AT357484B - Verfahren zum abbau von cyaniden und deren komplexverbindungen - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Abbau von Cyaniden und deren Komplexverbindungen beispielsweise aus Abwässern sowie aus verunreinigtem Grund- und Trinkwasser. 



   Zum oxydativen Abbau von organischen Verunreinigungen in Abwässern ist es bekannt. dieselben in Gegenwart. von UV-Bestrahlung der Wirkung von Oxydationsmitteln und Photosensibilisatoren auszusetzen. Bisher ist jedoch noch kein Verfahren bekanntgeworden, das speziell zum Abbau von Cyaniden und deren Komplexverbindungen geeignet wäre. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man die zu reinigenden Medien während einer Bestrahlung mit Licht einer Wellenlänge von 20 bis 600 nm zugleich der Einwirkung von Wasser oder Wasserdampf und einem Sauerstoff enthaltenden Gasstrom oder Gasvolumen im Überschuss dieser Reaktanten aussetzt. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich besonders zur Entfernung der Cyanide und Cyanokomplexe, wenn sie in den zu reinigenden Medien nur in geringen Mengen vorliegen, dort aber wegen ihrer Giftigkeit oder ihrer Farbe besonders stören. 



   In der Gasphase können die abzubauenden Verbindungen in homogener Verteilung als Gase oder Dämpfe im Gemisch mit Wasserdampf. Stickstoff, Edelgasen, Kohlendioxyd, Luft oder Sauerstoff vorliegen. Bei Wasserdampf, Luft oder Sauerstoff enthält das zu reinigende Gas bzw. Gasgemisch bereits einen der zum Abbau notwendigen Reaktionspartner. 



   Die abzubauenden Verbindungen können aber auch als disperse flüssige oder feste Phase im Gas vorliegen, d. h., es können Nebel oder Rauch behandelt werden. Auch Nebel, bei dem die abzubauenden Verunreinigungen und das für die Reaktion notwendige Wasser sowohl in der dispersen flüssigen als in der Gasphase vorliegen, oder Rauch mit inerten anorganischen Bestandteilen, kann nach der Erfindung mit Erfolg behandelt werden. Sofern die zu behandelnden Gase, Nebel oder Rauche nicht schon Sauerstoff und Wasser in Form von Wasserdampf oder feinen Tröpfchen enthalten, müssen diese Reaktionskomponenten vor der Bestrahlung zugesetzt werden. 



   Es ist darauf zu achten, dass Wasserdampf und Sauerstoff im Überschuss zugegen sind, um eine befriedigende Abbaugeschwindigkeit zu erzielen. Für Sauerstoff   bedeutet "Überschuss",   dass er in mehr als der zur vollständigen Oxydation der Substanzen erforderlichen stöchiometrischen Menge eingesetzt wird. Der Wasserdampf muss mindestens in katalytischen Mengen vorhanden sein, vorzugsweise erfolgt die Behandlung in feuchten oder wässerigen Systemen. 



   Wasserdampf und Sauerstoff brauchen nicht in dem verunreinigten Gas ursprünglich vorhanden zu sein. Sauerstoff kann vor der erfindungsgemässen Behandlung in reiner Form oder zweckmässigerweise als Luftsauerstoff zugeführt werden. Wasserdampf kann beispielsweise durch Versprühen oder Vernebeln von Wasser oder als solcher in das Gas eingebracht werden. Eine ausreichende Befeuchtung wird in gewissen Fällen auch erreicht, wenn die Gase durch einen feuchten Filter gesaugt oder gepumpt werden. Vorzugsweise wird das zu behandelnde Gasgemisch mit Wasserdampf gesättigt. 



   Im einfachsten Falle lässt sich als Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ein handelsüblicher Luftbefeuchter verwenden, in dem zusätzlich eine starke Lichtquelle derart angebracht ist, dass durch deren Licht die im Luftbefeuchter befeuchtete Luft bestrahlt wird. 



   Auch Klimaanlagen, in denen normalerweise die Luft gefiltert wird und auf eine bestimmte Temperatur und einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt gebracht wird, lassen sich für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Reinigung von Luft verwenden, wenn sie zusätzlich mit einer Lichtquelle ausgerüstet werden, so dass die in der Klimaanlage befeuchtete Luft zusätzlich mit einer geeigneten Lichtquelle bestrahlt wird. Hiedurch wird erreicht, dass die Cyanide abgebaut werden. Auch industrielle Abgase, in denen noch Cyanide enthalten sind, lassen sich nach dem erfindungsgemässen Verfahren reinigen, zumal sie in der Regel auch bereits die Reaktionskomponenten, Sauerstoff und Wasserdampf, enthalten. 



