Производства, связанные с химической и электрохимической обработкой металлов. Краткая характеристика химических и физиологических свойств цианидов, страница 8

Кроме рассмотренных методов окисления цианидов или связывания их в соли железа за рубежом одним из довольно распространенных методов очистки циансодержащих сточных вод является метод выдувки их из кислой среды в виде паров синильной кислоты. Этот метод основан на свойстве синильной кислоты легко улетучиваться благодаря низкой температуре ее кипения [25], [20].

Для перевода цианидов в синильную кислоту очищаемые сточные воды подкисляют серной кислотой до рН = 2,8:

                                          CN^- + Н⁺ ® HCN ;                                              (49)

[Сu(СN)₃]^- + ЗН⁺ ®3HCN + Сu ⁺ .                            (50)

Образующийся цианистый водород HCN затем выдувают из сточных вод при барботировании воздуха. При этом возможно либо выбрасывание этого воздуха через высокую вытяжную трубу в атмосферу, либо поглощение его в колонне, орошаемой (заполненной) раствором щелочи.

Необходимая при выдувке интенсивность аэрации при толщине слоя воды 70 см составляет от 5 до 12 л/сек/м². Время аэрирования 2 ч, расход воздуха 0,8 м³/мин на 1 м² поверхности. Применение этого метода требует специальной аппаратуры, герметизированного помещения и расхода серной кислоты и щелочи, при улавливании HCN щелочью.

Метод выдувки не пригоден для очистки сточных вод, загрязненных комплексными цианидами, т. к. после разрушения комплекса и выдувки цианидов в обработанной сточной воде останутся соответствующие катионы тяжелых металлов: Cu^{2 +} , Zn^{2 +} , Fe^{2 +} и т. д. Такая сточная вода требует дополнительной очистки известью, которая будет расходоваться как на изменение рН воды от 2,8 до 8—9, так и на связывание катионов металлов в гидроокиси. Следовательно, расход нейтрализующей извести будет большим, а образующиеся осадки, содержащие гипс и гидроокиси металлов, будут занимать значительные объемы.

Таким образом, метод выдувки цианидов из кислой среды можно рекомендовать только для очистки сточных вод, загрязненных простыми ядовитыми растворимыми цианидами, и его можно осуществить только при соблюдении всех правил безопасности при обращении с сильно действующими ядами [11].

1.4   Метод электрохимического окисления на аноде

Электрохимическое окисление цианидов на аноде, по данным[1], [9], протекает по реакции:

CN^-+2OH^- -2е ® CNO^- + Н₂О.                                 (51)

При электрохимическом окислении цианидов на платиновом аноде вначале происходит окисление свободного цианид-иона CN^- до свободного радикала CN',  который весьма неустойчив и переходит в стабильную форму — дициан. Затем в щелочной среде дициан гидролизуется с образованием цианатов.

Рассмотренный процесс описывается следующими уравнениями:

2CN^- -2е ® 2CN';                                            (52)

2CN' ® (CN)₂;                                                   (53)

(CN)₂ + 2OH^- ® CNO^- + CN^- + H₂O;                             (54)

2CN^- + 2OH^- -2е ®  CNO^- + H₂O.                          (55)

Образовавшиеся цианаты в дальнейшем окисляются до элементарного азота и двуокиси углерода:

                                  2CNO^- + 4ОН^- -6е® N₂ + 2С0₂ + 2Н₂О.                   (56)

Одновременно на аноде происходит разряд гидроксильных ионов:

4ОН^- - 4e ® 2Н₂О +O₂.                                        (57)

Поскольку в сточных водах предприятий цветной металлургии концентрация  цианидов относительно  невелика  (300 — 400 мг/л), при электролизе одновременно протекают все три процесса, что оказывает влияние на расход электроэнергии и выход по току. Например, при концентрации цианидов 100—120 мг/.л и плотности тока 2—4 а/дм² на магнетитовом аноде выход по току составляет 3—4%. Для увеличения выхода по току, например, до 30—40% приходится снижать анодную плотность тока до 0,1—0,4 а/дм², что в свою очередь уменьшает скорость окисления цианидов [6].

Однако скорость окисления цианидов можно значительно увеличить, добавив в обрабатываемый раствор хлорид натрия. При этом наряду с разрядом на аноде цианид-ионов происходит разряд хлорид-ионов: