Лекція № 8

Тема: УТИЛІЗАЦІЯ ВІДХОДІВ НЕОРГАНІЧНИХ ВИРОБНИЦТВ

План.

Вступ.

1. Переробка відходів сірчанокислого виробництва.

1.1. Витяг кольорових металів з недогарків.

1.2. Використання недогарків у доменному виробництві.

1.3. Виробництво пігментів з недогарків і недогаркового пилу.

1.4. Інші напрямки використання недогарків.

2. Переробка відходів виробництва фосфорних добрив.

2.1. Переробка відходів виробництва калійних добрив.

2.2. Переробка відходів виробництва кальцинованої соди.

Література.

Вступ

В хімічній промисловості найбільша кількість твердих відходів утворюється в безперервних виробництвах сірчаної кислоти, міне­ральних добрив і кальцинованої соди.

Сірчана кислота, сфера використання якої настільки широка, що важко назвати галузь промисловості, де б вона не знаходила засто­сування, належить до великотоннажних продуктів основної хімічної промисловості.

Однак потреба сільського господарства в мінеральних добривах у нашій країні задовольняється ще не повністю, що визначає збільшення їхнього випуску.

Пропорційний ріст випуску продукції цих виробництв викликає зростання кількості твердих відходів, масштаби утворення яких ви­мірюються десятками мільйонів тонн на рік. Нижче розглянуті основні види таких відходів, що існують у промисловій практиці, їх вико­ристання, яке намітилося в даний час.

1. Переробка відходів сірчанокислого виробництва.

Для одержання сірчаної кислоти в промисловості застосовують два методи:

• контактний

• нітрозний (баштовий).

В обох випадках спо­чатку із сировини одержують діоксид сірки SO₂, що потім перероб­ляють у Н₂SO₄. Основну кількість сірчаної кислоти роблять контакт­ним методом з SO₂, одержуючи з допомогою випалу сірчаного кол­чедану (звичайно флотаційного), спалювання природної або газової сірки, а також при випалі сульфідів кольорових металів, причому-частка сірчаної кислоти, одержуваної в нашій країні на базі кольорової металургії, з року в рік збільшується.

Чистий сірчаний колчедан містить 53,5 % сірки і 46,5 % заліза. Однак домішки (пісок, глина, сульфіди кольорових металів, карбонати, сполуки миш'яку, селен, срібло, золото тощо) знижують вміст сірки у флотаційному колчедані до 32-40 %. Оксид заліза, що утворюється при випалі колчедану в печах різної конструкції, виходить з печі у вигляді недогарка і надходить у відвал.

Піритні недогарки складаються здебільшого із заліза (40-63 %) з невеликими домішками сірки (1-2 %), міді (0,33-0,47 %), цинку (0,42-1,35 %), свинцю (0,32-0,58 %), доро­гоцінних (10-20 г/т) і інших металів. Сірчистий газ, що виходить з випалювальної печі, забруднений огарковим пилом та іншими домішками. Вміст у ньому пилу залежить від якості та ступеня помолу сировинних матеріалів, конструкції печей та інших факторів. Залежно від типу печей він становить від 1 до 200 г/м³. Хімічний склад пилу практично не відрізняється від сполуки недогарка. Обсяги випалювальних газів становлять сотні тисяч кубо­метрів на добу; вони несуть із собою десятки тонн огаркового пилу. Перед переробкою в сірчану кислоту ці гази очищають у циклонах та сухих (огаркових) електрофільтрах до залишкового вмісту пилу близь­ко 0,1 г/м³ [6].

В даний час основним способом одержання сірчаної кислоти є контактний, при якому SO₂ окисляють у SO₃ на каталізаторах (кон­тактна маса на основі V₂O₃). Містячись у пічних газах, що пройшли очищення в сухих електрофільтрах, пил та інші домішки отруюють каталізатор. Крім того, пил засмічує апаратуру, збільшує її гідрав­лічний опір, переходить у продукт та веде до ряду інших ускладнень у технологічному процесі. Тому пічні гази піддають додатко­вому очищенню шляхом послідовного промивання охолодженою 60-75 %-ю (у порожніх вежах) і 25-40 %-ю (у насадкових вежах) сірчаною кислотою з уловлюванням туману, що утворюється, у мокрих електрофільтрах. Процес додаткового очищення пічних газів від пилу супроводжується утворенням шламів, що накопичуються в апаратурі промивного відділення і мокрих електрофільтрах.

Таким чином, твер­дими відходами виробництва Н₂SO₄ із сірчаного колчедану є:

• піритні недогарки;

• пил циклонів та сухих електрофільтрів;

• шлами промивних веж, що збираються у відстійниках, збірниках та холодильниках кис­лоти;

• шлами мокрих електрофільтрів.

При випалі сірчаного колчедану відходи піритних недогарків ста­новлять 70 % від маси колчедану. На 1 т виробленої кислоти вихід недогарка в кращому випадку становить 0,55 т. Тому що сировиною для одержання сірчаної кислоти поряд із сірчаним колчеданом, що добувається спеціально для цієї мети, є відходи, що утворяться при збагаченні сульфідних руд флотаційним методом, і відходи, утворені при збагаченні кам'яного вугілля.

Розрізняють три види піритних недо­гарків (недогарки з колчеданів, недогарки з флотаційних хвостів збагачення сульфідних руд, кутові недогарки), що значно відрізняються один від одного як за хімічним складом, так і за фізичними характерис­тиками.

Недогарки перших двох типів відрізняються значним вмістом міді, цинку, срібла, золота й інших металів. Утилізація піритних недогарків можлива по декількох напрямках: для добування кольорових металів і виробництва чавуну і сталі, у цементній і скляній промисловості, у сільському господарстві й ін. У нашій країні близько 75 % маси піритних недогарків, що утворюються, застосовуються в основному у виробництві будівельних матеріалів і в сільському господарстві.