Способы утилизации гальваношламов

Содержание

Переработка отходов гальванических производств

Способы утилизации гальваношламов

При производстве машиностроительной продукции многие предприятия для повышения коррозионной стойкости и улучшения внешнего вида металлических деталей наносят на них гальваниче­ские покрытия.

В гальваническом производстве образуются сточ­ные воды, которые содержат такие металлы, как хром, никель, свинец, медь, кадмий, цинк, олово и др.

Длительное их поступле­ние в организм с водой или пищей даже в незначительных дозах приводит к нарушению функционирования центральной нервной системы, внутренних органов, эндокринной и других жизненно важных систем организма.

Значительная часть предприятий с гальваническим производст­вом не имеет очистных сооружений и сбрасывает промышленные стоки в городскую канализацию.

Многие предприятия, хотя и про­изводят очистку сточных вод, полной нейтрализации токсичных компонентов не добиваются и также сбрасывают в канализацию большое количество вредных веществ.

Сточные воды гальванических производств подразделяют на от­работанные и промывные.

Отработанные сточные воды образуются при смене технологических растворов на свежие, промывные – при промывке деталей с нанесенным покрытием.

Внимание!

Характерной особен­ностью всех сточных вод гальванических производств является низкая концентрация кислот и высокая концентрация ионов ме­таллов.

Методы очистки сточных вод гальванических производств под­разделяются на химические, электрохимические и физические. Система очистки сточных вод может быть проточной и замкнутой. При проточной системе очистки сточные воды после нейтрализа­ции сбрасываются в канализацию.

Замкнутые системы очистки ис­пользуют в технологическом цикле очищенные сточные воды.

Ко­нечно, замкнутая система требует от предприятия более глубокой очистки сточных вод, но ее использование исключает сброс токсич­ных веществ в городскую канализацию, поэтому она более про­грессивна и предпочтительна.

Наиболее перспективны безреагентные способы очистки гальва­нических сточных вод, например электрокоагуляционный.

Пре­имущества таких методов по сравнению с технологиями, использу­ющими химические вещества для осаждения мелкодисперсных шламов, заключаются в сокращении продолжительности процесса и производственных площадей, непрерывности процесса и повыше­нии качества очищенной воды.

При отстаивании сточных вод гальванических производств в шламонакопителях образуются шламы, которые представляют со­бой коллоидные системы, состоящие из мелкодисперсных нераство­римых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в воде. Их состав и количество колеблются в широком интервале в зависимо­сти от типа производства.

При очистке сточных вод гальванического производства мето­дом коагуляции образующиеся шламы содержат в пересчете на су­хое вещество, %: 30-70 железа, 5-10 хрома, 2-5 никеля, 1-3 кальция, 1- 2 магния и другие элементы.

Важно!

Во многих случаях шламы сбрасываются в шламонакопители, отвалы и пруды, загрязняя как воздушный бассейн, так и подзем­ные и поверхностные воды.

При их захоронении в шламонакопителях помимо ущерба, на­носимого окружающей среде, одновременно теряется большое ко­личество ценного сырья.

Повторное использование извлеченных из шламов материалов, наоборот, позволяет в ощутимых количествах экономить природные ресурсы и снизить нагрузку на окружающую среду.

При утилизации шламов гальванических производств применя­ют следующие методы: химические, физико-химические, термиче­ские 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 позволяет полностью обезвредить шламы и получить безвредные продукты горения и зольные остатки, состоя­щие из оксидов металлов.

Совет!

Наряду с прямым сжиганием термиче­ские методы часто являются составной частью комплексных техно­логий обезвреживания и утилизации шламов.

В этих технологиях термическая обработка либо предшествует, либо следует за физи­ко-химическим или химическим процессом выделения ценных ма­териалов из шламов.

Для обжига гальванических шламов применяют барабанные печи с противоточной системой термической обработки.

Для этих же целей используют циклонные печи с верхним выводом газов, прокаливание в которых обеспечивает полное обезвреживание шлама за счет сгорания токсичных органических веществ и улав­ливание ценных минеральных продуктов.

Дозирование шлама в циклонную печь осуществляется двухвалковым шнеком. При пере­работке шламов используют газообразное топливо для разогрева реактора.

Малые габариты циклонных реакторов обусловливают незначи­тельные потери тепла в окружающую среду.

В сочетании с низким коэффициентом расхода воздуха это позволяет осуществлять сжи­гание обводненных шламов при повышенных температурах с жид­ким шлакоудалением, что недостижимо в барабанных и шахтных печах.

Кроме того, циклонные реакторы обладают повышенной се – парационной эффективностью, вследствие чего выделяющиеся газы содержат меньше пыли, что облегчает их обработку перед выбро­сом в атмосферу.

Работоспособность огневых реакторов, полнота выжигания ор­ганических веществ из шлама зависят от температуры процесса го­рения.

Внимание!

При этом наиболее целесообразно образующиеся при горе­нии шлаки удалять в жидком состоянии, при котором обеспечива­ется высокая полнота окисления выделяющихся продуктов. При твердом шлакоудалении, т. е.

когда температура процесса недоста­точна для расплавления шлака, не происходит полного выжигания веществ из шлама.

При огневой переработке гальванических шламов температура отходящих газов составляет для различных процессов от 900 до 1600 °С, коэффициент расхода воздуха – от 0,35 до 1,2. Удельная объемная нагрузка реактора составляет около 600 кг/ч шлама на 1 м реактора.

Обезвоженные гальванические шламы используют в промыш­ленности строительных материалов.

Для устранения экологической опасности отходов гальванических производств используют метод химической фиксации токсичных соединений, находящихся в шла­ме.

Фиксация производится путем ферритизации, силикатизации, отверждения с использованием вяжущих материалов и спекания твердой фазы.

Например, 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. Варку стекла для получения таких плиток производят при 1410 – 1460 °С в слабовосстанови­тельной или окислительной среде.

Важно!

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

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.

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.

Железосодержащие шламы после сушки используют для полу­чения керамзита, а также для производства высококачественных ферросплавов.

При получении ферросплавов обезвоженный шлам при содержании 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.

Весьма перспективны гидрометаллургические методы перера­ботки гальванических шламов, так как они позволяют селективно извлечь практически все цветные металлы.

Влажность используе­мых в этих процессах шламов не должна превышать 10%, а масса отдельных кусков не должна быть более 1 кг. Хорошим способом выщелачивания цветных металлов, например меди, цинка и др., является экстракция на ионообменных смолах в органическом экс – трагенте с последующей реэкстракцией меди из раствора серной кислотой и дальнейшим электролитическим осаждением меди.

Из­влечение других металлов возможно с помощью других экстраген – тов.

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.

Переработка отходов осуществляется с помощью сложных тех­нологических процессов, при этом используемое оборудование и сами отходы могут являться источниками травматизма, профзабо­леваний, пожаро – и взрывоопасности и наносить ущерб жизни и здоровью …

На машиностроительных, судостроительных, электротехниче­ских и других предприятиях широко используются лакокрасочные материалы. Наиболее распространенным способом их нанесения остается распыление из краскопульта в окрасочных камерах.

Совет!

Из этих камер непрерывно отсасывается воздух, который …

Многие технологические процессы в промышленности и на транспорте связаны с использованием органических растворителей, которые, выполнив свою роль, уносятся с воздухом вентиляцион­ной системой, загрязняя окружающую среду, либо сливаются в на­копители и …

Источник: http://msd.com.ua/pererabotka-otxodov-proizvodstva/pererabotka-otxodov-galvanicheskix-proizvodstv/

Особый вид промышленных отходов

Особый вид промышленных отходов

В связи с чрезмерным загрязнением окружающей среды проблема утилизации промышленных отходов, имеющих высокую степень токсичности, в нашей стране стала особо значимой в конце прошлого века.

Большую часть из этого отработанного материала составляют гальваношламы, а также стоки гальванического производства.

Гальванические шламы представляют собой темно-коричневую или черную массу, имеющую пастообразную консистенцию и характеризующуюся нестабильным и сложным составом элементов.

Это могут быть и малотоксичные соединения кальция, железа и таких тяжелых металлов, как никель, свинец, кадмий, марганец, хром, медь.

