Sianid qoldiqlarini vodorod peroksid bilan tozalash usullari

Kirish

Sianid qoldiqlari oltin qazib olish va boshqa sanoat tarmoqlarida ishlab chiqariladigan qo'shimcha mahsulotlardir siyanid qazib olish jarayonida. Zaharli siyanid birikmalari mavjudligi sababli, Sianid qoldiqlari atrof-muhitga jiddiy tahdid soladi. Vodorod periks bilan ishlov berish bu qoldiqlar bilan kurashishning samarali usuli hisoblanadi. Ushbu maqolada ushbu davolash usuli batafsil ko'rib chiqiladi.

Vodorod periks bilan ishlov berish printsipi

Vodorod periks (H₂O₂) kuchli oksidlovchi moddadir. Sianid qoldiqlarini qayta ishlashda asosiy tamoyil shundan iboratki Vodorod periks ishqoriy muhitda siyanid birikmalari bilan reaksiyaga kirishadi (odatda pH 10 - 11). Moddalar tomonidan katalizlangan (odatda mis ionlari, Cu²⁺) quyidagi reaktsiyalar sodir bo'ladi:

Sianid (CN⁻) siyanatga (CNO⁻) oksidlanadi. Reaktsiyani oddiy tarzda ifodalash mumkin:

2CN⁻ + 5H₂O₂ + 2OH⁻ → 2CNO⁻ + 6H₂O

Under specific conditions, cyanate can further react and decompose into less harmful substances, such as ammonia (NH₃), uglerod dioxide (CO₂), and nitrogen (N₂).

CNO⁻ + 2H₂O → NH₃ + HCO₃⁻

Keyinchalik, ammiak tegishli atrof-muhit sharoitida qo'shimcha oksidlanishi yoki uchuvchan bo'lishi mumkin.

Davolash bosqichlari

Chiqindilarni shlamini tayyorlash: Birinchidan, siyanid qoldiqlarini atala qilish kerak. Bu odatda qoldiqlarga suv qo'shib, ularni mos idishda (masalan, katta hajmdagi aralashtirish idishida) yaxshilab aralashtirish orqali amalga oshiriladi. Atlamaning mustahkamligi vodorod periks va siyanid o'z ichiga olgan zarralar o'rtasida yaxshi aloqani ta'minlash uchun o'rnatiladi.

pH ni sozlash: Sianid qoldiqlari atalasining pH darajasi mos ishqoriy diapazonga o'rnatiladi, odatda pH 10 - 11. Bu bosqich juda muhim, chunki vodorod peroksidning siyanid bilan oksidlanish reaktsiyasi pH qiymatiga juda bog'liq. Odatda pH ni oshirish uchun ohak (Ca(OH)₂) yoki natriy gidroksid (NaOH) ishlatiladi.

Katalizator qo'shilishi: Mis sulfat (CuSO₄) kabi misga asoslangan katalizatorlar atalaga qo'shiladi. Mis ionlari vodorod peroksid va siyanid o'rtasidagi reaktsiyani katalizlashi mumkin, bu reaktsiya tezligini sezilarli darajada tezlashtiradi. Atlamadagi mis ionlarining kontsentratsiyasi odatda 50 mg / L atrofida nazorat qilinadi. Biroq, agar qoldiqlar allaqachon etarli miqdorda mis yoki boshqa katalitik moddalarni o'z ichiga olgan bo'lsa, qo'shimcha katalizator qo'shilishi shart emas.

Vodorod periks qo'shilishi: Keyin, atalaga vodorod periks qo'shiladi. Qo'shilgan vodorod periks miqdori chiqindilardagi siyanid konsentratsiyasiga bog'liq. Vodorod periksning siyanidga molyar nisbati odatda 3:1 - 8:1 oralig'ida. Misol uchun, agar chiqindilarda siyanid miqdori yuqori bo'lsa, vodorod periksning yuqori nisbati talab qilinadi. Vodorod periksni bir xil taqsimlash va to'liq reaktsiyani ta'minlash uchun doimiy aralashtirish bilan asta-sekin qo'shilishi kerak.

Reaktsiya va aralashtirish: Reaksiyaga kirishuvchi moddalar o'rtasida yetarlicha aloqa bo'lishini ta'minlash uchun bulamaç reaksiya davomida doimiy ravishda aralashtiriladi. Reaktsiya vaqti siyanidning dastlabki kontsentratsiyasiga va davolash maqsadlariga qarab o'zgaradi, odatda kamida 1-2 soat. Ushbu davrda vodorod periks siyanidni kamroq zararli mahsulotlarga oksidlaydi.

