4.3.1 Утилизация и переработка ртути в люминесцентных лампах

Количество люминесцентных ламп, используемых только в приборостроительной области, исчисляется миллионами и через 1,5-2 года выбрасывается на свалки [4.6].

В связи с этим большое практическое значение приобретает разработка и внедрение технологии извлечений дорогостоящих материалов из люминесцентных ламп после окончания срока их эксплуатации, в частности, технология извлечения ртути.

Разработка технологии извлечения ртути является составной частью создания ресурсосберегающей технологии и природоохранительной системы. Ртуть (Hg) имеет атомный вес 200,59. Она мало распространена в природе: ее содержание в земной коре составляет всего 0,000005 вес.%. Изредка ртуть встречается в самородном виде, вкрапленная в горные породы, но главным образом она находится в природе в виде сульфида ртути HgS, или киновари. Ртуть — единственный металл, жидкий при обыкновенной температуре, ее плотность составляет 13,546 г/см.куб. Ртуть является весьма дорогостоящим элементом. Добыча ее отличается трудоемкой технологией, которая приводит к нарушению земель по форме рельефа, т.е. к нарушению экологического равновесия. Кроме того, неутилизированные люминесцентные лампы могут приводить к попаданию паров ртути в атмосферный воздух, через почву и в воду. Ртуть относится к веществам первого класса опасности, а ее величина ПДК-0,0003 мг/м.куб. согласно СН245-71, т.е. ртуть является чрезвычайно опасным веществом, оказывающим пагубное влияние на окружающую среду и живой мир.

Каждая лампа содержит 60... 120 мг ртути. Примерно 100 г ртути можно получить из 1000 ламп. Испарение такого количества ртути из разбитых ламп приводит к загрязнению 10 млн. м. куб. воздуха до ПДК. Переработка использованных люминесцентных ламп исключает это воздействие.

Отделение по извлечению ртути из люминесцентных ламп может располагаться на территории предприятия по изготовлению ламп или на предприятии любой отрасли, где эксплуатируется большое количество люминесцентных ламп.

В основу технологии извлечения ртути из люминесцентных ламп лежит способ демеркуризации (см. рисунок 4.3).

Дробление ламп

Погрузка боя в контейнер

Демеркуризация боя ламп в ванне с раствором в течении 1,5 часа

Установка контейнера на лотке для стока раствора

Транспортировка боя и арматуры в контейнерах к линии сортировки

Сбор раствора в приемный бак

Перекачка раствора через фильтр с сульфоуглем типа КУ-2

Сжигание фильтра с сульфоуглем и образование металлической ртути

Сбор раствора для повторного приготовления

Сброс раствора в хозяйственно-фекальную канализацию

Рисунок 4.3 – Схема демеркуризации люминесцентных ламп

Операция дробления ламп осуществляется в барабане, при вращении лопастей которого происходит измельчение стекла ламп. Операция погрузки в контейнер осуществляется перемещением боя стекла ламп и арматуры по желобу.

Операцию демеркуризации боя стекла ламп производят помещением контейнера в ванну с демеркуризационным раствором, где его выдерживают в течение 1,5 часов.

Операция сбора отработанного демеркуризационного раствора производится в приемный бак емкостью 1,6 м3.

Операция перекачки отработанного раствора производится насосом в ионообменный фильтр с сульфоуглем типа ККУ-2, предварительно прошедшем регенерацию раствором СаСОз. Операция выделения металлической ртути происходит за счет сжигания фильтра с сульфоуглем, которое производится один раз в два года. Наряду с основными операциями имеются дополнительные. Отработанный демеркуризационный раствор может быть направлен в бак емкостью 1,6 м для повторного приготовления демеркуризационного раствора или в системы хозяйственно-фекальной канализации предприятия. Массу подвергают обработке (отделению металлической арматуры от боя стекла).

Бой стекла ламп направляют для переработки на предприятие по производству ламп или на предприятие стеклянных изделий. Металлическую арматуру направляют для переплава на машиностроительные или металлургические предприятия.

Общее количество ртути, которое может быть извлечено при демеркуризации люминесцентных ламп, определяют по формуле:

М = mN,

где М — общее количество ртути, которое может быть извлечено из люминесцентных ламп, г;

m — количество ртути, которое может быть извлечено из одной лампы, г;

N — количество ртути, подлежащей демеркуризации.

Количество ртути в одной люминесцентной лампе — 0,05-0,12 г.

Можно получить количество ртути, полученное после утилизации. Так, утилизация только 72 люминесцентных ламп, позволяет выделить минимум 3,6г ртути. С учетом всех производственных помещений это уже значительная цифра и путь к созданию природоохранной системы [4.6].