Электрохимические методы

Применение электрохимических процессов целесообразно для окисления цианидов, очистки растворов хром. кислоты, повышение концентрации и преобразование электролитов, деминерализации растворов. В процессе электролиза сточных вод, содержащих цианистые соединения, на аноде происходит окисление ионов CN-, а также комплексных ионов, например, [Cu(CN)3]2-, [Zn(CN)4]2- и др. по реакции: CN- + 2OH- - 2e- = CNO- + H2O, [Cu(CN)3]2- + 6OH- - 7e- = Cu2+ + 3CNO- + 3H2O, [Zn(CN)4]2- + 8OH- - 8e- = Zn2+ + 4CNO- + 4H2O, а на катоде наступает разрядка и выделение катионов металла. Образующиеся в приведенных реакциях ионы цианата по мере повышения их концентрации окисляются на аноде до СО2 и N2 по реакции: 2CNO- + 4OH- - 6e- = 2CO2 + N2 + 2H2O. Taк как реакционная среда основная, то на аноде протекает следующая реакция: 4ОН- - 4е- = О2 + 2Н2О. Если в реакционной среде находятся еще и ионы хлорида, которые ускоряют и облегчают процесс анодного окисления цианидов, то на аноде и вблизи него протекают добавочные реакции: 2Cl- - 2e- = 2Cl; 2Cl = Cl2; CN- + 2Cl + 2OH- = CNO- + 2Cl- + H2O; 2CNO- +6Cl + 4OH- = 2CO2 + N2 + 6Cl- + 2H2O; 2[Cu(CN)3]2- + 14Cl + 12OH- = 2Cu2+ + 6CNO- + 14Cl- + 6H2O. Введение хлоридных ионов в реакционную среду приводит к значительному ускорению окисления цианидов с одновременным повышением выхода по току процесса больше чем на 100 % (в среднем с 35 до 80 %) при одновременном снижении расхода электроэнергии на 30 %. Это приписывают повышению проводимости электролита и активному участию в реакции окисления цианидов атомарного хлора, образующего в процессе разложения хлоридного иона на аноде. Установлено также, что лучшие результаты получаются при электрохимическом окислении очень концентрированных растворов цианидов, а не их разбавленных растворов. Процесс электрохимического окисления цианидов протекает при следующих условиях: рН>11;концентрация хлоридов не должна превышать концентрацию цианидов больше чем в 5 раз;принимают на 1г СN - 10г NaCl;аноды должны быть сделаны из графита, а катоды из кислотоупорной стали, анодная плотность тока должна быть 0,001 А/см2 (ток постоянный);сточные воды должны перемешиваться сжатым воздухом.В этих условиях достигается выход по току 80 %, а расход электроэнергии на окисление 1г CN - от 0,007 до 0,01 кВт в час. Сравнительный анализ стоимости очистки цианистых сточных вод химическим и электрохимическим методом отдает предпочтение электрохимическому методу, т.к. он прост в применении, а также не требует строительства сложных устройств, типичных для химического метода. Кроме того, для электрохимических способов характерны существенное сокращение расхода химикатов и меньшая потребность в производственных площадях.В результате низкого солесодержания очищенного стока снижаются и последующие затраты на доочистку стока с целью повторного использования воды.