Oxidation Monitoring in the Cyanide Wastewater Treatment Process
Cyanide-bearing wastewater from mining and electroplating facilities and certain types of chemical plants is toxic and must be treated by oxidation with chlorine or chloride to bring the cyanide concentration within regulatory limits. The waste materials contain alkaline, rare earth metals, and other heavy metals such as iron, nickel, zinc, cadmium, copper, silver and gold. As well as sometimes can contain the deadly poison, cyanide. As the speed of the oxidation reaction is closely tied to the pH value, a pH analyzer is used together with an ORP (oxidation-reduction potential) analyzer to monitor the completion of the reaction. The use of these analyzers also ensures that excessive amounts of chemicals (e.g., chlorine) are not used to produce the reaction. Both 2-wire and 4-wire analyzers are suitable for this measurement system. A gold electrode should be used for ORP measurement of cyanide-containing solutions.
Expected Benefits
- Measures pH/ORP of cyanide wastewater continuously
- Reduces operating costs
Cyanide decomposition process
Process Overview
Cyanide decomposition takes place in two stages. In the primary reaction, cyanide is oxidized to cyanate under high alkaline conditions (high pH and ORP). In the first reaction tank, the pH of the waste is measured and caustic (NaOH at 50% strength) is injected to raise the pH to 10 or higher. The oxidation reduction potential (ORP) of the waste is measured, and chlorine gas (Cl2) is automatically injected to raise the ORP to 400 mV or higher. The reaction normally occurs within 5 to 10 minutes.
In the secondary reaction, the cyanate is further oxidized under near-neutral conditions and converted to harmless carbon dioxide and nitrogen gases. In the second reaction tank, the pH of the waste is measured, and acid is injected to lower pH to 7-8. This process takes 2 to 5 minutes. In the third reaction tank, the ORP of the waste is measured and chlorine gas (Cl2) is automatically injected to raise the ORP to 600 mV or higher (Meanwhile the pH controller maintains the set-point at 7-8, correcting for any acidity created by the addition of the chlorine gas). This reaction occurs, taking 10 to 15 minutes, then the cyanide is eventually converted to harmless materials by the above reaction and the waste can be discharged.
Solution Details
| Measurement system | |
|---|---|
| 2-wire/4-wire pH/ORP measurement system | |
| Sensor/Holder | |
| KCl refillable ORP sensor: | OR8EFG-AU-☐☐-TT1-☐*A |
| KCl refillable pH sensor: | PH8EFP-☐☐-TN-TT1-N-☐*A |
| Submersion type holder: | PH8HS-PP-☐☐-T-NN-NN*A |
| Terminal box (when needed) | |
| WTB10-PH1 (for 2-wire system) | |
| WTB10-PH3 (for 4-wire system) | |
| Analyzer/converter: | |
| 2-wire pH/ORP analyzer (pH+ORP2 input): | FLXA21-D-P-S-☐☐-P1-P1-A-N-LA-N FLXA202-D-B-D-☐☐-P1-P1-A-N-LA-N-NN |
| Distributor (for 2-wire system): | PH201G- A☐*C |
| 4-wire pH/ORP converter (pH+ORP 2 input): | FLXA402-☐-B-☐☐-P1-P1-A2-WR-☐-☐-N-NN |
Utilities
| FLXA21/FLXA202 | |
|---|---|
| Power supply: | 23 to 40 V DC (from distributor) |
| FLXA402-A | |
| Power supply: | 90 to 264 V AC, 50/60 Hz |
| Power consumption: | approx. 35 VA |
| FLXA402-D | |
| Power supply: | 10.8-26.4 V DC |
| Power consumption: | approx. 15 W |
Measurement Conditions
- Cyanide curve measured with chlorine [Measurement of water with a ph value of 9 using a gold electrode (as the indicating electrode) and an Ag/AgCl electrode with 4 mol (as the reference electrode)] Oxidation reaction of CN- with Cl2 exhibits a characteristic curve that is not ideal (see the figure on the right). This is because firstly an excessive amount of chlorine increased the plateau potential of the intermediate, cyanogen chloride to 500 to 600 mV, and secondly oxidation reaction started in the secondary reaction tank to form CNO-, resulting in a decrease in CIO- and stopping the potential from increasing.
- Using a gold electrode as the indicating electrode for ORP measurement A gold electrode should be used to ensure accurate measurement of ORP in cyanide solutions. When the potential is near or under 200 mV during the cyanide oxidation process, a platinum electrode produces a catalytic reaction that causes hydrogen to form on the electrode surface. This generates potential and affects measured values.
