Nghiên cứu xử lý nước thải axit đồng-asen bằng natri hydrosunfua thay cho natri sunfua

Giới thiệu

Nghiên cứu chỉ ra rằng việc xử lý axit thải chứa đồng và asen sử dụng quy trình bao gồm kết tủa sunfua, tiếp theo là thêm thạch cao và trung hòa điện hóa, cuối cùng dẫn đến quá trình xả thải ổn định đáp ứng các tiêu chuẩn quy định. Trong bước kết tủa sunfua, dung dịch natri sunfua với nồng độ khối lượng 26% được tự động thêm vào axit thải chứa đồng và asen trong điều kiện độ axit cụ thể, dẫn đến sự hình thành kết tủa CuS và As2S3 để loại bỏ các ion đồng và asen khỏi pha lỏng. Trong sản xuất thực tế, dung dịch natri sunfua chứa hàm lượng tạp chất không tan tương đối cao, và khi tiếp xúc với không khí, nó dần dần bị oxy hóa tạo thành thiosunfat. Ngoài ra, nó còn có nhiệt độ kết tinh cao, cùng với một số nhược điểm khác. Do đó, việc tìm kiếm một chất sunfua mới để thay thế natri sunfua sẽ có ý nghĩa rất quan trọng.

Natri Hiđrôsunfua rắn

Nguyên tắc quy trình

Do bị hạn chế bởi quy trình hấp thụ H2S dư thừa hiện có, việc xử lý axit thải chứa đồng và asen bằng natri hydrosulfua được thực hiện dựa trên thiết bị và quy trình hiện tại của xưởng sản xuất axit sulfuric, bao gồm cả axit thải và nước thải. Phương pháp này sử dụng dung dịch hỗn hợp natri hydrosulfua và natri sulfua để xử lý.

Quy trình công nghệ

Hình 1 minh họa sơ đồ quy trình xử lý axit thải chứa đồng và asen bằng natri hydrosulfide. Dung dịch axit thải, sau khi loại bỏ SO2 trong tháp tách, đi vào bể phản ứng natri hydrosulfide từ phía trên. Một dung dịch hỗn hợp gồm natri hydrosulfide và natri sunfua được thêm vào từ dưới cùng của bể phản ứng. Trong điều kiện axit, khí H2S được tạo ra và dần dần bốc lên, phản ứng với đồng và asen từ trên xuống dưới để tạo thành kết tủa CuS và As2S3. Sau đó, các kết tủa này tràn vào máy làm đặc đồng để lắng. Phần chất lỏng trong được đưa đến quy trình xử lý thạch cao, trong khi bùn dưới cùng được tách nước trong máy ép lọc trước khi được đưa đi xử lý tiếp theo. Một lượng nhỏ H2S chưa phản ứng được hút ra bằng đường ống áp suất âm đến tháp khử độc, tại đây nó được hấp thụ bởi dung dịch hỗn hợp natri hydrosulfide và natri sunfua tuần hoàn, đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải.

Phương pháp thực nghiệm

Chế độ sản xuất liên tục được áp dụng, với các quy trình và thông số kiểm soát khác không thay đổi. Natri hydrosulfide phản ứng nhanh hơn natri sunfua; nếu nồng độ tương đối cao, một lượng lớn hydro sunfua (H2S) được tạo ra nhanh chóng trong điều kiện có tính axit. Ngoài phản ứng với một số đồng và asen trong axit thải, hydro sunfua tương đối dư thừa sẽ thoát khỏi bề mặt chất lỏng do sự khuấy động của cánh khuấy và được hút ra bằng áp suất âm đến tháp khử độc. Quy trình hiện tại sử dụng natri sunfua để hấp thụ lượng hydro sunfua dư thừa được tạo ra trong quá trình phản ứng sunfua (Na2S + H2S = 2NaHS). Sau khi sử dụng thử natri hydrosunfua, bể chứa natri sunfua chứa một số natri hydrosunfua, làm giảm khả năng hấp thụ lượng hydro sunfua dư thừa của bể. Để ngăn ngừa sự hấp thụ không hoàn toàn hydro sunfua, có thể dẫn đến khí thải không đạt tiêu chuẩn từ tháp khử độc, nước (nước ngưng tụ từ hơi nước đun nóng của bể chứa natri sunfua) được thêm vào bể chứa natri sunfua trong thời gian thử nghiệm để duy trì nồng độ dung dịch hỗn hợp natri sunfua và natri hydrosunfua ở mức khoảng 15%.

Kết luận

1. Sau khi sử dụng dung dịch hỗn hợp natri hydrosunfua và natri sunfua, chi phí thuốc thử để xử lý một mét khối axit thải giảm xuống còn 52.5% so với natri sunfua nguyên chất, mang lại lợi ích kinh tế đáng kể.

2. Việc sử dụng dung dịch hỗn hợp natri hydrosunfua và natri sunfua không ảnh hưởng đến các chỉ số xả thải của nhà xưởng, tiêu chuẩn xả thải vẫn ổn định và tuân thủ.

3. Do sử dụng hỗn hợp natri sunfua và natri hydrosunfua, và quy trình tháp giải độc hiện tại không thay đổi nên không có trường hợp nào không tuân thủ trong khí thải từ tháp giải độc.