Örneğin, pH değerini ayarlamak veya belirli çökeltici maddeler eklemek, bakır iyonlarının çökeltiler oluşturmasına neden olabilir.

Işlem adımları

Adım 1: Atıksu Ön Arıtma

Alkali siyanür içeren yüksek konsantrasyonlu atık su, sıcaklığını kontrol etmek için önce bir buhar ısı eşanjöründen geçer. Tipik olarak, sıcaklık 20 - 25°C aralığında tutulur. Bu sıcaklık kontrolü, sonraki reaksiyon hızını optimize etmeye yardımcı olur ve sürecin kararlılığını sağlar. Yüksek konsantrasyonlu atık sudaki siyanür konsantrasyonu genellikle 5000 - 5500 ppm arasında değişir ve pH değeri 10.5 - 12.5 arasındadır.

Adım 2: Asitleştirme

Ön arıtılmış atık su, örneğin 2 m³/saat gibi belirli bir akış hızında bir asitleştirme püskürtme kulesine beslenir. Daha sonra, konsantre sülfürik asit eklenir. Eklenen sülfürik asit miktarı, atık suyun pH değerini 25'nin altına düşürmek için atık suyun özelliklerine göre, genellikle 30 - 2 kg/m³ olacak şekilde ayarlanır. Sülfürik asit eklenmesi sırasında açığa çıkan ısı, reaksiyonu hızlandırabilir ve atık sudaki serbest siyanür iyonlarının uçucu HCN'ye dönüşmesini kolaylaştırabilir.

Adım 3: HCN Oluşumu ve Ayrılması

Asitleştirme püskürtme kulesinin kuvvetli asidik ortamında, siyanürün HCN'ye dönüşümü teşvik edilir. Oluşan HCN gazı daha sonra vakumlu santrifüjlü bir fan tarafından çekilir ve bir sonraki aşamaya - alkali emilim kulesine - girer. Aynı zamanda, pH değeri düştükçe, atık sudaki bazı ağır metal iyonları değişmeye başlar. Örneğin, atık sudaki bakır iyonlarının konsantrasyonu düşebilir ve bazı ağır metaller çökeltiler oluşturmaya başlar.

Adım 4: Sodyum Siyanürün Emilimi ve Geri Kazanımı

HCN gazı alkali emilim kulesine girer ve %20 - %30 NaOH çözeltisi tarafından emilir. Kuledeki alkali emilim sıvısı geri dönüştürülür ve geri dönüşüm süreci sırasında HCN gazının tekrar tekrar emilmesini sağlamak için bir fan kullanılır. Emilim reaksiyonu devam ettikçe, emilim sıvısındaki NaCN konsantrasyonu kademeli olarak artar. NaCN konsantrasyonu %10 - %12'ye ulaştığında, yeniden kullanım için süzme işlemine geri döndürülebilir ve böylece Sodyum siyanür.

Adım 5: Ağır Metallerin Çöktürülmesi ve Ayrılması

HCN salınımından sonra atık su için, bazı ağır metal - siyanür kompleksleri asidik koşullar altında parçalandığından, ağır metalleri çökeltmek için daha fazla arıtma yapılabilir. Örneğin, atık suyun pH değerinin alkali bir aralığa ayarlanması, çöken ağır metal hidroksitleri oluşturabilir. Daha sonra, filtrasyon veya sedimantasyon gibi katı - sıvı ayırma yöntemleri, çöken ağır metalleri atık sudan ayırmak için kullanılabilir ve ağır metallerin uzaklaştırılması ve geri kazanılması sağlanabilir.

Asitleştirme Geri Kazanım Yönteminin Avantajları

Kaynak Geri Dönüşümü

Asitleştirme geri kazanım yöntemi, siyanür içeren atık sudan sodyum siyanürü etkili bir şekilde geri kazanabilir ve bu da ilgili endüstriyel proseslerde yeniden kullanılabilir, yeni sodyum siyanür tüketimini azaltır ve üretim maliyetlerini düşürür. Aynı zamanda ağır metaller de geri kazanılabilir ve atıklar değerli kaynaklara dönüştürülebilir.

Maliyet - Etkinlik

Sadece siyanürü yok etmeye odaklanan diğer bazı arıtma yöntemleriyle karşılaştırıldığında, asitleştirme geri kazanım yöntemi yalnızca atık suyu arıtmakla kalmaz, aynı zamanda değerli maddeleri de geri kazandırır. Asit ve alkali tüketimini gerektirmesine rağmen, geri kazanılan sodyum siyanürün ve ağır metallerin değeri, arıtma maliyetinin bir kısmını telafi edebilir ve genel arıtmayı uzun vadede daha maliyet etkin hale getirebilir.

