Способы утилизации гальваношламов

Как получить высококачественную продукцию из отходов тяжелых металлов

Результатом физико-химических производственных процессов являются несколько видов полезных продуктов – основной, побочный, попутный и невостребованный остаток – промышленные отходы.

Они размещаются человеком в биосфере в виде газообразных смесей, суспензий, твердых тел.

Отдельную группу в невостребованных товарными отношениями материалах составляют гальванические отходы.

Что такое гальваношламы, или гальванические отходы

Эти технологии востребованы в машиностроении – при пассивировании (нанесении покрытий хрома, цинка, никеля, кадмия), эмалировании и других малярных процессах; в полиграфии – при создании клише, других производствах. Физически в концентрированном состоянии отходы гальваники представляют собой пульпу – пасту, похожую на грязь, по-немецки шлам.
Материал содержит ионы как вышеперечисленных металлов, так и других – ртути, кадмия, железа. Получают его при реагентном осаждении из стоков взвешенных частиц, шламлении анодов, очистке электролитических емкостей.

Основной задачей нейтрализации стоков является получение из активных растворов тяжелых металлов нерастворимой взвеси связанных карбоновых, сульфидных солей и гидроксидов. С этой целью разработаны химические и электрокоагуляционные методы преобразования реагентов.

Наиболее дешева деактивация металлов с помощью извести, доломитов или магнезитов. Перспективной считается ферритизация шламов. Более эффективен способ электрохимической очистки стоков, но он более энергоемок и повышает класс токсичности образующегося шлама.

Освобождение сбрасываемой технической воды от шламовых остатков создает перед предприятием необходимость дальнейшей переработки активных соединений. Вывоз их на полигон приводит к повышению диссоциированности веществ вследствие реакции со слабокислой атмосферной средой. В итоге они создают существенную экологическую проблему.

Способы утилизации гальваношламов

Направления дальнейшего использования имеют два ориентира. Первый – это полное восстановление сырьевых свойств. Его механизмы исследуются.

Второй способ заключается в минерализации шламов. Основан он на понимании того, что большинство добываемых стройматериалов представляют собой устойчивые соединения подобных элементов.

Синтез резино-битумных, полимерно-бетонных материалов, подобных природным, стал реальностью.

Переработка гальваношламов в компонент резиновых смесей

Шламовые гидроксидные фосфатированные смеси цинка, кальция, магния в после термообработки в порошкообразном состоянии добавлялось в синтетический каучук.

Эмпирически доказано, что они образовывали стеараты, которые активировали и ускоряли вулканизацию 1,4-цисполиизопрена. При этом росли прочностные характеристики резиновой смеси, ее пластичность и усталостная выносливость. Гальваношламы эффективно заменяют оксиды цинка, железа, кобальтовые соединения. Использование вторичных деактивированных веществ повышает прочность соединения твердых резин с металлокордами.

Переработка гальваношлама в промотор адгезии битума

Опытными исследованиями установлено, что дробление строительных минералов в смеси с шламовыми соединениями повышает поверхностную активность камня. Особенно эффективен этот способ для кварцсодержащих материалов. Повышенная способность к взаимодействию приводит к связыванию свежеобразованными кварцевыми гранями свободных электронов шламовых веществ. Возникающие устойчивые связи нейтрализуют отходы. При этом возрастает поверхностная активность минеральной основы, которая обеспечивает лучшее взаимопроникновение с молекулами битумных смесей.

Добавление в песок 3% нейтрализованных металлосодержащих отходов повышает прочность битумных композитов на 40%, а влагостойкость – на 100%.

Утилизация необезвоженных и обезвоженных гальваношламов

Необезвоженные реагенты утилизируются по специальным технологиям. На первом этапе выполняется сбор, накопление, сепарация, флотация. Ее цель – получить раствор без взвешенных элементов. Из жидкой составляющей может изготавливаться органическое топливо. Перед этим проводится нейтрализация активных составляющих. Твердые фракции сжигаются. Существуют технологии добавок жидких отходов в строительные цементы и бетоны.

Деятельность по сбору и дальнейшему использованию жидких остатков электролитов, шламовых растворов лицензируется.

