سكيد تجريبي لمعادلة الحموضة بالجير على مرحلتين

يحمل صرف الصخور الحمضي وكثير من مياه العمليات مجموعتين من المعادن لا تخرجان من المحلول عند درجة الحموضة نفسها. يتحلل الحديد والألومنيوم ويترسبان بين pH 4 و5، أما المنغنيز والزنك والنحاس والنيكل والكادميوم فتحتاج إلى pH بين 8 و9,5. الدائرة أحادية المرحلة إذا دُفعت إلى نقطة الضبط العليا تعيد إذابة جزء من المعادن المزدوجة السلوك، وإذا بقيت عند النقطة الدنيا مرّرت المنغنيز دون إزالته. وُجد السكيد ثنائي المراحل لفصل هاتين المهمتين في وعاءين لكل منهما تحكمه في pH وإضافة الندّاف وسحب الحمأة.

لماذا فُصلت المرحلتان

للمرحلة الأولى مهمة ثانية غير إزالة الحديد: صناعة الجبس. تتراوح كبريتات الصرف الحمضي بين بضع مئات من mg/L وعدة غرامات في اللتر، وعند pH 4–5 بوجود الجير تترسب في صورة CaSO₄·2H₂O. الجبس هو الجزء الأكبر من حجم الحمأة، وهو أيضاً سبب انسداد خطوط لباب الجير وتغشية مجسّات pH في المحطات أحادية المرحلة. وسحب الجبس مبكراً يبقي مفاعل المرحلة الثانية خالياً من القشور التي تتكوّن عندما يُدفع اللباب نفسه إلى pH 9.

حالة أكسدة الحديد لا تقل أهمية عن pH. الحديد الحديدي (Fe²⁺) لا يترسب بنقاء حتى يتأكسد إلى Fe³⁺، ولهذا تُهوّى المرحلة الأولى عادة أو تُجرَّع بعامل مؤكسد قبل ضبط pH. والمرحلة الأولى التي تصل إلى pH 4,5 ونصف حديدها ما زال حديدياً ستُمرّر ذلك الحديد إلى المرحلة الثانية، حيث يستهلك الجير وينتقل إلى الحمأة الخطأ ويحرّك رقم الحديد في الصرف طوال الحملة.

ما تحققه نقطتا الضبط فعلاً

تفصل الأعمال المنشورة عن المعادلة على مرحلتين الأرقام بوضوح: رفع الصرف الحمضي إلى pH 5 بالجير يزيل نحو 14 % فقط من الحديد الكلي و6 % من المنغنيز و14 % من الزنك، لأن pH هنا يُستخدم للجبس والتحلل الجزئي للحديد لا لتنعيم المعادن. أما الخطوة الثانية إلى pH 10,2 بهيدروكسيد الصوديوم مع تدفق هواء 50 mL/min لمدة 20 دقيقة فترفع الثلاثة فوق 99,7 %، مع بقايا حديد كلي ومنغنيز وزنك في حدود 80 و810 و30 µg/L. وبالجير وحده ككاشف ثانٍ تبقى الدائرة نفسها عادة عند pH 8,5–9 وتصل إلى وحدات منخفضة من mg/L بدل µg/L، وهو ما يكفي عادةً لتصريح الصرف، وهو ما يجب أن يُحدَّد عليه سكيد الجير وحده.

عملياً يشغّل السكيد التجريبي المرحلة الأولى عند pH 4,0–5,0 والثانية عند pH 8,0–9,0، وتُختار النقطة الثانية بحسب المعدن الأصعب إزالة. والمنغنيز هو القيد المعتاد: يحتاج أعلى النطاق مع أكسدة، ولهذا تنتهي محطات كثيرة إلى إضافة تعديل صغير بهيدروكسيد الصوديوم أو هيبوكلوريت بدل مزيد من الجير.

لماذا سكيد تجريبي لا اختبار كأس

اختبارات الكأس تعطي نقاط الضبط، لكنها لا تعطي الأرقام الثلاثة التي يُصمَّم عليها المثخّن ومرشح الصفائح: سرعة ترسيب الندفة، وكثافة الطرد التي تبقى الحمأة عندها قابلة للضخ، والمقاومة النوعية للترشيح. هذه الثلاثة تأتي من تشغيل متواصل بلباب حقيقي وتحضير ندّاف حقيقي وطرد حقيقي. والسكيد الذي يحتفظ بـ30–60 دقيقة حجم تفاعل لكل مرحلة عند التدفق الاسمي، ويجرّع الندّاف 5–30 g/t، ويعيد طرداً مثخّناً بنسبة 2–5 % وزناً من المواد الصلبة، ينتج هذه الأرقام نفسها، وعلى التغذية التي ستراها المحطة الكاملة.

والأمر الثاني الذي يحسمه التشغيل التجريبي هو استهلاك الكاشف بالكيلوغرام لكل متر مكعب، وهو الرقم الذي يقرر ما إذا كانت التكلفة التشغيلية تُغلق. الطلب على الجير تحكمه الحموضة الحرة والكبريتات الخارجة جبساً، لا المعادن، لذا فسكيد فيه عدّاد على خط لباب الجير أنفع من أي حساب ستوكيومتري على الورق.

ما يُرسَل لطلب عرض السعر

• التدفق والتحليل الكامل للماء، بما فيه الكبريتات والحديد (حديدي وكلي) والمنغنيز والزنك والنحاس والنيكل والزرنيخ والحموضة.
• تصريح الصرف أو الأرقام المستهدفة، وهل يجب أن يلبيها المنغنيز.
• ما هو متاح في الموقع: جير حي أو جير مطفأ أو هيدروكسيد صوديوم أو مزيج، وبأي تكلفة واصلة.
• التعامل مع الحمأة لاحقاً: مثخّن أو مرشح صفائح أو أحواض تجفيف، ونسبة جفاف الكعكة المطلوبة.
• الظروف المحيطة وهل يوضع السكيد داخلياً أو في حاوية.