Гальваношламы считаются особым типом отходов, потому что их токсичность и класс опасности зависят от технологии гальванического процесса и способа очистки сточных вод гальванической зоны.

По федеральному классификатору при обычной реагентной технологии такие отработанные материалы относят ко второму классу опасности, редко – к третьему.

При очищении сточных вод с использованием электрокоагуляции класс опасности гальваношламов будет четвертым. Обычно промышленные предприятия копят их в собственных шламонакопителях.

Однако, это не всегда решает проблему нейтрализации отработанных соединений. Гораздо проще передать гальваношламы предприятиям, имеющим необходимую лицензию на их утилизацию.

Разнообразный состав гальваношламов часто может вводить в заблуждение и делать проблему разделения его компонентов практически неразрешимой, поэтому очень важно доверить их утилизацию организациям, работающим давно в такой сфере хозяйствования.

Грамотная утилизация гальванических шламов

Сегодня все развитые страны мира пытаются перерабатывать промышленные отходы таким образом, чтобы повторно использовать их в других видах производства.

Это экономически обосновано и позволяет эффективно решать проблему с загрязнением окружающей среды. Россия тоже не стала исключением из правил.

У нас гальваношламы используют в качестве добавки к шихте при производстве кирпича, цемента, керамзита и керамической плитки. Они влияют на качественные характеристики стройматериалов следующим образом:

  • Уменьшают плотность;
  • Увеличивают пористость;
  • Незначительно увеличивают водонепроницаемость.

Единственным условием при такой переработке является тот факт, что гальванические отходы не должны иметь в своем составе солей шестивалентного хрома, кадмия и ртути.

Надежность и профессиональный подход

Ищите толкового исполнителя для утилизации гальваношламов, доверьте решение этой сложной задачи нам.

Имея колоссальный опыт работы, хорошие технические возможности и компетентных специалистов мы можем обеспечить должное качество услуг по заготовке, сбору, хранению, перевозке и последующей утилизации данного вида отходов, при этом мы работаем легально.

У нас есть лицензии по обращению с опасными отходами, а также сбору и обработке вторсырья. Звоните и мы докажем, что наш уровень профессионализма и компетентности в данном вопросе соответствует самым высоким требованиям.

Источник: http://www.npstc.ru/blog/osobennosti-utilizacii-galvanoshlamov

Утилизация гальванических отходов в Санкт-Петербурге: переработка, цена, стоимость

Утилизация гальванических отходов в Санкт-Петербурге: переработка, цена, стоимость

При производстве на металлические детали наносят гальванические покрытия, чтобы увеличить их коррозионную стойкость и улучшить внешний вид.

Поэтому возникают сточные воды, которые содержат различные металлы: никель, свинец, медь и т.д. Эти отходы крайне вредны для окружающей среды.

Даже сегодня, когда проблемы загрязнения природы особо опасными веществами или выбросами стали особенно остро, существует немало производств или недобросовестных лиц, старающихся их просто выбросить.

Не утилизировать гальванические отходы в Санкт-Петербурге для их дальнейшей переработки или захоронения по всем правилам, а именно отправить на обычные свалки ТБО.

Виды гальванических отходов (гальваношламов)

Как любые другие отходы, гальваношламы, подлежащие утилизации или переработке, разделяются на:

  • жидкие;
  • пастообразные;
  • твёрдые.

К каждому из них, в зависимости от исходника, токсичности или фракции, применяются свои способы переработки. От сбора и транспортировки до обеззараживания, рециклинга или утилизации.

Способы переработки

Основную часть отходов гальванического производства, а также бытовых отходов с гальванической составляющей, в нашей стране по-прежнему хоронят, без возможности их переработки. Однако существует немало технологий, где их рециклинг является частью технологического процесса:

  • сталеплавильная сфера, как источник добавления в сложные сплавы редкоземельных металлов;
  • стеклянная промышленность с целью получения цветов и оттенков стекла, а также придания ему особых свойств;
  • при производстве как строительных материалов (цемента, керамзита и прочего), так при изготовлении плитки или кирпича;
  • наконец, при изготовлении асфальтовых или гипсовых смесей.

Но даже те гальванические шламы, которые не подлежат дальнейшей переработке, наша компания обеззараживает для безопасной утилизации. Когда с применением новых способов, а также технологий они станут сырьём для дальнейшей переработки.

Источник: https://utilizaciya-otxodov-spb.ru/utilizaciya-opasnyx-otxodov/galvanicheskix-otxodov/

Разработка технологии переработки отходов гальванического производства на экспериментальной установке модульного типа

Разработка технологии переработки отходов гальванического производства на экспериментальной установке модульного типа

Приоритетным направлением в обеспечении экологически безопасного обращения с отходами на территории Владимирской области является сокращение объемов несанкционированного размещения опасных промышленных отходов через их вовлечение в повторное использование в качестве вторичного сырья [1].

Одним из таких опасных отходов на территории Владимирской области является гальванический шлам, образование которого на протяжении многих лет связано с развитием и работой регионального машиностроительного комплекса и, в частности, гальванических производств.

Отсутствие эффективных технологий его утилизации приводит к накоплению гальванического шлама как на территории самих предприятий, так и в местах его захоронения – полигонах промышленных отходов, что значительно увеличивает риски загрязнения окружающей среды опасными ионами тяжелых металлов.

Целью данной работы является разработка малоотходной технологии утилизации гальванического шлама сложного полиметалльного состава на экспериментальной установке модульного типа.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования в данной работе являются гальваношламы (ГШ) одного из машиностроительных предприятий г. Владимира.

Гальванические шламы образуются при реагентной очистке сточных вод гальванических производств и представляют собой влажную пастообразную массу (влажность 83 %), содержащую в своем составе оксиды и гидроксиды тяжелых металлов.

Определение элементного состава ГШ на спектрорентгенофлуорометре «Спектроскан МАКС- G» показало, что наибольшее содержание в нем имеют гидроксиды металлов цинка, хрома, меди и никеля (таблица).

Элементный состав гальванического шлама

Все экспериментальные данные получали усереднением минимум по трем параллельным опытам. влаги в ГШ определяли весовым методом.

Анализ отобранных жидких проб на содержание ионов тяжелых металлов проводили с использованием атомно-абсорбционного спектрометра «КВАНТ- Z.ЭТА-Т».

Определение рН жидких проб проводили рН-метром-анализатором HANNA HI 83141.

Результаты исследования и их обсуждение

Внимание!

Выбор той или иной технологии переработки гальванических шламов определяется прежде всего их составом и содержанием цветных металлов.

Утилизация ГШ путем получения нерастворимых отвержденных материалов достигается методами химической фиксации: спеканием, ферритизацией твердой фазы отходов, силикатизацией и т.д.

Известны способы утилизации ГШ, обогащенных железом – это, прежде всего, получение окрашенных пигментов, магнитно-твердых ферритов и т.д. [4, 6].

Разработаны технологии по использованию ГШ в качестве наполнителя в строительные материалы, после его сушки и измельчения [5, 8–9].

Но более востребованы в настоящее время методы переработки шламов, позволяющие селективно извлекать все цветные металлы или их концентраты из гальванических растворов и шламов, при этом в производство вторично вовлекаются ценные металлосодержащие ресурсы, а токсичное действие отходов гальванического производства на окружающую среду значительно снижается [2–3, 7].

Следует отметить, что основную проблему при создании таких технологий утилизации представляет сложный и непостоянный химический состав ГШ, содержащих разные металлы и примеси, разделение которых очень затруднено.

Авторами предложена технология переработки гальваношламов сложного состава, содержащих не менее 10 % (по сухому) тяжелых металлов и обедненных железом. Данная технология предполагает извлечение из отходов гальванического производства ценных компонентов, в первую очередь цветных металлов, с последующим использованием обезвреженного и обедненного шлама в производстве строительных материалов.

Учитывая тот факт, что основными металлами в утилизируемом ГШ являются цинк, хром, медь, никель, данная технология позволяет выделить из отходов медь и никель в виде солей или катодных осадков, цинк – в виде оксида или катодного осадка, хром – в виде 30 %-ного раствора хромовой кислоты или хромата натрия.