В основном производится утилизация твердых веществ, лишенных влаги. Этого добиваются способами фильтрации, сепарации, коагуляции, отжима, прессования, нагрева.

Сухие вещества в зависимости от их химического класса, уровня токсичности, радиоактивности подвергаются химико-физическому воздействию. При необходимости производится термообжиг либо полное сжигание.

Утилизация циансодержащих отходов

Растворы циансодержащих веществ деактивируются на месте их возникновения.

Основной способ нейтрализации – хлорирование. Наиболее популярный реагент – это гипохлорит натрия. Ввиду особой опасности циансодержащих веществ работу проводят специализированные подразделения с соблюдением мер, гарантирующих безопасность.

Использование гальваношламов

Среди изучаемых направлений превращения отходов в товар уделяют внимание их красящим свойствам. Сейчас хромсодержащие наполнители окрашивают стеклянные декоративные предметы. Богатство оттенков – от изумрудного до небесно-космического.

Блеск глянцевой поверхности керамики приобретает устойчивость и особую выразительность при включении шлама в рецептуру глазури. Достаточно одной десятой весовой части от общей массы. Шламы улучшают физические свойства керамики и строительного кирпича. Их доля при этом не превышает 3-5%.

Таким образом, вещества, получаемые из электролитических процессов человеком, являются продолжением тонкой субстанции – материи. Как известно, на уровне квантов различие между носителями информации и физических параметров отсутствует. Великий секрет природы – кругооборот – людьми еще полностью не осознан. Однако уровень современных возможностей, доступных человеку разумному, позволяет надеяться на его истинно-высокое предназначение – созидание.

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.

Гальваношлам по консистенции напоминает пасту с диапазоном цвета от темно-серого до темно-коричневого. Масса может содержать кислоты, соли тяжелых и цветных металлов, ПАВ.

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.

Все отходы гальванического производства в той или иной степени опасны. К отходам первого класса опасности относятся шламы, в составе которых есть никель, цианид, кадмий. Шламы, в составе которых есть медь, имеют класс опасности 2. Шламы, имеющие в составе тяжелые металлы, относятся к третьему классу опасности. Оценка технологий утилизации гальваношламов производится, опираясь на преобладание в гальванических отходах тех или иных веществ.

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. 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.

Читать еще:  Выбор дорожно-комбинированных машин, их технические характеристики и особенности

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.

Шлам с содержанием железа, никеля, хрома пригоден для изготовления стеклянных облицовочных материалов.

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.

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:

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.

Утилизация шламов гальванических производств

Проблема утилизации жидких (отработанные растворы) и твердых отходов (осадки) промстоков гальванических производств приобретает в настоящее время большое значение. Неорганизо­ванное складирование отходов гальванических производств приводит к повсеместному загрязнению гидросферы и земельных ресурсов токсичными веществами — ионами тяжелых металлов, которые могут вымываться талыми и ливневыми водами и поступать в водоемы и водотоки, подземные воды, включаться в биосферные циклы. Поэтому захоронение таких промстоков возможно лишь после перевода (с помощью хорошо подобранной технологии) токсичных водорастворимых тяжелых металлов в нетоксичные и водонерастворимые формы. Кроме того, еще одной необходимой предварительной стадией является сушка (и при захоронении гальванощламов, и при их утилизации).

Утилизация осадков стоков гальванических производств по­дразумевает под собой дальнейшее их использование и может раз­виваться по трем направлениям:

• ликвидация шламов путем связывания цементом, ас­фальтом, стеклом, пластмассами и отвердения спеканием;

• применение их в качестве искусственных заполнителей для приготовления керамических красок, пигментов огнеупорного материала, линолеума, красок и сплавов;

• использование их в качестве «техногенного месторождения» ценных цветных металлов, т. е. извлечение последних.

Ниже приведена таблица, в которой рассмотрены примеры основных направлений утилизации шламов гальванических производств:

Анализируя методы утилизации гальваношламов с точки зрения экологических последствий, следует заметить, что ряд спе­циалистов отдают предпочтение технологиям, в которых обяза­тельным элементом является термическая обработка. Например, для утилизации гальванического шлама с получением катализатора необходимы стадии: подготовка исходного материала, при­готовление формовочной пасты (с добавкой глины), формовка, окончательная термическая обработка при 500-550 °С (гальвани­ческий шлам берут с содержанием основных компонентов, мае. %: Fe2O3 — 40-45, CuO — 10-15, Cr2O3 — 5-10). Полученный продукт используют в качестве катализатора, например, в процессе селективного восстановления оксидов азота аммиаком.