Çevre Dostu

Sodyum siyanür ve ağır metallerin geri kazanılmasıyla atık sudaki kirleticilerin miktarı önemli ölçüde azaltılır. Arıtılmış atık su daha düşük siyanür ve ağır metal içeriğine sahiptir, bu da sonraki deşarj veya daha fazla arıtma için daha elverişlidir ve çevre üzerindeki olumsuz etkiyi azaltır.

Asitleştirme Geri Kazanım Sürecinde Tüketim

Siyanür içeren atık su için asitleştirme geri kazanım yönteminin tüketimi esas olarak sülfürik asit, kostik soda (NaOH), kireç ve elektriği içerir. Kışın atık suyun önceden ısıtılması gerekir, bu nedenle buhar da tüketilir.

1. Asit Tüketimi

• Siyanürün HCN'ye Dönüşümü: Atıksu içindeki siyanürü HCN'ye dönüştürmek için gereken sülfürik asit miktarı, atıksu içindeki siyanür konsantrasyonuna bağlıdır. Örneğin, 1 ppm siyanür konsantrasyonuna sahip 5000 m³ atıksuyu arıtmak için bu dönüşüm için belirli miktarda sülfürik asit gerekir.

• Atıksuyun Asitlenmesi: Siyanür dönüşümü için asidin yanı sıra, atık suyu doğru asitlik seviyesine ayarlamak için ek asit kullanılır. pH'ı 2'nin altına düşürmek için gereken miktar önemli bir faktördür.

• Atıksuda Alkali ile Reaksiyon:Atıksu içerisinde sülfürik asitle reaksiyona giren bazı alkali maddeler bulunabilir, ancak genellikle bu tüketim siyanür dönüşümü ve asitleştirme için kullanılan miktarlarla karşılaştırıldığında oldukça azdır.

• Atıktaki Karbonatla Reaksiyon: Siyanür içeren ham maddeler, bazı siyanür atık çamurlarında olduğu gibi yüksek karbonat içeriğine sahipse, karbonat asitle reaksiyona girerek karbondioksit oluşturacaktır. Bu gibi durumlarda, sülfürik asit tüketimi önemli ölçüde artacaktır ve bu malzemeler asit geri kazanım yöntemiyle işleme için ideal olmayabilir.

2.Alkali Tüketimi: Alkali absorpsiyon kulesinde HCN'yi absorbe etmek ve NaCN oluşturmak için kostik soda (NaOH) kullanılır. Tüketilen NaOH miktarı, üretilen HCN miktarı ve absorpsiyon verimliliği ile ilgilidir.

3.Kireç Tüketimi:Bazı durumlarda, ağır metal çökelmesi için pH değerinin ayarlanması gibi atık suyun sonraki arıtımında kireç kullanılabilir. Gerekli kireç miktarı, atık sudaki ağır metallerin türüne ve konsantrasyonuna ve gerekli pH ayarlama aralığına bağlıdır.

4.Elektrik ve Buhar Tüketimi: İşlemde pompalar, fanlar ve vakum santrifüj fanları gibi ekipmanlar tarafından elektrik kullanılır. Kışın atık suyu önceden ısıtırken, reaksiyon için sıcaklığı uygun seviyeye çıkarmak için buhar tüketilir.

Sonuç

Siyanür içeren atık su için asitleştirme geri kazanım yöntemi, sodyum siyanür ve ağır metalleri geri kazanmak için kapsamlı ve etkili bir arıtma teknolojisidir. Belirli işlem adımlarını izleyerek, atık sudan yalnızca toksik siyanür ve ağır metalleri gidermekle kalmaz, aynı zamanda değerli kaynakları da geri dönüştürebilir. İşlemde belirli malzeme ve enerji tüketimleri olmasına rağmen, çevresel ve ekonomik faydaları göz önünde bulundurulduğunda, siyanür içeren atık suların arıtımında geniş uygulama beklentileri vardır. Ancak, gerçek operasyonda, HCN gazının toksisitesi nedeniyle sıkı güvenlik önlemlerinin alınması gerekir. Aynı zamanda, geri kazanım verimliliğini artırmak ve maliyetleri düşürmek için işlem parametrelerinin sürekli olarak optimize edilmesi gerekir.