Близость ГШ по содержанию металлов к рудным образованиям позволяет использовать для их утилизации методы, которые нашли применение в гидрометаллургии для извлечения цветных металлов: выщелачивание, электролиз и т.

д. Это обстоятельство было учтено авторами при создании технологической схемы и разработке экспериментальной установки.

Предлагаемая технология включает следующие основные стадии:

  • – cернокислотное выщелачивание шламов с извлечением в раствор выщелачивания более 80 % тяжелых металлов каждого (цинка – 98 %, меди – 82 %, хрома – 81 %, никеля 93 %);
  • – окисление хрома (Ш) в хром (VI) на 99,9 %;
  • – извлечение более 97 % цинка, меди, никеля, хрома (каждого) из раствора выщелачивания методами сорбции, обратного осмоса и электролиза с получением товарной продукции;
  • – утилизацию осадка от выщелачивания в производстве строительных материалов

На стадии кислотного выщелачивания проводились исследования зависимости эффективности выщелачивания металлов от следующих параметров: отношение исходного шлама (Т) к жидкому (Ж) (раствору кислоты) – Т:Ж, время выщелачивания, типа и концентрации кислоты, температуры.

Важно!

Оценка эффективности выщелачивания металлов определялась по суммарному выходу (γ) растворенных веществ, который определялся по разности твердого в исходном шламе и в осадке выщелачивания после высушивания и по степени извлечения тяжелых металлов в раствор выщелачивания (ε).

Рис. 1. Схема комплексной утилизации ГШ полиметалльного состава

Рис. 2. Зависимость суммарного выхода растворенных веществ γ и степени извлечения хрома ε от концентрации серной кислоты:– суммарный выход растворенных веществ (γ);– степень извлечения хрома в раствор выщелачивания (ε)

На рис. 2 представлена зависимость эффективности выщелачивания от концентрации серной кислоты (при оптимальных значениях Т:Ж = 1:3 и времени выщелачивания 30 мин).

Были проведены экспериментальные исследования и выявлены аналогичные зависимости степени извлечения и для других металлов (Zn, Cu, Ni).

Полученные результаты экспериментальных данных были заложены в основу технологии выщелачивания и разработки экспериментальной установки по переработке шламов гальванического производства.

Было определено, что оптимально проводить выщелачивание в одну стадию 10–15 % раствором серной кислоты при соотношении Т:Ж = 1: 3 (по влажному шламу) при перемешивании в течение 1,5–2 часов (с учетом времени загрузки и выгрузки шламов) и температуре процесса 35–40 °С.

После отстаивания в течение 2–3 часов с использованием флокулянтов и фильтрации через сорбционный фильтр, с целью отделения примесей нефтепродуктов и органических веществ, раствор выщелачивания, имеющий pH = 1, направляется на окисление ионов хрома (III) в хром (VI) электрохимическим методом.

Образовавшийся осадок подвергается промывке водой. Отработанные промывные кислые воды используются для приготовления рабочего раствора серной кислоты.

Осадок после промывки фильтруют на вакуумфильтре.

Фильтрат присоединяют к промывным водам, а обезвреженный осадок сушится, измельчается и используется в качестве добавки при изготовлении керамической плитки или других строительных материалов.

Совет!

После электрохимической обработки раствор выщелачивания поступает на сорбцию, где на сильноосновном селективном анионите АМ-п сорбируется хром (VI). Полученный насыщенный ионит поступает на десорбцию хромата натрия смешанным раствором 8 % раствора NaOH и 6 % NaCI.

После сорбции хрома раствор выщелачивания поступает на катионообменную колонну, где на ионите КУ-23Na идет коллективная сорбция ионов цинка, меди, никеля.

Десорбция ионов металлов осуществляется селективно растворами серной кислоты различной концентрации: Zn – 0,2 Н, Cu и Ni – 2Н, при этом степень извлечения Zn в цинковый десорбат составила – 99,2 %, Cu и Ni в медно-никелевый десорбат – 96,6 % и 98,3 % соответственно, хрома в хромовый десорбат – 99,9 %.

Десорбаты направляются в электролизный аппарат для выделения из них металлов в виде катодных осадков либо на получение солей и оксидов этих металлов по известным технологиям. Хромосодержащий элюат после концентрирования (например, методом обратного осмоса) может быть использован в основном гальваническом производстве для приготовления электролитов хромирования.

Результаты проведенных исследований были использованы при разработке экспериментальной установки по переработке шламов гальванического производства. Экспериментальная установка разработана совместно ВлГУ и ООО «БМТ», г. Владимир.

Основной особенностью данной установки является модульный принцип построения.

Она предназначена для проведения полного цикла экспериментальных работ по отработке высокоэффективных технологий переработки различных шламов, очистки растворов, которые базируются на современных мембранных (нанофильтрация и обратный осмос) и традиционных методах (реагентное выщелачивание, фильтрация, сепарация, флотация, электрохимические процессы, ионный обмен и др.) и включает пять технологически взаимосвязанных автономных модулей:

1) модуль механической обработки – предназначен для операций кислотного выщелачивания шлама, растворения, фильтрации, отстаивания, реагентного окисления хрома (Ш), а также для приготовления растворов серной кислоты;

2) модуль электрохимической обработки – для проведения электролиза десорбатов, содержащих медь, никель и цинк, а также для эффективного электрохимического окисления хрома (Ш) в хром (VI) с эффективностью не менее 99,9 %;

3) модуль обратноосмотический – предназначен для концентрирования селективных десорбатов до концентраций, необходимых для электролитического выделения металлов в виде катодных осадков.

Внимание!

4) модуль адсорбции и ионного обмена – предназначен для выделения цветных металлов из раствора выщелачивания сорбционными методами с получением селективных десорбатов хрома (VI), цинка, а также меди с никелем;

5) модуль управления – предназначен для автоматизированного управления технологическими модулями.

Каждый технологический модуль оснащен датчиками, контролирующими все основные технологические параметры процесса и обеспечивающими самодиагностику системы.

Наличие в составе экспериментальной установки пяти основных автономных модулей позволяет оперативно осуществлять выбор оптимальных параметров на всех стадиях разработанной технологии.

Так, на модуле механической обработки при выщелачивании гальваношлама можно проводить испытания, направленные на выявление возможности снижения концентрации кислоты, времени и температуры выщелачивания, определения массы единовременной загрузки гальваношлама, а также типа и расхода флокулянта для ускорения фильтрации раствора выщелачивания, что очень важно при работе с отходами гальванического производства, имеющими непостоянный и сложный состав.

Экспериментальная установка может быть использована с некоторыми доработками при очистке сточных вод, а также при переработке других отходов предприятий машиностроения и металлургии, содержащих соединения тяжелых цветных металлов.

Выводы

Разработана комплексная технология переработки шламов гальванических производств машиностроительного предприятия, содержащих в своем составе не менее 10 % (по сухому) меди, цинка, хрома, никеля.

Разработанная технология апробирована на экспериментальной установке модульного типа, при этом достигнута высокая эффективность извлечения тяжелых металлов из отходов гальванического производства с получением востребованных продуктов, что позволяет снизить не только антропогенную нагрузку на окружающую природную среду, но и обеспечить более рациональное использование невозобновляемых природных ресурсов.

Работа выполнена в рамках государственного задания ВлГУ № 936/14 «Обеспечение проведения научных исследований».

Источник: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=38780

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Предлагается для снижения растворимостигальваношламов производить окускование известью и металлургическим шлаком с получением окатышей.

Хранение окускованных осадков возможно в отвалах промышленных отходов, что подтвердили предварительные исследования по выщелачиванию токсичных компонентов.  [31]

С использованием продукта переработкигальваношлама, полученного в производственных условиях в количестве 500 кг, на ОАО Лакокраска изготовлены антикоррозионные грунтовки.

Продукция отправлена потребителям как серийная.