Рассмотренные выше технологии предполагают безвозвратные потери невозобновляемых и дефицитных сырьевых ре­сурсов, запасы которых в недрах ограничены. Поэтому особого внимания заслуживают технологии, обеспечивающие извлечение из гальваношламов металлов или их соединений, пригодных для повторного использования гидрометаллургический и пирометал-лургический методы).

Например, в Ивано-Франковском университете разработали технологию извлечения меди из частично высушенных гальваношламов (пульпы), образующихся при травлении печатных плат. Медь восстанавливается из раствора с помощью металла с более низким электродным потенциалом. В реакционной камере сразу получается порошковая медь в виде взвеси (чистотой 99,5%) со средним размером частиц 200 микрон. Из реакционной камеры пульпа перекачивается в емкость, где происходит осаждение медного порошка.

5. Утилизация отходов коксо-нефтехимической промышленности (см. рис. 5.8)

Нефтесодержащие отходы можно разбить на следующие основные группы: отходы безреагентной обработки нефтесодер-жащих сточных вод; отходы, образовавшиеся в результате реагентной обработки нефтесодержащих сточных вод; смешанные отходы трудноразделяемых нефтесодержащих материалов (станочных эмульсий, синтетических ПАВ, флотоконцентратов и др); принимаемые на регенерацию масла; продукты очистки нефтяных резервуаров. К первой группе относятся осадки и жидкие отходы, задерживаемые на очистных сооружениях предприятий, шламы из шламонакопителеи нефтеперерабатывающих заводов. Такие отходы содержат много воды, но легко отделяются от нее. Ко второй группе отходов отно­сятся осадки, образующиеся при очистке сточных вод с применением химических веществ (сульфата алюминия, хлорида железа, гидроксида кальция и др.), имеющие сложные физические свойства (гелеподобность), в результате чего отделение воды от нефтепродуктов затруднено. Третья группа отходов содержит мало горючих компонентов, а физико — химические свойства их таковы, что они практически не поддаются отделению от воды. К четвертой группе отходов относятся высококонцентрированные отходы нефтепродуктов, требующие специфических методов утилизации. Для обезвреживания нефтесодержащих отходов могут применяться методы фильтрации, химической и биохимической обработки, сжигания и др. Разработанные способы утилизации являются высокоэффективными, так как наряду с обезвреживанием токсичных продуктов позволяют получать ценную продукцию.

Технология коксохимического производства предполагает образование в химических цехах предприятия следующих жидких токсичных отходов: фусы каменоугольные, кислая смолка сульфатного отделения, кислая смолка цеха ректификации, полимеры бензольного отделения, кубовые остатки цеха ректификации, масла и смолы биохимической очистки сточных вод. Лишь в течение последних 4-5 лет коксохимические предприятия Украины организовали у себя частичную утилизацию образующихся в химических цехах отходов. До этого (несколько десятилетий!) указанные выше отходы практически не использовались. Предприятия собирали их в специально отведенных местах-накопителях. Однако обустройство этих мест не соответствует действующим ныне стро­ительным, санитарным и экологическим нормам: отсутствие противофильтрационных экранов приводит к загрязнению почвы; отсутствует мониторинг за состоянием почвы в районе размещения отходов, поверхность накопителей является источником выброса вредных веществ в атмосферу.

Как видно из рис. 5.9, значительная часть этих отходов может перерабатываться в различные топлива — моторные, дизельные, ко­тельные, водоэмульсионные (аналогичные водоугольным). Из пири­диновых оснований, кубовых остатков могут быть получены ингибиторы коррозии, которые периодически должны вводиться в магистральные газопроводы для предотвращения их внутренней коррозии, пластификаторы, необходимые для специальных це­ментов, фотореагенты, заменяющие дорогой керосин на обогатительных фабриках. Ниже рассматриваются направления использования некоторых типичных отходов коксохимических предприятий. Так, фусы каменноугольные, образование которых обусловлено уносом с коксовым газом шихты и частиц полукокса из камеры коксования в газосборник в период загрузки печей, используются для коксования совместно с угольной шихтой, то есть утилизируются способом присадки к основному сырью в количествах, не снижающих качество кокса.