   Ebenso wie in der Gasphase ist das Verfahren auch in der flüssigen Phase durchführbar, wobei es sich in erster Linie um wässerige Lösungen, Emulsionen oder Suspensionen handelt. 



  Besondere Bedeutung kommt dem erfindungsgemässen Verfahren zu, wenn die umweltfeindlichen Verunreinigungen im Wasser nur in sehr geringer Menge vorliegen, wo sie aber wegen ihrer Giftigkeit oder ihres Geschmacks besonders stören, wie das bei cyanidhaltigem Grundwasser 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 der Fall ist. Auch für die zusätzliche Reinigung von Abwässern, insbesondere solchen, die schon mit den üblichen Mitteln weitgehend vorgereinigt sind, hat das erfindungsgemässe Verfahren grosse Bedeutung. Es kann sich beispielsweise um Abwässer aus Färbereien, Galvanisierungsanlagen oder Photolaboratorien handeln. 



   Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass auch als stabil eingestufte Cyanokomplexe zerstört und unschädlich gemacht werden können, wobei gleichzeitig das im Komplex als Zentralatom enthaltene Metall, wenn es ein Edelmetall ist, in elementarer Form und, wenn es ein unedles Metall ist, als Oxyd oder Hydroxyd ausfällt. Zu solchen Komplexen zählt beispielsweise der Hexacyanoferratkomplex des Berliner Blaus. 



   Diese Tatsache lässt sich auch mit bedeutendem Vorteil bei der Gewinnung von Gold und Silber bei der Cyanidlaugerei verwerten. Gold und Silber scheiden sich in flockiger, elementarer Form aus und können abfiltriert werden. 



   Die Anwendbarkeit des erfindungsgemässen Verfahrens ist von dem physikalischen Zustand der abzubauenden Stoffe weitgehend unabhängig, d. h. sie können gelöst, emulgiert oder suspendiert vorliegen. Der Dispersitätsgrad kann für die Schnelligkeit der Abbaureaktion von Bedeutung sein, weshalb in gewissen Fällen zwecks feinerer Verteilung der Schmutzstoffe die Verwendung eines der gebräuchlichen Detergentien, wie   z. B.   eines Netzmittels oder eines Emulgators, empfehlenswert ist. Dabei ist allerdings zu berücksichtigen, dass das Detergent, sofern es organischer Natur ist, ebenfalls der Abbaureaktion unterliegt und deswegen unter Umständen erneuert werden muss. Zur Erzielung einer guten Verteilung können auch indifferente-anorganische Stoffe dienen, wie   z.

   B.   feinstgemahlenes Talkum, Kieselsäure, Attaclay, die nach dem Abbau der Schmutzstoffe zurückbleiben und somit wieder verwendet werden können. 



   Auch der erfindungsgemässe Abbau in flüssiger Phase kann in einem sehr weiten Temperaturbereich durchgeführt werden, da sie jedoch bei höheren Temperaturen mit grösster Geschwindigkeit läuft, ist es angebracht, bei erhöhter Temperatur zu arbeiten. Als praktisch günstig hat sich ein Temperaturbereich zwischen 20 und   100'C,   vorzugsweise zwischen 40 und   90 C,   erwiesen. In einzelnen Fällen lässt sich die Reaktion auch unter Druck unter Verwendung von Wasserdampf durchführen, wobei dann auch noch höhere Temperaturen anwendbar sind. 



   Um die Intensität der Strahlung voll zu nutzen, empfiehlt es sich, die zu behandelnden wässerigen Medien als dünne Schicht oder feine Tröpfchen der Einwirkung von Sauerstoff und Licht der Wellenlänge von 20 bis 600 nm (Nanometer) auszusetzen. Bei der Entfernung umweltfeindlicher Stoffe aus verunreinigtem Grund- und Trinkwasser genügt in vielen Fällen bereits der in Wasser gelöste Sauerstoff für den erfindungsgemässen Abbau während der Bestrahlung. 



  Der erforderliche Sauerstoff kann sonst in reiner Form oder bevorzugt als Luft-Sauerstoff zugeführt werden. 



   Für die Bestrahlung kann Licht einer Wellenlänge von 20 bis 600 nm gewählt werden, so das Licht einer Leuchtröhre, insbesondere das einer Hg-Lampe oder im einfachsten Falle auch Sonnenlicht, dessen Intensität für die durchzuführende Reaktion durch Hohlspiegel oder andere Reflektoren verstärkt werden kann. Der günstigste PH-Wert ist abhängig von der Eigenart der Substanz und muss empirisch in den einzelnen Fällen ermittelt werden. 



