اکسیداسیون پیشرفته

اکسیداسیون پیشرفته كـه از اكسندههاي مختلف براي تجزيه و حذف سيانيد از پساب استفاده ميكند. بيشترين كاربرد صـنعتي را بواسـطه كـارآيي
بالا، هزينه سرمايه گذاري كمتر، زمان عملياتي كم و راحتي عمليات دارد.  شكل زیر نمودار جريان فرآيند تصفيه پسابهاي حاوي سيانيد را با استفاده از پراكسيد هيدروژن نشان ميدهـد. در اين روش، اكسيداسيون سيانيد CN به سيانات توسط پراكسيد هيدروژن انجـام مـيشـود. ايـن فرآيند از زمان خيلي قبل براي تصفيه پساب هاي حاوي سيانيد به دليل ارزان قيمت بودن، محلول بودن در آب و حمل و نقل آسان پراكسيد هيدروژن استفاده ميشود. سيستم جريان پيوسته براي اكسيداسـيون سـيانيد بـا پراكسـيد هيدروژن به عنوان فرآيند Degussa شناخته ميشود. كه در آلمان طراحي شده و براي اولين بار در مقياس صنعتي در معدن طلاي Ok Tedi Mining Limitedدر پاپوآگينه نو از نوامبر 1983بكار گرفته شده است.

پراكسيد هيدروژن، سيانيد آزاد را بر طبق رابطه های زير به سيانات تبديل ميكند.  در محلول قليايي، كمپلكسهاي سيانيد فلـزي از نـوع WADبـراي مثـال مـس، نيكـل و روي بـه سـيانات و هيدروكسيد فلزي اكسيد ميشوند. اين واكنش بطور مثال براي كمپلكس سيانيد مس به صورت زير است.مپلكسهاي سيانيد فلزي قوي شكسته نميشوند اما كمپلكسهاي سـيانيد آهـن IIمـيتواننـد بـه صـورت نمكهاي مضاعف مس يا روي از طريق افزودن سولفاتهاي مس يا روي حذف شوند. يونهاي سيانات نيز در pHهاي كمتر از 7و در دماي محيط متحمـل هيـدروليز شـده و يـونهـاي آمونيـوم و كربنات تشكيل ميشوند:

سرعت تجزيه يونهاي تيوسيانات بوسيله پراكسيد هيدروژن در مقايسه با كلراسـيون آهسـته اسـت. معمـولاً فقط درصد كمي از گونه هاي تيوسيانات تحت شرايط معمول اعمالي در روش اكسيداسيون پراكسيد هيـدروژن، اكسـيد ميشوند. هميشه مقداري گاز آمونياك بواسطه واكنش پراكسيد هيدروژن در محلول سيانيدي تشكيل ميشـود و بـراي اينكه پساب خروجي مشخصات آب آشاميدني را پيدا نمايد آن نيز بايد حذف شود.

کارآبی اکسیداسیون پیشرفته

كارآيي پراكسيد هيدروژن براي تجزيه سيانيد كاملاً مشخص شده است. براي مثال، غلظت سـيانيد در محلـولي از 500 mg/Lيا بيشتر ميتواند در طي 1تا 2ساعت با افـزودن 75تـا 125 mg/Lپراكسـيد بـه كمتـر از 2 mg/L كاهش يابد. كاهش غلظت سيانور آزاد به كمتر از 0/1 mg/Lدر جريانهاي خروجي را ميتوان با افزايش مقدار مصرف پراكسيد هيدروژن دستيابي نمود.

واكنش اکسیداسیون پیشرفته سيانيد با پراكسيد هيدروژن در حضور يك كاتاليست از قبيل يونهاي مـس و فرمالدئيـد تسريع ميشود. براي مثال، نشان داده شده است كه افزودن 5تا 10 mg/Lفرمالدئيد، زمان اكسيداسيون را به ميـزان % 60كاهش ميدهد. واكنش مربوط براي فرمالدئيد و سيانيد به شرح زير است. در حضور پراكسيد هيدروژن، گليكولونيتريل تشكيل شده هيدروليز ميشود و گليكول اسيد آميد به شـرح زير توليد ميگردد.

افزودن مس به ميزان يك دهم غلظت گونههاي سيانيد WADنتايج مشابهي ميدهد. سارلا و سايرين اكسيداسيون سيانيد از محلول حاوي CN– 100mg/Lرا با اسـتفاده از پراكسـيد هيـدروژن در حضور مس به عنوان كاتاليزور مطالعه نمودند. تحقيق آنها نشان داد كـه تجزيـه سـيانيد تنهـا بـا اسـتفاده از پراكسـيد هيدروژن بسيار آهسته است ولي افزودن يونهاي مس، نرخ واكنش را تسريع مينمايد. مس تشكيل كمپلكسي با يـون
سيانيد ميدهد كه اين كمـپلكس ميـل تركيبـي بيشـتر بـا H2O2دارد. بـر طبـق مطالعـه آنهـا، شـرايط بهينـه بـراي اكسيداسيون سيانيد شامل مقدار مصرف H2O2به ميزان ،88.2 mMغلظت + Cu2برابـر 75 mg/lو pHبرابـر بـا 10 است و تحت اين شرايط اكسيداسيون سيانيد در طي 9دقيقه به انجام ميرسد.

كيتيس و سايرين تجزيه سيانيد موجود در گلاب باطله كارخانه سيانوراسيون كانسنگ طلادار معدن اواسـيك را بوسيله پراكسيد هيدروژن انجام دادند. بر طبق مطالعات آنها، پراكسيد هيدروژن با غلظت 300mg/Lقادر به كاهش غلظت سيانيد به كمتر از 1mg/Lدر طي مدت 4ساعت بود. با اين وجود، پراكسيد هيدروژن به ميـزان 100mg/Lدر حضور 30mg/Lيون مس به عنوان كاتاليست ميتواند غلظت سيانيد را به كمتر از حـد مجـاز پـس از مـدت زمـان 2 ساعت برساند. ميزان مصرف مورد نياز پراكسيد هيدروژن به ازاي مقـدار سـيانيد WADتجزيـه شـده تقريبـاً 1/7و 5 گرم H2O2به ازاي هر گرم سيانيد WADبه ترتيب در حضور 30mg/Lو غياب كاتاليزور مس اسـت. ايـن نتـايج نشان داد كه بازدهي پراكسيد در تجزيه سيانيد موجود در گلاب باطله بـا و بـدون كاتـاليزور بـا توجـه بـه خصوصـيات كانسنگ تغييرات زيادي مييابد.