Читать еще:  Экологическое состояние саратова и области

Кислая смолка сульфатного отделения, образующаяся в качестве побочного продукта при улавливании аммиака из коксового газа серной кислотой, используется как компонент вяжущего мате­риала различных марок (СТУ, СУБ, СТУР). Другим направлением использования является подача в угольную шихту для ее уплотнения и увеличения тем самым производительности коксовых печей.

Кислая смолка цеха ректификации сырого бензола образуются при очистке сырого бензола от непредельных и сернистных соединений серной кислотой. До недавнего времени это был один из наиболее трудно утилизируемых отходов из-за его высокой кислотности, обводненности, повышенного содержания водорастворимых веществ, нестабильности физико-химических свойств в процессе хранения. Разработанные технологии предусматривают использование данного отхода в композициях дорожного вяжущего материала марки СТУР, а также водно-смоляных эмульсий для подачи в угольную шихту на коксование. В состав указанных эмульсий могут входить различные отходы и подобные продукты химцехов: щелочные воды и кубовые остатки цехов ректификации сырого бензола, полимеры бензольного отделения, кислая смолка сульфатного отделения, смолы и масла биохимустановки, отработанные растворы сероочистки и др.

Отработанный раствор (сточные воды) мышьяково-содовой сероочистки можно перерабатывать и использовать для подачи с общим заводским стоком на биохимустановки по очистке сточных вод; использовать в качестве гербицида сплошного действия. Отработанный раствор вакуум-карбонатной сероочистки в на­стоящее время не утилизируется, а сбрасывается в фенольную ка­нализацию.

Кислая смолка, образующаяся в сатураторах сульфатных и бензольных отделений, после отстоя маточного раствора до содержания его в смолке 2,7 % имеет кислотность 1,3 % и почти не растворяется в воде. Кислая смолка имеет следующий средний состав: в органической массе кислой смолки содержится 4-12 % нафталина. В кислой смолке имеются ароматические соединения (бензольные углеводороды, нафталин, антрацен), кислород содержащие (фенол, крезолы), серосодержащие (тиофен, тионафтен), азотсодержащие (пиридин, хинолин, карбазол) и др. Содержание серной кислоты в ней составляет от 8 до 16 %. Средняя молекулярная масса кислой смолки может быть принята равной 300. Вторичное использование кислой смолки затрудняется наличием в них свободной серной кислоты. Процессы нейтрализации смолок позволяют отделить до 90 % содержащейся в ней свободной серной кислоты и практически всего сульфата аммония. Основными направлениями вторичного ис­пользования кислой смолки являются обратная подача в шихту в виде эмульсии, использование в качестве вяжущего материала

Средний состав кислой смолки КХЗ

Обезвреживание и утилизация гальваношламов и отработанных травильных растворов

Обезвреживание и утилизация гальваношламов и отработанных травильных растворов

Одним из основных направлений деятельности нашего Центра является разработка технологий и практическое их использование в процессах по утилизации отходов гальванических производств.

Осуществляем полный комплекс работ по сбору и обезвреживанию гальванических шламов и травильных растворов.

Полный комплекс работ:

  • Забор агрессивных сред химически стойкими насосами.
  • Зачистку гальванических ванн
  • Ликвидация гальванических производств прекративших свою деятельность
  • Сбор и транспортировка осадков гальванического производства
  • Технологическая утилизация гальванических отходов

Несмотря на значительное снижение объемов гальванического производства в последние годы, которое по некоторым оценкам достигло 40 — 50 %, проблема утилизации гальванических шламов и сточных вод гальванического производства остается для России одной из наиболее важных.

Гальванические шламы

Гальванические шламы представляют собой пастообразную массу, характеризующуюся сложностью и нестабильностью состава, от тёмно-серого до тёмно-коричневого цвета, плотностью 1,16 – 1,24 г/см3 и влажностью от 60 до 85 %, pH = 3,2 – 7,9. В состав гальванических шламов наряду с малотоксичными соединениями железа и кальция входят соединения тяжелых металлов (хрома, меди, свинца, кадмия, никеля, марганца).