   Wenn man die kohlenstoffhaltigen Verbindungen erfindungsgemäss unter Bestrahlung mit UV-Licht der Einwirkung von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen aussetzt, so werden die in ihnen dispergierten Verbindungen einer Photooxydation unterworfen. Der Kohlenstoffbestandteil wird in Kohlendioxyd überführt, das nach Sättigung des wässerigen Mediums entweicht. 



  Der Stickstoff der Cyanide wird in Ammoniak überführt. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren wird an Hand des nachfolgenden Beispiels näher erläutert. Dabei spielt es keine Rolle, ob der Luftsauerstoff, wie in dem Beispiel, durch die Reaktionsmischung geleitet wird oder ob diese durch Umpumpen und Fliessen über eine grössere Oberfläche mit dem Luftsauerstoff in möglichst innige Berührung gebracht wird. Für die Praxis ist es nicht nötig, dass der verwendete Sauerstoff (Luftsauerstoff) kohlendioxydfrei ist. In dem Beispiel wurde jedoch ein kohlendioxydfreier Luftstrom verwendet, um auf diese Weise den Abbau qualitativ und quantitativ zu belegen.

   Da bei dem Abbau der Substanzen unter den gewählten Bedingungen mit Sicherheit mehrere verschiedene Reaktionen nebeneinander und nacheinander 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 ablaufen, ist ein direkter Vergleich der Abbaugeschwindigkeiten der einzelnen Substanzen untereinander auf Grund einer Angabe der Halbwertzeit nicht sinnvoll. Es wurden deshalb bei der tabellarischen Zusammenstellung der Ergebnisse für die verschiedenen Substanzen die Werte für die Zeiten gewählt, die sich für einen Abbau von 25, 50 und 75% aus den für die einzelnen Substanzen erhaltenen Abbaukurven entnehmen lassen. 



   Beispiel : Durch eine Lösung der angegebenen Menge der Cyanide in 900 ml Wasser wurde unter starkem Rühren und unter gleichzeitiger Bestrahlung mit UV-Licht einer   Hg-Hochdrucktauch-   lampe ein kohlendioxydfreier Luftstrom geleitet. Die Temperatur der Reaktionsmischung betrug während des Versuchs 91 bis   95 C.   Das bei der Reaktion entstandene Kohlendioxyd wurde mit dem Luftstrom über einen Rückflusskühler in eine Vorlage mit Barytlauge geleitet, dort aufgefangen und von Zeit zu Zeit bestimmt. Bei dem Abbau suspendierter Teilchen wurde unter starkem Rühren gearbeitet. Die Abbauraten finden sich in der folgenden Tabelle. 



   Tabelle 
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> Substanz <SEP> Einwaage <SEP> Zeit <SEP> (h) <SEP> zur <SEP> Bildung <SEP> von <SEP> COz
<tb> (mg) <SEP> in <SEP> der <SEP> Theorie
<tb> 25% <SEP> 50% <SEP> 75%
<tb> Natriumcyanid <SEP> 98 <SEP> 10,7 <SEP> 21,5 <SEP> 38. <SEP> 3 <SEP> 
<tb> Berliner-Blau <SEP> 300 <SEP> 49,8 <SEP> 228,7 <SEP> ber <SEP> 343,0
<tb> Silbercyanid <SEP> 420,8 <SEP> 13,4 <SEP> 22,7 <SEP> 38,4
<tb> 
   PATENTANSPRÜCHE :    
1.

   Verfahren zum Abbau von Cyaniden und deren Komplexverbindungen, beispielsweise aus Abwässern sowie aus verunreinigtem Grund- und Trinkwasser, dadurch gekennzeichnet, dass man die zu reinigenden Medien während einer Bestrahlung mit Licht einer Wellenlänge von 20 bis 600 nm zugleich der Einwirkung von Wasser oder Wasserdampf und einem Sauerstoff enthaltenden Gasstrom oder Gasvolumen im   Überschuss   dieser Reaktanten aussetzt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wässerigen Medien als dünne Schicht oder feine Tröpfchen der Einwirkung von Sauerstoff und Licht ausgesetzt werden.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, dass silber- und/oder goldcyanidhaltige Abwässer behandelt werden und dass das anfallende Edelmetall abgetrennt wird.