Отрасли
-
Вода и сточные воды
Водные ресурсы истощимы, поэтому содействие устойчивому водному циклу является одной из Целей устойчивого развития (SDG). Компания Yokogawa предоставляет передовые решения в области цифрового управления для стабильной подачи чистой и безопасной воды, очистки сточных вод с целью защиты водной среды, управления потерями воды и оптимизации работы установок с целью сокращения выбросов CO2 и снижения эксплуатационных расходов. Используя наши передовые технологии, надёжные продукты, обширные знания и опыт реализации различных проектов в сфере использования водных ресурсов, мы работаем с Вами, чтобы предоставлять устойчивые решения в сфере водных ресурсов, которые способствуют развитию Вашего бизнеса и повышают ценность на протяжении всего жизненного цикла оборудования.
Компания Yokogawa поддерживает широкий спектр областей применения наших решений по обеспечению необходимого водного режима для рынков городского и промышленного потребления воды.
-
Водоподготовка
Yokogawa предлагает оптимальные решения для повышения надежности работы водоочистных сооружений. Эти решения включают в себя сложные технологии, непревзойденное качество продукции и обширные ноу-хау применения на протяжении всего жизненного цикла.
-
Очистка сточных вод
Очистные сооружения включают в себя множество единиц оборудования, таких как моторы, насосы и воздуходувки, что делает важным снижение потребления электроэнергии и экономию эксплуатационных расходов. Yokogawa предлагает оптимальные решения для управления с помощью цифровых технологий для повышения энергоэффективности.
Related Products & Solutions
-
2-проводной преобразователь-анализатор FLXA202
Преобразователи серии FLEXA™ используются для непрерывных измерений в режиме реального времени на промышленных установках. Благодаря возможности подключения одного или двух датчиков они являются наиболее универсальными двухпроводными анализаторами.
-
2-проводной преобразователь/анализатор FLXA21
Анализаторы серии FLEXA™ используются для непрерывных измерений в режиме реального времени на промышленных установках. Благодаря возможности измерения с помощью одного или двух датчиков они являются наиболее универсальными двухпроводными анализаторами.
-
pH/ОВП-сенсоры PH8EFP, PH8ERP, OR8EFG, OR8ERG
pH/ОВП-анализаторы Yokogawa отличаются высокой надёжностью. Они включают в себя расширенные функции и могут использоваться в самых разных практических задачах, включая контроль качества воды во многих производственных процессах и на небольших установках очистки сточных вод, а также в качестве общих систем регулирования pH/ОВП
-
Комбинированные сенсоры pH/ОВП моделей FU20 и FU24
Комбинированные сенсоры pH/ОВП моделей FU20 и FU24 соответствуют принципу компании Yokogawa «Чем проще, тем лучше» в отношении технологии усовершенствования и разработки жидкостных систем.
-
Многоканальный 4-х проводной преобразователь FLXA402
Преобразователи серии FLEXA™ используются для непрерывных измерений в режиме реального времени на промышленных установках. Благодаря своей модульной конструкции они могут работать одновременно с несколькими датчиками.
-
Проточный держатель FF20 и фитинг FS20
Yokogawa вложила много средств и времени на разработку функционально полной линейки держателей и фитингов, уделяя особое внимание конструкции, чтобы максимально сократить время монтажа, демонтажа и технического обслуживания, тем самым снижая эксплуатационные расходы.
-
Цифровой преобразователь SMART SENCOM™, SA11
При использовании многоразового цифрового SMART-преобразователя требуется утилизация только аналогового датчика по истечении его срока службы. С помощью платформы SENCOM 4.0 Yokogawa сокращает затраты и количество отходов, а также способствует достижению долгосрочных бизнес-целей по обеспечению экологически устойчивого будущего для всех.
-
pH и ОВП сенсоры
pH/ОВП сенсоры являются чувствительной частью всей системы, правильный выбор модели играет решающую роль для получения надежных и точных результатов измерения. Также немаловажно правильно установить датчик в процесс, для чего доступны различные дополнительные приспособления: фитинги для прямого монтажа, а также выдвижной, погружной и проточный адаптеры.
-
Анализаторы pH и ОВП
pH и ОВП-анализаторы используются для непрерывного контроля качества подготовки воды, очистки сточных вод, конечного продукта, процесса нейтрализации в целлюлозно-бумажном производстве, в скрубберах, градирнях, производстве химических веществ, в установках для очистки воды и стоков, а также для многих других задач.