На основе гальваношламов получена магнитная жидкость, прошедшая испытания в системе очистки воды от нефтепродуктов с положительным результатом.  [32]

Для определения возможности введениягальваношламов в технологический процесс плавки чугуна в лаборатории был проведен анализ отходящих газов при сжигании их на модельной установке, воспроизводящей процесс разложения гальванического осадка в вагранке.  [34]

Предлагается сухой способ утилизациигальваношламов путем обработки смеси шлама с коксом при 700 – 1300 С в неокислительной среде. При этом свинец, цинк, кадмий возгоняются.  [35]

Формирование прочной водостойкой структурыгальваношлама, обработанного щелочью в активированной воде, связано с возрастающей реакционной активностью взаимодействующей системы.

В результате обменных реакций происходит насыщение грунта катионами натрия, диспергация и упрочнение материала.

Кроме того, в гидратной системе образуются комплексы на основе катионов железа, алюминия и цинка, обладающие высокой вяжущей способностью.  [36]

Наиболее приемлемым методом вводагальваношлама в керамзитовую сырьевую смесь является шликерный метод. При шли-керной подготовке сырья технологические возможности практически не ограничивают влажность вводимого шлама.

Кроме того, мокрая подготовка сырьевой смеси обеспечивает хорошую гомогенизацию и решает вопрос запыленности производственных помещений.

Совет!

Исходя из экономических соображений по сбору и транспортировке гальваношламов, целесообразно определить предел наибольшей влажности 85 %, который легко можно достичь на вакуум-фильтрах.  [37]

Экономический эффект от использованиягальваношламов является основным показателем целесообразности переработки, утилизации или обезвреживания по определенному методу.

В большинстве случаев гальваношламы не могут быть утилизированы без дополнительных затрат. В этих случаях должен работать известный принцип производитель платит.

Характерным является положение сгальваношламами в Москве, на территории которой расположено около 900 гальванических производств. Стоки от них составляют 220 тыс. м3 / сут.

В основном гальванические производства представлены мелкими участками и цехами, расход сточных вод которых составляет до 100 м3 / сут ( 62 %), средними – от 100 до 400 м3 / сут.

Как показывает обзор информации, гальваношламы с успехом могут быть использованы в составе строительных растворов и бетонов. Однако непостоянство состава гальваношлама и присутствие в нем масел ( нефтепродуктов) могут быть причиной снижения прочности материала.

Показано, что продукты переработкигальваношламов могут использоваться в качестве ингредиентов резиновых смесей многоцелевого назначения.

Так, установлено, что гальваношламы в виде гидроксидов и в оксидной форме способствуют активации процесса вулканизации, образуя стеараты цинка, кальция, магния и, частично, алюминия, никеля и меди.

Внимание!

Эффективна замена в ряде рецептур на эти продукты таких наполнителей, как каолин и мел. Показано, что при этом также возрастает скорость вулканизации.

Отмечено, что при введении продукта переработки гальваношламов взамен пигмента красного железооксидного в резиновые смеси для промежуточного слоя рукавов высокого давления увеличивается усталостная выносливость, сопротивление раздиру вулка-низатов, а при использовании в эбонитовых смесях возрастают прочность крепления к стали и термостойкость.

Опробовано применение полученного вторичного продукта в качестве промотора адгезии резин брекерного типа к латунированному металлокорду взамен традиционно применяемого нафтената кобальта.

В плане решения проблемы утилизациигальваношламов, по своей значимости располагающейся за утилизацией радиоактивных отходов, исследованы состав, структура и свойства этих продуктов С учетом полученных данных разработана технология конверсии гальваношламов.

Этот способ предназначен для стабилизациигальваношламов, образующихся в результате реагентной очистки. использованиягальваношламов в различных отраслях народного хозяйства, наиболее целесообразными методами утилизации, на первый взгляд, представляются те, которые позволили бы извлекать ценные металлы.

Одной из попыток решения проблемыгальваношламов явилась разработка Комплексной программы Утилизация отходов промышленных предприятий г. Уфы, утвержденная решением горисполкома от 30.06.90 г. № 17 / 413, одним из авторов и инициаторов которой был Марат Ахсанович Танатаров.

Источник: http://www.ngpedia.ru/id638162p3.html

Способ подготовки гальваношламов к утилизации и переработке

Способ подготовки гальваношламов к утилизации и переработке

Изобретение относится к области утилизации и переработки гальваношламов, получаемых на очистных сооружениях предприятий гальванотехники. Способ включает перемешивание гальваношламов с торфом в реакторе.

Торф вводят в количестве 10-45% от массы исходных гальваношламов. При этом 20-40% от общей массы торфа подают в реактор перед загрузкой гальваношламов, а остальной торф – по ходу заполнения реактора гальваношламами.

С гальваношламами вводят известь в количестве 2-10% от их массы. Процесс перемешивания осуществляют не менее 15 мин.

Изобретение позволит получить однородный, сыпучий и непылящий продукт, пригодный для последующего окускования, а также обеспечить извлечение и возврат содержащихся в гальваношламах ценностей в производство. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области утилизации и переработки гальваношламов (осадков), получаемых на очистных сооружениях предприятий гальванотехники.

Гальваношламы (осадки), содержащие, прежде всего, в различных количествах и комбинациях тяжелые цветные металлы, являются не только серьезным источником загрязнения окружающей среды, но и безвозвратных потерь значительных количеств ценностей, поскольку они в лучшем случае выводятся с территорий предприятий и сбрасываются практически без предварительного обезвреживания либо в общие городские свалки, либо в другие отвалы.

Решение актуальной и социально значимой проблемы утилизации и переработки гальваношламов сдерживается из-за отсутствия приемлемой технологической операции подготовки и превращения их в сыпучую массу, пригодную для транспортирования и последующего окускования. Сложность такой операции заключается в том, что гальваношламы содержат до 90% воды.

Строительство сушильного агрегата, установки вакуум-фильтра для предприятий, на которых образуется незначительное количество шламов, экономически не выгодно. В силу этого необходима технология, которая была бы практически доступна и без больших затрат реализуема.

Важно!

Известен способ [1] подготовки шлама для агломерации. Он основан на использовании отходов извести и реализации процессов ее гашения за счет влаги шлама.

В качестве недостатков и узких мест способа могут быть отмечены: – возможность его использования для подготовки шламов лишь с ограниченной влажностью (не более 15,0-20,0%); – обусловленная чрезмерно большими расходами отходов извести малопригодность его для решения вопросов подготовки гальваношламов, отличительной особенностью которых является их повышенная влажность (не менее 20,0-30,0%).

Известен способ [2] подготовки шлама к агломерации. Он отличается от вышеприведенного способа тем, что в качестве влагопоглощающего агента используют практически доступный и существующий в природе в достаточном количестве воздушно-сухой торф.

Из этих аналогов способ подготовки шлама в присутствии добавок торфа обладает наибольшим количеством признаков (приемов), общих с заявляемым объектом. Поэтому он принят в качестве прототипа заявляемого изобретения.

Согласно прототипу, процесс осуществляют в условиях перемешивания и с подачей шлама в торф, взятого в количестве 50-80% от значения влажности шлама. Он прост в исполнении и не требует больших затрат на его реализацию.

Однако способ (прототип) не в полной мере обеспечивает получение однородного сыпучего материала. Особенно это касается областей расходов торфа, превышающих 50,0% от значения влажности шлама, что является немаловажным аспектом, снижающим практическую значимость прототипа.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание способа подготовки гальваношламов, обеспечивающего получение однородного, сыпучего и непылящего продукта, пригодного для последующего окускования.

Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является вовлечение гальваношламов в переработку, в том числе с извлечением и возвратом содержащихся в нем ценностей (Ni, Cu, Zn, Pb и др.) в производство.

Совет!

Поставленная задача достигается тем, что в способе подготовки шламов к утилизации и переработке, включающем их перемешивание с торфом в реакторе, согласно изобретению при подготовке гальваношламов торф вводят в количестве 10-45% от их массы.

При этом 20-40% торфа от его общей массы подают в реактор перед загрузкой гальваношламов, а остальной торф – по ходу заполнения реактора (смесителя) шламами. Предусматривается одновременная подача со шламами 2-10% от их массы извести.

Продолжительность процесса перемешивания составляет не менее 15 мин.

Ограничение общего количества вводимого воздушно-сухого торфа обусловлено необходимостью максимального его использования в процессе и получения при этом однородного, сыпучего и непылящего продукта. Сказанное достигается при соблюдении заявляемых расходных характеристиках торфа 10-45% от массы шламов.

