29. Методы переработки гальваношламов и ртуть содержащих отходов.

Осадки стоков гальванических производств

Общие сведения. Гальваническое производство в настоящее время – наиболее распространенный метод получения защитных покрытий, создаваемых на поверхности металла для снижения ее коррозии, повышения износоустойчивости и декоративных свойств. Для предотвращения отрицательного влияния СВ гальванических участков широко применяют реагентные методы, в том числе нейтрализацию известковым молоком, используемым и для обработки стоков травильных производств. Металлы осаждаются из раствора в виде гидроксидов, обезвоживаются фильтрацией и в качестве шлама вывозятся на захоронение.

Основные направления утилизации гальванических осадков, апробированные в масштабах больших, чем лабораторные. Цементы и без обжиговые строительные материалы. 1. Цветные и черные металлы, будучи заметными компонентами гальваношламов, находятся в них все же в подчиненных количествах. В значительной степени шламы представлены оксидами кальция и кремния, и поэтому могут быть интересны для производства вяжущих веществ (строительных материалов). Экологическими испытаниями установлено, что добавки шламов в кладочные растворы (от 1 до 15%) не ухудшают качество строительного материала. 2. Шламы гальванических производств рекомендуется к использованию в ландашафтном строительстве. В этом качестве их предлагается смешивать с летучей золой котельных установок ТЭЦ или мусоросжигательных заводов, образуя самотвердеющую композицию. Таким же образом можно готовить гальванические шламы к захоронению.

Однако во всех этих случаях существует угроза загрязнения окружающей территории и подземных вод.

Обожженные строительные материалы Использование гальванических осадков в обожженных строительных материалах является более перспективным в сравнении с необожженными с экологической точки зрения. Надежность захоронения тяжелых металлов в керамику оценивалась по химическому анализу вытяжек из керамического материала водой, а также растворами уксусной и серной кислот (рН=5,5). В вытяжках концентрации ионов кадмия, никеля, меди, цинка, хрома трехвалентного (шестивалентный не обнаружен) были ниже предельно допустимых, что при вводе в керамическую массу тяжелых металлов происходит не только их надежное обезвреживание и захоронение, но улучшаются и некоторые свойства черепицы. Осадки, содержащие тяжелые металлы, обладают отощающими свойствами, что уменьшает пластичность формуемой смеси и позволяет вести ее сушку более интенсивно. Пористость и водопоглощение обожженных изделий незначительно увеличивайся, а механическая прочность на 5-10% выше контрольной. Уменьшается брак черепицы по внешнему виду. Керамзит, изготовленный с 20-40% осадка сточных вод гальванических производств, может применяться в качестве теплоизолирующего и конструкционного материала.

Шламы гальванических производств могут быть применены и в производстве красителей-пигментов для традиционных строительных материалов, получения грунтовки. Эти продукты имеют гигиенические сертификаты, грунтовка отвечает требованиям ГОСТ 25129-82. Продукция пользуется большим спросом.

В последнее время предложен способ переработки гальваношламов в пигменты различных цветов, основанный на использовании процесса самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Для его реализации создано опытно-промышленное производство по переработке 700-1000 т/год металлсодержащих отходов с выпуском до 200 т неорганических пигментов.

Металлургическая переработка и другие способы Несмотря на широкие возможности использования гальваношламов в различных отраслях народного хозяйства, наиболее целесообразными методами утилизации, на первый взгляд, представляются те, которые позволили бы извлекать ценные металлы.

Более перспективна попутная их пирометаллургическая переработка в рамках предложенной автором (1992 г.) концепции утилизации промышленных отходов. В соответствии с нею наиболее рациональное направление обезвреживания гальванических шламов – их использование в крупнотоннажных индустриальных технологиях, например цветной металлургии (плавка на штейн) использование гальвошламов для изготовления ионообменных материалов. Шламы гранулируют с добавлением в качестве вяжущих линейных полимеров. Изучение ионообменных характеристик материала показало, что он пригоден для селективного извлечения тяжелых цветных металлов, мышьяка, теллура и некоторых трансурановых элементов из сточных вод.

Шлам, обогащенный железом, применяется для изготовления высокоценных сложных ферритов. Ртутьсодержащие отходыРтуть – единственный металл, при обычных температурах находящийся в жидком состоянии. Механико-химический способ применяется в Австралии для ртутьсодержащих осадков. Технология предусматривает их обработку цементной пылью и известью при 52-62°С в течение 12 ч при рН среды, равном 12. В результате ртуть связывается в нерастворимые гидроксиды, осадок становится безопасным для его захоронения в почве.

Для пришедших в негодность ртутных ламп наиболее эффективным способом является их термовакуумное обезвреживание, в России разработанное, в частности, НПК «Меркурий».Особенность термовакуумной технологии – применение термической возгонки ртути, ее органических и неорганических соединений с незначительным разряжением. Для сбора, транспортировки и переработки ламп используются герметичные контейнеры, вмещающие 200 или 350 этих изделий, либо ≈1500 или 2500 горелок ламп ДРА. Загруженный контейнер "герметично" закрывают, доставляют в центр демеркуризации, устанавливают на технологический модуль, и только затем крышка контейнера открывается внутрь установки. В ней при 300-400°С ртуть и ее соединения возгоняются и улавливаются в системе газоочистки. По термовакуумной технологии с 1991 г. по настоящее время внедрено более 35 установок демеркуризации ртутьсодержащих ламп.

Комплекс по переработке брака, созданный на электроламповом заводе г. Саранска, рассчитан на утилизацию 3 млн изделий в год (Картузов...).

Термовакуумный способ пригоден также для отходов ртутьсодержащих батарей.Термовакуумный с криоконденсацией способ демеркуризации положен в основу установки УРЛ-2М созданной изобретателями г. Дубны.Обрабатываемые люминесцентные лампы разрушают в демеркуризационной камере 1 установки с помощью специального ножа 9 повышенной прочности. Затем камеру вакуумируют, полученное ртутьсодержащее крошево нагревают до 380-450°С.