Qattiq - suyuqlikni ajratish: Reaksiya tugallangandan so'ng, ishlov berilgan shlakda qattiq - suyuqlikni ajratish amalga oshiriladi. Bunga quyuqlashtiruvchida cho'ktirish, so'ngra filtr press yordamida filtrlash kabi usullar orqali erishish mumkin. Ajratilgan qattiq moddalarni (ya'ni, tozalangan qoldiqlarni) xavfsiz tarzda utilizatsiya qilish mumkin, masalan, yaxshi qoplangan va nazorat qilinadigan qoldiq hovuzida saqlanishi mumkin. Sianid va boshqa moddalarning konsentratsiyasi kamaygan filtrat, agar shartlar ruxsat etilsa, ishlab chiqarish jarayonida qayta ishlanishi yoki qayta ishlatilishi mumkin.

Davolash samaradorligiga ta'sir qiluvchi omillar

Vodorod periks kontsentratsiyasi: Qo'shilgan vodorod periks konsentratsiyasi qanchalik yuqori bo'lsa, siyanidga oksidlanish ta'siri shunchalik yaxshi bo'ladi. Biroq, vodorod periksni haddan tashqari iste'mol qilish nafaqat xarajatlarni oshiradi, balki nojo'ya reaktsiyalar va potentsial ekologik muammolarni keltirib chiqarishi mumkin.

pH qiymati: Yuqorida aytib o'tilganidek, reaktsiya tizimining pH qiymati reaktsiya tezligi va samaradorligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Optimal pH 10 - 11 diapazonidan chetga chiqish siyanidning vodorod periks bilan oksidlanish reaktsiyasini sekinlashtiradi.

Katalizator kontsentratsiyasi: Misga asoslangan katalizatorning kontsentratsiyasi reaksiya tezligiga ta'sir qiladi. Agar katalizator kontsentratsiyasi juda past bo'lsa, reaktsiya juda sekin bo'lishi mumkin; agar u juda yuqori bo'lsa, u boshqa murakkab kimyoviy reaktsiyalarni keltirib chiqarishi va xarajatlarni oshirishi mumkin.

Reaktsiya vaqti: Sianidning iloji boricha to'liq oksidlanishini ta'minlash uchun etarli reaktsiya vaqti talab qilinadi. Reaktsiya vaqtining etarli emasligi tozalangan qoldiqlarda siyanid qoldiqlariga olib keladi.

Sianidning dastlabki kontsentratsiyasi: Chiqindidagi dastlabki siyanid kontsentratsiyasi qanchalik yuqori bo'lsa, to'liq tozalashga erishish shunchalik qiyin bo'ladi va vodorod periksni ko'proq va uzoqroq reaktsiya vaqtlari talab qilinishi mumkin.

Vodorod periks bilan davolashning afzalliklari

Yuqori oksidlanish samaradorligi: Vodorod periks siyanidning turli shakllarini, shu jumladan erkin siyanid va ba'zi metall-sianid komplekslarini samarali oksidlashi mumkin, bu siyanid qoldiqlarining toksikligini sezilarli darajada kamaytiradi.

Nisbatan oddiy jarayon: Sianidni tozalashning boshqa usullari (masalan, murakkab kimyoviy yog'ingarchilik yoki biologik tozalash usullari) bilan solishtirganda, vodorod periksni tozalash jarayoni nisbatan intuitiv va oson ishlaydi.

Ikkilamchi ifloslanish xavfi past: Vodorod peroksid oksidlanish reaksiyasining yon mahsulotlari kamroq zararli. Qidiruv mahsuloti siyanat keyinchalik toksik bo'lmagan moddalarga parchalanishi mumkin va vodorod periksning o'zi suv va kislorodga parchalanib, ikkilamchi ifloslanish xavfini kamaytiradi.

Keng qo'llanilishi: Bu usul kichik konchilikda ham, yirik sanoat korxonalarida ham qo'llaniladi, bu siyanid qoldiqlarini tozalash uchun ko'p qirrali tanlovdir.

