過酸化水素에 의한 시안의 分解特性
Characteristics of Cyanide Decomposition by Hydrogen Peroxide Reduction
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초록
본 연구에서는 시안 성분을 제거함에 있어 처리수의 재활용이 가능한 과산화수소에 의한 시안분해 특성을 규명하기 위한 실험을 수 행하였다. 수용액중의 과산화수소의 자가분해반응은 pH와 금속촉매(Cu) 유무에 크게 좌우된다. pH 10 이하에서는 자가분해반응은 미 미하여 90%이상의 과산화수소가 잔류하지만 pH 12에서는 90분 경과시 잔류 과산화수소가 9%이하로 낮아졌다. 금속촉매 첨가(5 g Cu/ L)한 경우 pH 12에서도 40분 경과후 대부분의 과산화수소가 분해되었다. 유리시안의 휘발성은 용액의 pH에 크게 좌우된다. 동일한 240분 경과시 pH 8이하에서 대부분의 시안이 휘발하는데 반하여 pH 10 이상에서는 10% 미만이 휘발하였다. 비촉매반응에 의한 과산 화수소의 시안분해실험에서는 H2O2/CN 몰비 4 까지 과다하게 증가하여도 8%가량의 시안이 잔류하였다. 그러나 구리촉매반응에 의한 과산화수소의 시안분해 실험에서는 과산화수소 및 구리 첨가량이 증가함에 따라 분해속도가 증가하였다. 그러나 일정량 이상 첨가시 과산화수소의 자체분해 반응에 의해 H2O2의 시안분해 효율이 감소하며 과산화수소와 구리의 적정투입량은 H2O2/CN 몰비 2, Cu 몰비 0.05로서 이때의 분해속도는 22 mM/min, H2O2 효율은 57%이었다. 또한 이러한 적정조건에서 70분 반응시 완전제거가 가능하였다
Abstract
The characteristics of cyanide decomposition in aqueous phase by hydrogen peroxide have been explored in an effort to develop a process to recycle waste water. The self-decomposition of H2O2 at pH 10 or below was minimal even in 90 min., with keeping about 90% of H2O2 undissociated. On the contrary, at pH 12 only 9% of it remained during the same time. In the presence of copper catalyst at 5 g Cu/L, complete decomposition of H2O2 was accomplished at pH 12 even in a shorter time of 40 min. The volatility of free cyanide was decisively dependent on the solution pH: the majority of free cyanide was volatilized at pH 8 or below, however, only 10% of it was volatilized at pH 10 or above. In non-catalytic cyanide decomposition, the free cyanide removal was incomplete in 300 min. even in an excessive addition of H2O2 at a H2O2/CN molar ratio of 4, with leaving behind about 8% of free cyanide. On the other hand, in the presence of copper catalyst at a Cu/CN molar ratio of 0.2, the free cyanide was mostly decomposed in only 16 min. at a reduced H2O2/CN molar ratio of 2. The efficiency of H2O2 in cyanide decomposition decreased with increasing addition of H2O2 since the self-decomposition rate of H2O2 increased. At the optimum H2O2/molar ratio 0.2 of and Cu/CN molar ratio of 0.05, the free cyanide could be completely decomposed in 70 min., having a self-decomposition rate of 22 mM/min and a H2O2 efficiency of 57%.