Регламентация первоначально загружаемого в реактор (смеситель) количества торфа 20-40% от общей его массы продиктовано необходимостью исключения нежелательных явлений, связанных, например, с налипанием шлама на стенках реактора, и осуществления процессов образования сыпучей массы в форсированном режиме.

Заявляемые расходные параметры извести определяются необходимостью получения конечного продукта – шламоторфяной смеси, отвечающей требованиям последующей их, например металлургической переработки.

В свете сказанного и предлагается ограничить количество вводимой со шламами извести в рамках 2,0-10,0% (от массы шламов).

Таким образом, предлагаемое техническое решение содержит признаки, не присущие прототипу и известным в патентной и технической литературе способам подготовки гальваношламов (осадков) к утилизации и переработке или, другими словами, свидетельствующие о том, что заявляемое изобретение обладает новизной и соответствует критерию “изобретательский уровень”.

Изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами.

Исследования по формированию из гальваношламов сыпучей массы были проведены в лабораторных условиях. В качестве агрегата для перемешивания использовали барабан диаметром 400 мм со скоростью вращения 20 оборотов в минуту.

В полость барабана в первую очередь загружалась часть воздушно-сухого торфа (20-40% от его общего количества), затем гальваношламы с присадкой извести крупностью 0-3 мм или без нее.

Внимание!

Остаток торфа вводился для окончательной корректировки сыпучести массы. Время перемешивания во всех опытах поддерживалось постоянным и равным 15 мин.

После перемешивания масса из барабана выгружалась на металлическую плиту и, таким образом, формировался конус.

Кроме визуальной оценки однородности массы (фиксировали наличие избытка торфа, усвояемость извести), о сыпучести ее судили по углу откоса. За оптимальный угол откоса с учетом оценки всех перечисленных факторов был принят угол в 15o. При угле откоса менее 15o материал считался плохо сыпучим.

Результаты исследований, полученные применительно к шламам с исходной влажностью 20-90% и углами откоса 0,3-8,0o, приведены в таблице.

Экспериментально формированные сыпучие массы были подвергнуты брикетированию на лабораторном прессе при давлении 50 кг/см2. Прочность полученных брикетов найдена равной 50-70 Р/см2, что является вполне удовлетворительным и пригодным для последующей их утилизации и переработки.

Способ подготовки гальваношламов к утилизации и переработке, включающий перемешивание их с торфом в реакторе, отличающийся тем, что торф вводят в количестве 10-45% от массы исходных гальваношламов, при этом 20-40% от общей массы торфа подают в реактор перед загрузкой гальваношламов, а остальной торф – по ходу заполнения реактора гальваношламами.

Источник: http://www.FindPatent.ru/patent/221/2219261.html

Проблемы и способы утилизации гальваношламов

На сегодняшний день во всем мире острой проблемой является промышленная и экологическая безопасность.

Выбросы и отходы предприятий негативно влияют на водоемы, почву, флору и фауну, медленно разрушают дороги, дома, автомобили и… здоровье человека.

Одним из опаснейших источников негативного влияния на экологию являются отходы гальванических производств. Однако уже сейчас есть возможность применения таких отходов на пользу экономике и без вреда для людей.

Что такое гальваношламы

В нашей стране много промышленных предприятий, которые занимаются переработкой металла, изготовлением металлических изделий и конструкций с применением гальваностегии и гальванопластики. Хромированные, никелированные, оцинкованные детали и агрегаты более устойчивы к коррозии и износу, имеют более эстетичный вид.

Гальванические отходы (гальваношлам) – это масса, полученная путем очистки сточных промышленных вод, образующихся в процессе производства вышеуказанных деталей.

При хранении на открытых площадках гальваношлам высыхает, пыль разносится ветром, попадает на природные объекты, в почву, в воду, на дома и автомобили.

Также шламовая пыль из воздуха может проникать в организм человека.

А находящиеся в такой пыли примеси могут нанести тяжелый вред здоровью – способствовать появлению злокачественных опухолей, заболеваний органов дыхания, негативно влиять на развитие плода во время беременности.

Проблемы утилизации гальванических отходов

Изначально промышленные предприятия, применяющие методы гальванопластики и гальваностегии, производили очистку сточных вод, чтобы выделить твердые частицы с вредными примесями. Долгое время полученные отходы (гальваношламы) размещали просто на городской свалке.

По прошествии некоторого времени было замечено, что в районах, где складируются гальваношламы, все чаще идут дожди, pH которых ниже 7, и такие осадки растворяют гидроксиды тяжелых металлов, содержащиеся в шламе.

Растворенные вредные вещества впитывались в почву и отравляли ее. Поэтому было принято решение хранить такие отходы по-другому.

Совет!

Для этого строились специальные хранилища, которые представляли собой котлованы, дно и стенки которых защищены от попадания воды, исключая попадание в почву растворенных в воде вредных веществ.

С одной стороны это кажется удобным. Но с ростом промышленности возникла необходимость строить все больше и больше таких полигонов.

Занятые под хранилища земли невозможно использовать в целях развития сельского хозяйства (под пахоту или пастбище), велики затраты и на транспортировку шламов с предприятия до места хранения.

Вторичное использование гальваношлама частично избавляет от необходимости его хранения, дает возможность получить строительные материалы и смеси с улучшенными эксплуатационными качествами.

Основные способы утилизации гальваношламов

Проблемы утилизации гальваношламов стоит очень остро, потому что с каждым годом таких отходов становится все больше, а полигоны для их хранения приходится постоянно расширять.

В современной промышленности есть возможность утилизировать гальванические отходы, содержащие тяжелые металлы и получить из них сырье, применяемое при изготовлении различных строительных и отделочных материалов таких как:

  • керамзит;
  • черепица;
  • керамическая плитка;
  • кирпич (силикатный, керамический);
  • бетон и смеси для укладки кирпича;
  • асфальтобетон;
  • синтетический каучук и другие.

Утилизация гальваношламов заключается в высушивании массы, и включение ее, например, в керамическую смесь. Также ее добавляют в асфальтобетонную смесь и в цементно-песчаный раствор, который используется для кладки кирпича.

Испытания показали, что при изготовлении керамических изделий такая добавка позволяет уменьшить время сушки и время обжига на несколько часов. Уменьшается брак (раковины, трещины).

Также увеличивается интенсивность окраски и прочность керамики.

Утилизация гальванических отходов путем добавления в асфальтобетонную смесь позволяет примерно на 30 % сэкономить щебеночный наполнитель.

Гальванические отходы с примесями магния, кобальтовых соединений, цинка используются при изготовлении резины.

Они подвергаются термообработке и измельчению, после чего добавляются в искусственный каучук.

Это ускоряет вулканизацию, а также увеличивают прочность, эластичность и эксплуатационную выносливость резиновых изделий.

Одно из направлений утилизации гальваношламов, содержащих хром – это переработка с целью окрашивания изделий из стекла и керамики. В результате получается богатый цветовой диапазон, глянцевая поверхность плитки становится более устойчивой к появлению царапин.

Внимание!

Утилизация отходов гальванического производства актуальна не только в России, но и за рубежом.

Греческие ученые научились выделять из отходов железо, титан, кремний, скандий и редкоземельные металлы.

Эти элементы широко востребованы при изготовлении высокотехнологичных устройств – компьютеров, смартфонов и даже автомобилей.

Подробнее о технологии можно узнать из видео:

Вывод

В нашей стране огромные территории используются в качестве хранилищ гальваношламов, поэтому актуальной является проблема их утилизации.

Вторичная переработка отходов промышленного производства позволит не только значительно снизить негативное влияние на окружающую среду, но и освободить земли под сельскохозяйственные нужды, и в то же время — получить строительные материалы, асфальтобетон, декоративную керамику, стекло и резиновые изделия с улучшенными эксплуатационными качествами.

Источник: https://vtorothody.ru/utilizatsiya/galvanoshlamov.html

Тезисы докладов-2000 – Результаты исследований в области утилизации отходов

Тезисы докладов-2000 - Результаты исследований в области утилизации отходов

В Ярославской области наибольшую тревогу вызывают два вида крупнотоннажных отходов — гальваношламы, содержащие тяжелые металлы, и нефтешламы.