Как перерабатываются?

В странах западной Европы гальванические шламы, как правило, перерабатываются с выделением цветных металлов. Однако отсутствие централизованных коллекторов, обособленность и рассредоточенность гальванических производств, разнообразие по составу гальванических отходов делает проблему разделения и получения отдельных металлов с высокой степенью чистоты из отходов гальванических производств трудно разрешимой.

В нашей стране основными направлениями переработки гальванических шламов является утилизация и изготовление строительных материалов и дорожных покрытий, связывание инертными веществами или остекловывание высокими температурами с целью предупреждения проявления своих токсичных свойств.

Первоочередной задачей по удалению примесей тяжёлых металлов является очистка отработанных гальванических растворов. Последнее осуществляется с помощью электрокоагуляционной установки и нейтрализации известкованием. Конечным продуктом процесса очистки является шлам.

Осаждение и накопление в шламе токсичных соединений в виде солей тяжёлых металлов требует их изоляции от окружающей среды. Важнейшей проблемой сегодняшнего дня является их захоронение. Надёжные способы захоронения отходов гальваностоков дорогостоящие и поэтому в мировой практике не применяются.

Современный способ ликвидации шламов

Способы ликвидации шламов путём сбросов не отвечают современным требованиям не только с точки зрения потери ценных металлов, но и отрицательного воздействия на природу.

В связи с этим в последнее время всё большее внимание уделяется технологиям по использованию гальваношламов в производстве строительных материалов.

Смешивают шламы гальванического производства влажностью 60% с отработанным трансформаторным маслом битумом и известняком, сушат и размалывают, а затем используют в производстве асфальтобетона.

В процессе измельчения в результате соударений на поверхности карбонатных частиц прививаются гидроксиды металлов шлама. При этом образуется слой химически привитых к карбонату соединений, содержащих определенные функциональные группы (например, ОН) или реакционноспособные звенья.

В результате модификации поверхности зерен минерального порошка повышается стойкость его к агрегированию, облегчается их введение в битумы и увеличивается структурирующая способность.

Полученный композиционный материал полностью связывает не только ионы тяжёлых металлов, но даже цианиды. Кроме того за счет разбавления гальваношлама в минеральном составляющем концентрация тяжелых металлов снижается до уровня ПДК грунта, прилежащего к асфальтобетонному покрытию.

Определены основные параметры порошков гальванических шламов. Сухая часть осадка легко диспергирует до фракций 0,04 — 1,3 мм. Процентное соотношение фракций разных размеров может регулироваться длительностью помола. Добавка шламов в состав асфальтобетона в количестве 5% и 10% вместо минерального порошка улучшает показатели прочности асфальта во всех нормируемых интервалах температур (Т = 50 о С; 20 о С; 0 о С) по сравнению с контрольным составом.

Установлено, что наибольший эффект достигается при введении в состав асфальтобетона железосодержащего гальванического шлама.

Прочность асфальта в интервале температур 20 — 50 о С увеличивается на 14 — 63%.

Водонасыщение, характеризующее пористость материала, при введении добавок шлама изменяется широко: от резкого снижения при введении кальцийсодержащих шламов (2,8 — 3,2%) по сравнению с контрольным составом (3,4%), до увеличения водонасыщения при введении железосодержащего шлама (3,4 — 4,0%).

Однако спектр изменения водонасыщения образцов в зависимости от вида и количества вводимого гальванического шлама находится в пределах, допускаемых нормами (2,0 — 5,0%)

Почему стоит обратиться к нам?

  1. Утилизация гальванических шламов представляет собой ответственное мероприятие, требующее профессионального подхода и специализированного оборудования. Утилизация подобного продукта, это сложный и многоэтапный процесс, начинающийся с подготовки материала к утилизации и заканчивающийся его термической обработкой.
  2. Профессионализм специалистов нашего центра и использование современного оборудования позволяет в кратчайшие сроки осуществлять утилизацию шламов гальванического производства.

Задайте любой интересующий Вас вопрос по телефону +7(495)780-3919. Наши специалисты помогут Вам.

