9.2. Утилизация отходов гальванических производств

В гальваническом производстве образуются сточные воды, содержащие хром, никель, свинец, медь, кадмий, цинк, олово и др. Эти воды подразделяют на от­работанные (при смене технологических растворов на свежие) и промывные - от промывки деталей после покрытия.

При отстаивании сточных вод образуются шламы, которые представляют со­бой коллоидные системы, состоящие из мелкодисперсных нераство­римых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в воде. Шламы могут содержать в пересчете на сухое вещество, %: 30-70 железа, 5-10 хрома, 2-5 никеля, 1-3 кальция, 1-2 магния и другие элементы.

Рис. 9.1. Полигон промышленных отходов «Красный бор»

При захоронении шламов в шламонакопителях помимо загрязнения окружающей среды, теряется большое ко­личество ценного сырья, использование которого позволяет экономить природные ресурсы и снизить нагрузку на окружающую среду.

Для утилизации шламов гальванических производств, применя­ют химические, физико-химические, термические методы и их комбинации. Важнейшей операцией при утилизации этих шламов является обезвоживание, поскольку содержание воды в них достигает 99 %.

Для обезвоживания шламов применяют фильтрование, центрифугирование, для чего используют камерные и ленточные прессы, а также фильтрующие центрифуги. Заключительную стадию обезвоживания проводят на фильтр-прессах при давлении до 1,5 МПа. После фильтрования содержание сухого вещества может составлять 30-70% (масс.). Дальнейшее удаление влаги до содержания не более 10 % (масс.) проводят с помощью сушки в барабанных и других сушилках. Полученный сухой порошок является ценным сырьем для получения товарной продукции.

Огневая обработка шлама позволяет получить безвредные продукты горения и зольные остатки, состоящие из оксидов металлов.

Для обжига гальванических шламов применяют циклонные печи с верхним выводом газов, прокаливание в которых обеспечивает полное обезвреживание шлама за счет сгорания токсичных органических веществ и улавливание ценных минеральных продуктов. При пере­работке шламов используют газообразное топливо для разогрева реактора.

Хромсодержащие шламы после сушки используют в производстве декоративного стекла в качестве красителей. В зави­симости от состава шлама можно получить стекла следующих цве­тов: зеленого, синего, коричневого, черного и их оттенков.

Использование до 10 % порошка, полученного в результате сушки шлама, в составе глазури керамических облицовочных пли­ток позволяет увеличить их глянец.

Добавка 3 % порошка в, смесь для изготовления строительной керамики позволяет повысить ее прочностные свойства. Обжигают керамику в туннельной печи при 980 ^оС.

Железосодержащие шламы после сушки используют для полу­чения керамзита, а также для производства высококачественных ферросплавов. При получении ферросплавов обезвоженный шлам с содержанием влаги до 10% смешивают с окалиной, золой, угольной пылью и другими компонентами, затем прессуют в виде брикетов, которые используют вместе с коксом и флюсами для получения ферросплавов методом восстановительной плавки.

При изготовлении кирпичей в глину добавляют 3-5 % обезвоженных шламов с влажностью 60-80 %, что позволяет улучшить технологические свойства композиции. Использование обезвожен­ного порошка при изготовлении керамической черепицы повышает ее прочностные свойства.

При огневой переработке гальванических шламов температура отходящих газов составляет для различных процессов от 900 до 1600 ^оС, коэффициент расхода воздуха – от 0,35 до 1,2. Удельная объемная нагрузка реактора составляет около 600 кг/ч шлама на 1 м реактора. Обожженные гальванические шламы используют в промышленности строительных материалов.

Гидроксидные шламы гальванических производств добавляют в количестве до 5 % в асфальт, бетон, гипсовые смеси. Незначитель­ное распыление частиц асфальта в процессе эксплуатации дорож­ного покрытия не вносит существенных изменений в химический состав грунта и дренажных вод.

Хорошим способом выщелачивания цветных металлов, например меди, цинка и др., является экстракция на ионообменных смолах в органическом экс­трагенте с последующей реэкстракцией меди из раствора серной кислотой и дальнейшим электролитическим осаждением меди. Из­влечение других металлов возможно с помощью других экстраген­тов. Однако при разработке таких технологий следует помнить, что в шламах различные металлы несовместимы между собой, так, цинк является ядом для никеля, свинец - для цинка и никеля и т. п. Последнее обстоятельство приводит к тому, что во многих случаях регенерация металлов из шламов гальванического произ­водства не производится.