Case tadqiqotlar

Oltin qazib oluvchi kompaniya: [Ma'lum bir joyda] joylashgan oltin qazib oluvchi kompaniyada siyanid konsentratsiyasi yuqori bo'lgan katta miqdordagi siyanid qoldiqlari bor edi. Ular vodorod periksni davolash usulini qabul qilishdi. Jarayon parametrlarini optimallashtirish, shu jumladan pH ni 10.5 ga sozlash. mis sulfatni katalizator sifatida 50 mg / L konsentratsiyada qo'shib, 5: 1 ga teng siyanidli vodorod peroksiddan foydalangan holda. va 1.5 soatlik reaksiya o'tkazib, ular qoldiqlardagi siyanid kontsentratsiyasini me'yoriy me'yorlardan ancha past darajaga tushirdi. Tozalangan qoldiqlar chiqindixonada xavfsiz saqlandi, filtrat esa qazib olish jarayonida qayta ishlatilib, suv sarfini kamaytirdi.

Kichik miqyosdagi kon operatsiyasi: Olis hududda kichik miqyosda oltin qazib olish korxonasi ham siyanidli qoldiqlar muammosiga duch keldi. Cheklangan resurslar tufayli, uning operatsion soddaligini hisobga olgan holda, ular vodorod periksni tozalash usulini tanladilar. Chiqindilardagi taxminiy siyanid miqdori bo'yicha qo'shilgan vodorod periks miqdorini diqqat bilan nazorat qilish, mahalliy mavjud ohak bilan pHni sozlash va aralashtirish uchun oddiy mexanik aralashtirgichdan foydalanish orqali ular qoldiqlarning siyanid zaharliligini muvaffaqiyatli pasaytirdilar. Tozalash ko'lami kichik bo'lsa-da, u atrof-muhitni sianid bilan ifloslanishidan himoya qilib, chiqindilarni yo'q qilish uchun mahalliy ekologik talablarni qondirish uchun etarli edi.

Saqlash choralari

Vodorod periksni xavfsiz ishlatish: Vodorod periks kuchli oksidlovchi moddadir va to'g'ri ishlatilmasa, o'ta xavfli bo'lishi mumkin. Davolash jarayonida ishtirok etadigan ishchilar qo'lqop, ko'zoynak va himoya kiyimlari kabi tegishli shaxsiy himoya vositalarini kiyishlari kerak. Vodorod periksni saqlash, shuningdek, tasodifiy parchalanish yoki yonuvchan moddalar bilan aloqa qilishning oldini olish uchun xavfsizlik qoidalariga qat'iy rioya qilishi kerak.

Aniq monitoring: Reaksiya jarayonini doimiy ravishda kuzatib borish zarur. Bunga reaksiya jarayonida atalaning pH qiymatini, vodorod peroksid va siyanid konsentratsiyasini, shuningdek reaksiya haroratini kuzatish kiradi. Davolash jarayoni kutilganidek davom etishini ta'minlash va kerak bo'lganda o'z vaqtida tuzatishlar kiritish uchun muntazam ravishda namuna olish va tahlil qilish kerak.

Tozalangan qoldiqlarni utilizatsiya qilish: Tozalashdan keyin ham qattiq qoldiqlar atrof-muhit standartlariga javob beradigan oddiy qoldiq hovuzida saqlanishi kerak. Tuproqqa va er osti suvlariga qoldiq zararli moddalarning oqib chiqishiga yo'l qo'ymaslik uchun chiqindilar ombori mos qoplamali tuzilishga ega bo'lishi kerak.

Atrof-muhitga ta'sirni baholash: Vodorod periksni tozalash usulini amalga oshirishdan oldin uning havo, suv va tuproq sifatiga, shuningdek, atrofdagi ekotizimga potentsial ta'sirini baholash uchun atrof-muhitga ta'sirni kompleks baholash o'tkazilishi kerak. Ushbu baholash davolash jarayonini optimallashtirishga yordam beradi va atrof-muhit qoidalariga rioya qilishni ta'minlaydi.

Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, vodorod peroksidni tozalash usuli siyanid qoldiqlarini tozalash uchun hayotiy va samarali echimni beradi. Uning printsipini tushunish, to'g'ri tozalash bosqichlariga rioya qilish, ta'sir etuvchi omillarni hisobga olish va zarur choralarni ko'rish orqali ushbu usul siyanid qoldiqlari keltirib chiqaradigan ekologik xavflarni sezilarli darajada kamaytiradi, tog'-kon sanoatining barqaror rivojlanishiga va atrof-muhitni muhofaza qilishga hissa qo'shadi.