Читать еще:  Выращивание гусей в домашних условиях на мясо – рентабельность и выбор породы

© 2013-2019 ООО «НПСТЦ» Научно-производственный Строительно-технологический Центр. Основан в 1988г.

  • Адрес: г. Москва, Средняя первомайская, д. 4
  • +7(495) 290-39-18

ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

Контроль загрязнения атмосферного воздуха, водных объектов и переработка отходов на данный момент являются проблемами, стоящими перед лицом всего мирового сообщества. Неорганизованное складирование отходов гальванических производств повсеместно приводит к загрязнению токсичными веществами. Кроме того, лишь до 50% количества ионов цветных металлов, участвующих в гальваническом процессе покидают раствор электролита и оседают на деталях. Остальные остаются в ваннах, в электролите или в виде выпавшего на дно шлама. В связи с этим, извлечение ценных компонентов из отходов гальванического производства должно приносить немалую прибыль [8]. Сточные воды гальванических производств составляют от 30 до 50% общего количества сточных вод, образующихся на предприятиях машиностроения. Средний объем гальваностоков образующихся на одном гальваническом производстве, составляет 600-800 м3 /сут.. При этом основная масса используемых химикатов поступает при промывке деталей со сточными водами в канализацию. Эти химикаты не только токсичны, но и дефицитны. Гальваническое производство относится к числу наиболее неэкологичных, отличается большими количествами отходов. Ежегодно в окружающую среду выбрасывается до 1 км 3 токсичных гальваностоков, содержащих 50 тыс. т. тяжелых металлов, 100 тыс. т. кислот и щелочей, 25- 30% этих стоков попадает в водные бассейны. В частности на ОАО «Радиозавод» (г. Пенза) ежегодно образуется свыше 30 т. гальванических шламов, содержащих около 1 т тяжелых металлов (Сu, Fе, Ni, Сr) [3]. Эффект очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов традиционно применяющимся в настоящее время реагентным методом не превышает 50 — 80 %, т.е. с очищенными стоками в водоемы Нижегородской области поступает 350 — 375 т/год меди, 1000 — 1200 т/год цинка и других металлов, значительное количество органических веществ.

Складирование шламов гальванических производств на полигонах без предварительной обработки представляет угрозу окружающей среде, так как металлы могут вымываться талыми и ливневыми водами и поступать в водоёмы и водотоки, подземные воды, включаться в биосферные циклы. Можно выделить четыре составляющих ущерба — ущерб здравоохранению, рыбному хозяйству, промышленности, сельскому и лесному хозяйству. Ущерб здравоохранению связан с повышением заболеваемости населения со всеми вытекающими последствиями. Металлы, применяемые в гальваническом производстве, обладают высокой токсичностью.

Общетоксическое действие высоких доз тяжелых металлов на человека или животных приводит к поражению или изменению деятельности важнейших систем организма центральной и периферической нервной системы, кроветворения, внутренней секреции. Загрязняющие вещества наряду с общетоксическим воздействием обладают специфическим влиянием на репродуктивную функцию, способствуют возникновению злокачественных новообразований, нарушению аппарата наследственности. Наиболее токсичны хром — Сг (VI) и кадмий — Cd (II), они аккумулируются в организме и могут вызвать тяжелые последствия даже при кратковременном воздействии. Сг (VI) обладает канцерогенными свойствами, способствует появлению бронхиальной астмы, возникновению язвенной болезни, всевозможных дерматитов, доказано мутагенное действие Сг (VI) и Cd (II). Токсическое действие кадмия, поступающего в организм с пищевым рационом и питьевой водой, связано с его кумулятивным действием и физиологическим антагонизмом к цинку. Вызывает повышение кровяного давления, анемию, болезни почек и легких, рак поджелудочной и предстательной железы, цирроз печени, распад костной ткани. Проявляет мутагенное, гонадотропное, эмбриотропное и тератогенное действие. Летальной дозой для человека могут оказаться 30…40 мг кадмия [1]. Таким образом, выброс в окружающую среду отходов гальванического производства наносит, во-первых ущерб экологический, с долговременными последствиями [7].