Гальваношламы по-прежнему представляют значительную опасность в связи с отсутствием специальных полигонов для захоронения веществ 2–3 класса опасности. Это создает опасность серьёзного загрязнения поверхностных и подземных вод, земельных участков.

Поэтому наиболее рациональным является изучение физико-химических свойств этого весьма разнообразного вида отходов и изыскания способов утилизации гальваношламов в полезные продукты.

Качественный и количественный состав гальваношламов зависит от набора гальванических операций, совершенства технологии промывки металлических деталей, извлеченных из гальванических ванн, а также технологии очистки промывных сточных вод.

Наибольшее распространение получили электрокоагуляционный и реагентный метод очистки промывных сточных вод.

Кафедрой “Охрана труда и природы” Ярославского государственного технического университета и ООО “ЭКОБ” разработан ряд технологий переработки гальваношламов, на основании которых по проекту ООО “Экопроект” в рамках совместного производства ООО “ФЕРОС” и ОАО “Ярсельхозмонтажпроектом” в Ярославской области был построен цех.

Это позволяет перерабатывать различные гальваношламы в достаточно широкий ассортимент продукции.

Из гальваношлама, образующегося после электрокоагуляционного метода очистки промывных сточных вод, получены:

  • продукт, заменяющий в резиновых смесях активатор вулканизации и модификатор, увеличивающий крепление резины к металлу;
  • коричневый пигмент для половых эмалей, металлических и бетонных конструкций;
  • магнитномягкий материал, обеспечивающий синтез резин, ослабляющих негативное воздействие электромагнитных полей.

Заменитель активатора вулканизации (оксида цинка) прошел типовое производственное опробование и используется серийно.

Из вышеуказанного гальваношлама были получены:

  • эффективный катализатор некоторых реакций превращения органических веществ (например, дегидрирования этилбензола в стирол);
  • казеиновый концентрат для окраски кожи хромового дубления.

Из гальваношлама после реагентной очистки получены наполнители для резиново-технических и асбестово-технических композиций, а также нейтрализующие агенты многоцелевого использования.

В сочетании с электрокоагуляционным гальваношламом он может быть переработан в антикоррозионный пигмент для лакокрасочной промышленности, заменяющий дорогостоящие и токсичные хроматы и силикохроматы.

Разработанная технология переработки гальваношламов получила положительное заключение экологической экспертизы, а продукты переработки — гигиенический сертификат центра санэпиднадзора Ярославской области. В целом по области нефтешламовые отходы составляют более полумиллиона тонн.

Важно!

Наибольшее количество находится на территории нефтеперерабатывающего завода им. Д.И. Менделеева (кислые гудроны). Этими отходами ЯГТУ занимается более 20 лет, так как они представляют большую сложность как объект переработки.

По разработкам ЯГТУ в 1979 году была создана установка по переработке кислых гудронов из старых прудов в дорожный битум.

Весь верхний углеводородный слой был практически переработан и с использованием полученного битума построено более 400 км дорожного покрытия в различных районах Ярославской и Ивановской областей.

В настоящее время ЯГТУ завершает разработку технологии использования кислых гудронов средних сроков хранения и текущих.

Кроме полученного дорожного битума отрабатывается направление использования переработанного кислого гудрона в строительной индустрии для кровельных и гидроизоляционных работ.

Готовая оценка технологий переработки кислых гудронов, представленных различными организациями России, проведённая областной конкурсной комиссией показала приоритет технологии ЯГТУ, в результате чего она получила финансовую поддержку экологического фонда Ярославской области.

Значительная часть маслошламовых отходов представляет собой смесь отработанных масел, воды и алюмосиликатных примесей.

Препятствием к любому направлению использования является повышенное содержание воды.

Разработанная нами технология максимального обезвоживания позволяет использовать этот вид отходов:

  • в качестве добавки при изготовлении асфальтобетонных смесей;
  • для смазки при формировании крупногабаритных строительных конструкций;
  • как порообразующее при изготовлении керамзита;
  • в качестве котельного топлива взамен мазута.

Перспективным для внедрения и экологически значимыми являются создаваемые технологии утилизации отработанных электролитов гальванических цехов, кислот и щелочей, вышедших из строя аккумуляторов.

Например, из отработанных травильных растворов удалось получить желтый железооксидный пигмент и качественную магнитную жидкость соответствующий ГОСТу.

Сложившееся в результате многих лет совместной работы сотрудничество научных работников, проектировщиков и производственников позволяет решать многие проблемы, связанные с образованием отходов.

Источник: http://energo-resurs.ru/eg_tezis_2000_21.htm

Утилизация шламов различных производств

Утилизация шламов различных производств

Образующиеся в различных технологических процессах так называемые шламы, представляют собой коллоидные системы, состоящие из мелкодисперсных нерастворимых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в различных жидкостях.

Их количество колеблется в широком интервале в зависимости от типа производства.

Например, количество нефтяных шламов, образующихся на нефтеперерабатывающих заводах, не превышает 1 % от количества переработанной нефти, в то время как в производстве фосфора количество образующихся шламов до­стигает 30 % от объема его производства.

Значительное количество шламов, содержащих ценные металлы и минералы, образуется в химической промышленности, в машиностроении и других об­ластях.

Так, на химических предприятиях страны ежегодно образуется до 120 тыс. т железосодержащих шламов, 70 тыс. т цинксодержащих шламов, 13 тыс.

т медьсодержащих шламов и другие.

Во многих случаях шламы сбрасываются в шламонакопители, отвалы и пруды, загрязняя как воздушный бассейн, так и под­земные и поверхностные воды. Так, например, из образующихся нефтяных шламов обезвреживается всего 0,5 %.

Как правило, шламы высокотоксичны и загрязнены орга­ническими и минеральными примесями.

При их захоронении в шламонакопителях помимо ущерба, наносимого окружающей среде, одновременно теряется большое количество ценного сырья.

Совет!

Повторное использование извлеченных из шламов материалов, наоборот, позволяет в ощутимых количествах экономить природные ресурсы и снизить нагрузку на окружающую среду.

В зависимости от состава и физико-химических свойств шламов применяют различные методы их обезвреживания и переработки: химические, физико-химические, термические и их комбинации. Во многих случаях наиболее распространенными способами утилизации шламов являются термические.

Огневая обработка позволяет полностью обезвредить горючие составляющие шламов с получением безвредных продуктов горения и зольных остатков, состоящих из металлов и их оксидов.

Наряду с прямым сжиганием термические методы часто являются составной частью комплексных технологий обезвреживания и утилизации шламов.

В этих технологиях термическая обработка либо пред­шествует, либо следует за физико-химическим или химическим процессом выделения ценных материалов из шламов.

Такими комплексными методами извлекают железо из шламов, вос­станавливают катализаторы, содержащие никель, палладий, пла­тину, медь, теллур и другие ценные металлы, а также извлекают эти металлы из отработанных катализаторов.

Для обжига шламов неорганического происхождения широко применяют барабанные печи с противоточной системой тер­мической обработки.

Для этих же целей используют циклонные печи с верхним выводом газов, прокаливание в которых обес­печивает полное обезвреживание шлама за счет сгорания ток­сичных органических веществ и улавливание ценных минеральных продуктов.

Дозирование шлама в циклонную печь осуществляется, двухвалковым шнеком. При переработке шламов с низкой теп­лотой сгорания используют газообразное топливо для разогрева реактора.

Малые габариты циклонных реакторов предопределяют незначительные потери тепла в окружающую среду.

Внимание!

В сочетании с низким коэффициентом расхода воздуха это позволяет осуществлять сжигание сильно обводненных шламов при повы­шенных температурах с жидким шлакоудалением, что недости­жимо в барабанных и шахтных печах.

Кроме того, циклонные реакторы обладают повышенной сепарационной эффектив­ностью, вследствие чего выделяющиеся газы содержат меньше пыли, что облегчает их обработку перед выбросом в атмосферу.

Работоспособность огневых реакторов, полнота выжигания органических веществ из шлама зависят от температуры процесса горения.

При этом наиболее целесообразно образующиеся при горении шлаки удалять в жидком состоянии, при котором обеспечивается высокая полнота окисления выделяющихся продуктов. При твердом шлакоудалении, т. е.

когда температура процесса недостаточна для расплавления шлака, не происходит полного выжигания веществ из шлама.

Перед сжиганием шлам обезвоживается, так как от содер­жания воды зависит температура процесса, а следовательно, и полнота окисления вредных веществ, содержащихся в шламе. Отделение воды проводят на вакуум-фильтрах, фильтр-прессах и на центробежных сепараторах.

При огневой переработке минеральных шламов температура отходящих газов составляет для различных процессов от 900 до 1600 °С, коэффициент расхода воздуха — от 0,35 до 1,2. Удель­ная объемная нагрузка реактора составляет около 600 кг/ч шлама на 1 м3 реактора.

Шламы, образующиеся в гальваническом производстве, в зависимости от типа осадителя делятся на:

  • кальций содержащие (осадитель — известковое молоко);
  • натрийсодержащие (осадитель щелочь, сода);
  • железосодержащие (осадитель — железосодер­жащие реагенты).

Любому методу утилизации гальванических шламов пред­шествует обезвоживание. Наиболее перспективны безреагентные способы обезвоживания шламов, например электрокоагуляционный.

Преимущества таких методов по сравнению с техно­логиями, использующими химические вещества для осаждения мелкодисперсных шламов, заключаются в сокращении про­должительности процесса и производственных площадей; в непрерывности процесса и повышении качества очищенной воды.

Известны методы отделения воды путем замораживания шлама. Однако такая технология требует больших затрат электроэнергии.

Обезвоженные гальванические шламы широко используют в промышленности строительных материалов.

Важно!

Для устранения экологической опасности отходов гальванических производств используют метод химической фиксации токсичных соединений, находящихся в шламе.

Фиксация производится путем ферритизации, силикатизации, отверждения с использованием вяжущих материалов и спекания твердой фазы.

Например, 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.

Гидроксидные шламы гальванических производств добавляют в асфальтобетон. Незначительное распыление частиц асфальта в процессе эксплуатации дорожного покрытия не вносит сущест­венных изменений в химический состав грунта и дренажных вод.

Железосодержащие шламы после сушки используют для получения керамзита, а также для производства высококачест­венных ферритов.

Применяется шлам и для изготовления черепицы. При вве­дении в керамическую смесь шламов тяжелых металлов происходит не только их надежное обезвреживание, но и повышаются прочностные свойства черепицы.

Весьма перспективны гидрометаллургические методы пере­работки гальванических шламов, так как они позволяют селективно извлечь практически все цветные металлы.

Влажность используемых в этих процессах шламов не должна превышать 10 %, а масса отдельных кусков не должна быть более 1 кг.

При разработке таких технологий следует помнить, что шламы различных металлов несовместимы между собой, так как цинк является ядом для никеля, свинец — для цинка и никеля и т. п.

Совет!

Последнее обстоятельство приводит к тому, что во многих случаях регенерация металлов из гальванических шламов не производится, а их используют в качестве добавок к сырью для получения различных материалов (табл. 13.4).

Хотя доля шлама, образующегося в процессе нефтеперера­ботки, невелика (1 %), их общее количество в нашей стране достаточно велико. А поскольку нефтешламы содержат 20—25 % нефтепродуктов, их утилизация представляет значительный интерес.

Собранные в различных ловушках, отстойниках, шламонакопителях нефтепродукты пропускаются через обогреваемые теп­лообменники для выпаривания воды, а затем поступают на отстаивание.

В зависимости от качества получаемого продукта его сжи­гают или, в случае высокого содержания нефтепродуктов и чистоты полученной нефтяной эмульсии, его направляют на нефтепереработку вместе с сырой нефтью.

Более рациональные методы утилизации нефтяных шламов заключаются в:

  • применении котлов-утилизаторов, использующих выделяющееся при сжигании обезвоженного шлама тепло;
  • использовании центрифуг для обезвоживания шлама;
  • применении пиролиза для получения горючих газов из нефтепродуктов, содержащихся в шламе, термической обработке нефтеотходов на движущемся твердом теплоносителе, нагретом до 350-750 °С (при этом нефтепродукты и вода испаряются, после чего охлажденная парогазовая смесь конденсируется, а затем отстаивается с разделением на воду и нефтепродукты).

Источник: http://ztbo.ru/o-tbo/lit/pererabotka-promishlennix-otxodov/utilizaciya-shlamov-razlichnix-proizvodstv

Гальваношламы: не перерабатывать, а использовать в цементных смесях

Гальваношламы: не перерабатывать, а использовать в цементных смесях

Гальваношламы — это отход, не очень многотоннажный, но образующийся практически на любом машиностроительном заводе. К тому же отход токсичный.

Проблема избавления предприятий от гальваношламов до сих пор не решена.

Автор предлагает использовать этот отход как компонент при производстве цементных смесей.

В начале XIX в. английский ученый

М. Фарадей изобрел гальваностегию — отложение с помощью электролиза тонкой пленки одного металла на поверхности какого-либо изделия, изготовленного из другого металла. К середине XX в.

гальваностегия стала одной из технологий защиты стальных изделий от коррозии с помощью покрытий из хрома, никеля, кадмия, многих других металлов, а также декоративной отделки различными металлами, включая драгоценные.

С помощью гальванических покрытий изделиям придают и такие свойства, как повышенные износостойкость, твердость, более низкий коэффициент трения.

Однако гальваностегия — экологически грязное производство, поскольку при его функционировании образуются сточные воды, содержащие высокотоксичные ионы тех металлов, из которых формировались покрытия.

Для того чтобы не допустить попадания этих ионов в природные водоемы, сточные воды обрабатывают чаще всего гидроксидом кальция (гашеной известью).

Под его действием ионы переходят в гидроксиды соответствующих металлов — вещества, плохо растворимые в воде.

Поскольку для гальваностегии используют в основном сульфаты металлов, то наряду с гидроксидами металлов под действием извести на сточные воды образуется и малорастворимый сульфат кальция.

Поэтому в осадке оказывается и избыток извести, используемой для осаждения, а также часть органических соединений, входивших в состав гальванической ванны (так называют водный раствор определенной соли, металл которой осаждают на изделии). Этот осадок получил название гальванического шлама — гальваношлама (ГШ). Используют и другие осадители ионов, но все они действуют одинаково — переводят ионы цветных металлов в нерастворимые вещества.

Внимание!

Гидроксиды цветных металлов, будучи нерастворимыми в воде, растворяются уже при небольшом ее подкислении, например, происходящем под воздействием кислотных дождей. Поэтому ГШ нельзя вывозить на открытые полигоны.

Отечественными природоохранными документами предписано герметично упаковывать их в полиэтиленовые мешки и хранить «до востребования» на предприятии или вывозить в такой упаковке на специально оборудованные полигоны.

И тот и другой варианты требуют от предприятия немалых затрат.

В поисках путей избавления от этого отхода в бывшем СССР были предприняты попытки избавляться от ГШ путем переработки их на свободные металлы или на соли, или оксиды, или гидроксиды металлов. Примером таких попыток является создание Приокского центра по переработке ГШ в г.

Нижнем Новгороде, на котором некоторое время пытались получать из этого отхода гидроксиды индивидуальных металлов по аммиачной технологии. Однако эти гидроксиды оказывались намного дороже товарных, а само производство было экологически опасным.

Оба этих фактора привели к ликвидации Центра.

Подобный центр по переработке ГШ намеревались создать в Санкт-Петербурге. Его проект был разработан институтом «Гипроникель». Технологии были предусмотрены пирометаллургические. И этот центр тоже оказался нежизнеспособным.

Специальным конструкторно-техно-логическим бюро «Эрг» (Санкт-Петербург) для г. Кирова была разработана технология переработки ГШ в пигменты и металлические порошки. Однако и эта технология оказалась нерентабельной.

Попытки переработки ГШ в пигменты предпринимались и в других городах России, в частности, в Ярославле, Новочебоксарске, Нижнем Новгороде.

Но образующиеся при таких попытках пигменты оказывались очень плохого качества, а их стоимость высокой.

Важно!

Поэтому в настоящее время и это направление переработки ГШ оставлено из-за его тупиковости.

Наконец, было предложено индивидуально выделять из ГШ цветные металлы с помощью электролиза (например, отдельно медь, отдельно цинк). Однако стоимость металлов, получаемых таким способом, оказывалась намного дороже их стоимости на Лондонской бирже.

Наряду с чрезмерной дороговизной вышеупомянутые технологии экологически не безупречны: решая одну проблему, порождают другие, в частности, образование больших объемов сточных вод, пусть и менее опасных.

На основании этих неудачных попыток переработки ГШ, а также учитывая явную тенденцию замены гальваностегии на иные более экологичные способы формирования металлических покрытий (объединяемые термином «сухая гальваника», при реализации которых ГШ не образуются), можно сделать вывод: надо изыскивать другие способы избавления от этого пока еще образующегося отхода, которые не требовали бы больших капитальных затрат на их реализацию и, устраняя одну экологическую проблему, не порождали другие.

Нам представляется, что отвечающими таким требованиям могут стать утилизационные способы, то есть использование ГШ без их обработки там, где они окажутся «к месту». И такие способы к настоящему времени уже разработаны, продолжаются попытки найти новые.

Теоретическими предпосылками, которые были положены в основу данного исследования, явились следующие положения: – решение одной экологической задачи не должно порождать создание других, например, образование пыли, сточных вод; – не должна возникать потребность в затратах на капитальное строительство или дорогое и дефицитное оборудование;

– выбранная сфера использования должна быть надежным могильником для ионов цветных металлов, из которого ни кислотные дожди, ни другие возможные воздействия не могут их извлечь.

Нам представляется, что получение изделий из смесей портландцемента с традиционными компонентами и ГШ является как раз той сферой использования последних, которая полностью удовлетворяет всем экологическим и экономическим требованиям.

Основываясь на изложенных представлениях, мы провели исследование влияния ГШ, образующихся на предприятиях Нижнего Новгорода, на свойства цементно-песчаных смесей.

Совет!

Для исследований был использован портландцемент марки М400Д0, произведенный на Алексеевском цементном заводе, и песок стандартный для испытаний цементов (ГОСТ 6139-91).

Ионный состав ГШ, который использовался в экспериментах, был таков (%, в пересчете на сухое вещество): Ca2+…25, Fe3+…5, Cu2+…1, Zn2+…1, Cr3+…1, Mn2+…0,01, Cd2+…0,05, Pb2+…0,1.

На ГШ именно такого состава Нижегородский областной центр санэпиднадзора выдал разрешение для использования в составе кладочных цементных растворов, то есть цементных материалов, предназначаемых для скрепления кирпичей.

При проведении экспериментов в качестве функций отклика на введение ГШ определяли подвижность смесей, кинетику набора прочности при сжатии и растяжении, потерю затвердевшим цементным камнем ионов цветных металлов при продолжительном контакте с водой и влияние водных вытяжек на жизнедеятельность дафний.

В качестве эталона для сравнения был взят раствор марки 75, изготовленный на том же оборудовании и из тех же материалов. Состав эталонной смеси (масс./ч.): цемент — 100, песок — 600, вода — 110. Для сравнения приготовили такой же состав, но в него ввели 10 масс./ч ГШ.

Твердение образцов в течение 7 суток проходило при 100%-й относительной влажности воздуха и температуре 18–22 0С, а затем на воздухе и в помещении лаборатории (относительная влажность воздуха 60–80%, температура — та же).

Из смесей обоих составов были изготовлены образцы-цилиндры диаметром 300 мм и высотой 25 мм.

Предел прочности при сжатии (ППС) определен путем раздавливания цилиндров силой, действующей по высоте, а предел прочности при растяжении (ППР) — силой, направленной по образующей цилиндра.

Внимание!

Способ основан на том, что в любой точке, расположенной на диаметре цилиндра, при нагружении по диаметру возникают лишь растягивающие напряжения.

Расчет ППР производится по формуле: ППР=2Р/πdt, где Р — разрушающая нагрузка, d — диаметр цилиндра, t — толщина.

В таблице 1 представлены полученные результаты.

Табл. 1. Влияние ГШ на механические свойства

Для исследования вымываемости ионовРезультаты, приведенные в таблице 1, свидетельствуют о том, что ГШ несколько повышает как ППС, так и ППР.

цветных металлов из цементных смесей осколки от разрушенных при механических испытаниях цилиндров превращали в крупку с размерами частиц 1–3 мм. Один грамм такой крупки помещали в стакан, в который было налито 50 мл дистиллированной воды.

Поскольку в настоящее время наиболее убедительным критерием качества воды считается дафниевый тест, то вода, находившаяся в контакте с крупкой в течение семи дней, была проверена этим методом.

Был получен неожиданный результат: дафнии, помещенные в воду, которая находилась в контакте с крупкой, полученной из цементного камня, не содержавшего ГШ, погибли.

В воде, которая контактировала с крупкой, полученной из цементного камня, содержавшего ГШ, дафнии жили.

Этот парадоксальный результат мы объяснили тем, что из камня, не содержавшего ГШ, вымываются ионы шестивалентного хрома, которые есть в отечественном портландцементе.

При добавлении к цементу ГШ происходит восстановление этого хрома до трехвалентного (биологически неактивного) состояния за счет тех органических веществ, которые, как отмечено выше, есть в шламе, а также за счет тех остаточных количеств восстановителей шестивалентного хрома, которые использовались для обработки сточных вод, вытекавших из ванн хромирования.

Важно!

Исследование влияния ГШ на подвижность цементных смесей показало, что они увеличивают водопотребность, что тоже оказалось неожиданным. Нам представлялось, что известь и органические вещества, имеющиеся в ГШ, должны быть пластификаторами, т. е. разжижителями цементных смесей.

Причину такого воздействия ГШ нам представляется возможным объяснить высокой гигроскопичностью частиц гидроксидов металлов, образующих этот отход. По-видимому, попадая в цементную смесь, они наращивают гидратную оболочку за счет воды затворения.

Чтобы не вводить дополнительные количества воды, мы изучили влияние на цементные смеси с ГШ традиционных пластификаторов — лигносульфоната технического и суперпластификатора С-3. Установлено, что и на эти смеси они влияют так же, как на смеси без ГШ.

Параллельно с нами изучение влияния ГШ на изделия из портландцемента проводят и другие исследователи.

Так, работами, проведенными в Новосибирской архитектурно-строительной академии, показано, что из цементных смесей с ГШ могут быть изготовлены многие виды изделий, и установлено, что надежность фиксации ионов цветных металлов в них становится еще более высокой после поверхностной обработки кремнийорганическими гидрофобизирующими жидкостями [1, 2].

О многочисленных примерах эффективного использования ГШ в цементных смесях сообщается и в работах Института технической химии Уральского отделения Российской академии наук [3].

ГШ можно вводить не только в смеси на основе портландцемента, но и в шлакощелочные вяжущие.

Так, доказано, что даже при содержании ГШ в количестве 15% такие металлы, как хром, медь, цинк, стронций, олово, кобальт, из изделий на основе этих вяжущих не вымываются, т. е. обеспечивается их 100%-е связывание [4].

Совет!

Для оценки надежности связывания металлов были использованы такие высокочувствительные методы, как атомно-эмиссионый, атомно-адсорбционный и нейтронно-активационный анализы.

На этом основании Госсанэпиднадзором было выдано разрешение на применение изделий из шлакощелочных вяжущих в жилищном и гражданском строительстве и даже для сооружения резервуаров, в которых может храниться питьевая вода.

Следует также подчеркнуть, что ГШ к шлакощелочным вяжущим добавляются в том виде, в каком они образуются и без всякой подсушки.

Нам представляется, что это направление использования ГШ очень перспективно.

Во-первых, потому, что скрупулезно доказана безопасность изделий из бетонов на основе данных вяжущих.

Во-вторых, потому, что эти вяжущие являются более дешевыми, чем портландцемент, и могут быть приготовлены на том объекте, где образуются ГШ.

Источник: http://stroyprofile.com/archive/3449

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.