Применительно к гальваношламам наиболее оптимальным решением их утилизации может быть только их комплексная переработка, которая позволяет извлечь все основные составляющие их компоненты с получением товарных продуктов. Разработка таких техпроцессов позволяет решить не только экологические проблемы, но и сделать этот процесс экономически выгодным, сократить затраты на хранение шламов, снизить плату за природопользование и т. д.

Комплексная технология утилизации гальваношламов (рисунок 1), обеспечивающая повторное использование ценных металлов, может сделать ресурсный цикл фактически замкнутым, как любой «цикл», действующий в экосистемах природы.

Рис.1. «Схема комплексной утилизации гальваношлама»

Поэтому проблема обезвреживания гальваношламов путем их комплексной переработки крайне актуальна и требует незамедлительного решения. Основным условием промышленной технологии является ее рентабельность, которая, прежде всего, связана с использованием малоэнергоемких и экологически безопасных замкнутых технологических процессов

Утилизация осадков стоков гальванических производств подразумевает под собой дальнейшее их использование и может развиваться по различным направлениям (Таблица 1):

— ликвидация шламов путем связывания цементом, асфальтом, стеклом, пластмассами и отвердения спеканием;

— применение для приготовления красок, пигментов огнеупорного материала, строительных материалов для производства кирпича, бетона, асфальтобетона, компонентов строительной керамики [2,5]. Гидроксиды, гидроксокарбонаты, карбонаты и фосфаты тяжелых металлов легко включаются в силикатные соединения и кристаллизуются с использованием труднорастворимых соединений.

Более перспективным является путь утилизации ряда отходов в строительстве, а также их использование в качестве полупродуктов в промышленности. В настоящее время около 25 % производимых в нашей стране химических отходов используется повторно. Во многих странах мира накоплен опыт по рециркуляции металлов, содержащихся в отходах, к которым, в частности, относятся и отходы гальванических производств. Например, в ФРГ повторное использование железа достигает 38%, олово — 34 % и цинка — 33 %; в США — меди — 43 %; в Великобритании — свинца — 60 % и алюминия — 33 %. Тем не менее, следует отметить, что процессы рециркуляции металлов из отходов экономически выгодны в тех случаях, когда их концентрация достаточно высока, а технология рециркуляции малоэнергоемка. Гальванические отходы, как правило, содержат относительно невысокие концентрации цветных ценных металлов. Кроме того, форма их нахождения в составе гальванических отходов и близость их химических свойств требуют понимания специальных химических методов выделения. Поэтому рециркуляция металлов из гальванических отходов является экономически не выгодным мероприятием. Единственным, перспективным, получившим развитие в других странах способом утилизации гальванических отходов, является их применение в качестве добавок в различных строительных материалах. С одной стороны, по данным отечественных и зарубежных исследователей, добавки гальванических отходов в строительных материалах улучшают эксплуатационно-технические качества последних, — с другой, не требуют экономических затрат на мероприятия, направленные на предотвращение их неблагоприятного воздействия на окружающую среду. В некоторых случаях улучшают строительно-технические свойства силикатов: например, введение алюминий- и хромсодержащих шламов в бетоны снижает их водопроницаемость.

Шлам гальванического производства может быть переработан в сырьевые продукты для других производств. Например, для специализированного производства по хромированию можно рекомендовать получение компонентов полировальных паст из обезвоженных и высушенных шламов гидроксидов железа и хрома. Утилизировать шламы из оксида цинка можно для получения резинотехнических изделий после фильтрования, промывки, сушки, обжига при 600°С и помола до необходимой степени дисперсности. Небольшое количество примесей других тяжелых металлов не оказывает отрицательного влияния на качество полученных изделий при утилизации гальваношлама. Гидроксидные шламы также могут быть утилизированы в качестве сырья для получения оксидных катализаторов и в качестве добавки в асфальтобетон. Введение силикатных и щелочных добавок позволяет получить стеклованную массу. В качестве силикатного составляющего можно использовать песок (10-15%), а для достижения сыпучего состояния добавляют опилки, угольную пыль, торф. Сжигание проводится при температуре плавления силикатов. К аналогичному результату приводит сплавление шламов с металлургическими шлаками

Таблица 1 — Направления утилизации шламов гальванических производств

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector