Способ утилизации токсичных промышленных отходов

Изобретение относится к цветной металлургии, а более конкретно к способам приготовления металлургической шихты для плавки цветных металлов. Способ включает приготовление металлургической шихты из токсичных отходов по группе соответствующего цветного металла и плавку с извлечением цветного металла. В шихту вводят токсичные промышленные отходы, подлежащие утилизации, промышленные отходы с высоким содержанием извлекаемого цветного металла и материал-загуститель, являющийся отходом с развитой адсорбционной поверхностью, удерживающей влагу. Техническим результатом изобретения является рентабельное получение металлов и экологическая очистка окружающей среды.

 

Изобретение относится к области получения шихты для производства цветных металлов, а более конкретно для получения металлургической шихты из токсичных промышленных отходов.

Переход России к рыночным отношениям увеличил стоимость цветных металлов, что сделало возможным рентабельную металлургическую переработку сырья, каким являются токсичные промышленные отходы. Такие отходы до сих пор хранятся на территориях промышленных предприятий, либо транспортируются в автосамосвалах на полигоны и свалки для утилизации захоронением.

Промышленные отходы с высоким содержанием цветных металлов определенной группы (медь, никель, свинец, алюминий и др.) вывозятся на металлургические предприятия, где из них обычной плавкой получают цветной металл, например медь. Отходы с высоким содержанием влаги транспортируются в специальных контейнерах, что вызывает дополнительные расходы на погрузку, транспортировку и металлургический передел такого сырья.

С другой стороны, плавка отходов с низким содержанием извлекаемого металла нерентабельна. Поэтому такие отходы, также как и отходы не содержащие цветные металлы, складируются на полигонах или свалках, нанося убытки промышленным предприятиям и оказывая негативное воздействие на окружающую среду.

Способ утилизации токсичных промышленных отходов с высоким содержанием цветного металла путем их транспортировки на металлургические предприятия с целью извлечения из них цветного металла выбран в качестве прототипа настоящего изобретения, так как такие отходы сами представляют собой металлургическую шихту (1) (2).

Целью изобретения является создание способа утилизации токсичных промышленных отходов, который, исключая их утилизацию захоронением, позволяет извлекать из этих отходов цветные металлы определенных групп. Так как большинство промышленных отходов представляет собой смесь микроэлементов, то нужная группа металла определяется искусственным повышением его содержания в шихте. Это позволяет утилизировать промышленные отходы, не имеющие вообще цветные металлы.

Сущность настоящего изобретения состоит в приготовлении металлургической шихты, состоящей из трех следующих частей.

1. Основная часть - токсичные промышленные отходы, подлежащие утилизации. Это отходы с низким содержанием цветных металлов либо не содержащие их вообще.

2. Токсичные промышленные отходы с высоким содержанием извлекаемого цветного металла, позволяющим получить нужное содержание металла определенной группы в подготавливаемой шихте.

3. Материала-загустителя для уменьшения влажности промышленных отходов. Основное требование к материалу-загустителю - иметь развитую адсорбционную поверхность. К такому материалу относятся сухие древесные опилки, резиновая и полиэтиленовая крошки, отсев металлургических шлаков и т.д.

После тщательного перемешивания на площадке металлургическая шихта грузится в железнодорожные полувагоны навалом. Полувагоны направляются на металлургические предприятия для выплавки цветного металла определенной группы.

В экологии широко распространен принцип доведения содержания вредных веществ до санитарных норм путем их разбавления менее вредными веществами. Так, например, перед сбросом в водоем продувочных вод, их предварительно разбавляют чистой водой. Включая в металлургическую шихту материал-загуститель и промышленные отходы с высоким содержанием цветного металла определенной группы, мы можем значительно снизить в шихте содержания таких вредных компонентов, как мышьяк, хром, кадмий, ртуть и других вредных веществ.

Экономически выгодным содержанием цветных металлов у переработчика металлургической шихты в настоящее время считается по меди - 2 процента, алюминию - 15 процентов, цинку - 20 процентов и никелю - 2 процента.

Подготовленная шихта представляет собой концентрат для выплавки из нее цветного металла, например меди. Как и медный концентрат, поступающий с обогатительных фабрик, промышленные отходы содержат в себе много горючих веществ в виде резины, материала фильтров, древесины и других носителей углерода, которые в медном концентрате заменяет сера. Наличие углерода в шихте важно для экономичной работы металлургических печей, в частности для уменьшения выхода шлака и экономии топлива. Из металлургической шихты, составленной из промышленных отходов, сразу получают черновую медь, в то время как из медного концентрата сначала получают штейн, требующий предварительного отжига. Кроме того, промышленные отходы не содержат драгоценных металлов, что упрощает передел черновой меди.

Примером использования изобретения может служить сбор промышленных отходов, приготовление из этих отходов металлургической шихты и ее отгрузка в железнодорожных полувагонах на одно из металлургических предприятий для выплавки меди. Промышленные отходы представляли собой шламы с иловых площадок очистных сооружений бытовых стоков, гальваношламы промышленных предприятий, прошедшие обезвоживание в вакуум-фильтрах или естественную сушку в шламонакопителях. Промышленные отходы имели влажность от 15 до 75 процентов.

В качестве материала-загустителя была использована резиновая крошка с большим содержанием пуха и бумаги, так называемый «технологический мусор», ранее складируемый на городской свалке.

В качестве промышленных отходов с высоким содержанием меди использовались медная сечка с содержанием меди до 60 процентов, медный шлам с полотен фильтров с содержанием меди до 50 процентов, медные шламы из отстойника с содержанием 40 процентов меди, а также отработанный медный катализатор, содержащий до 25 процентов меди.

После тщательного перемешивания промышленных отходов с помощью грейферного погрузчика и отбора аналитических проб, металлургическая шихта была загружена в железнодорожные полувагоны и отправлена на металлургическое предприятие для выплавки меди. Анализ шихты показал содержание меди - 6 процентов, что определило 3-й класс опасности шихты. Содержание влаги составило 24 процента (анализ подтвержден аналитической лабораторией потребителя), что представляет вполне удовлетворительный результат.

Благодаря высоким ценам на цветные металлы, экономический эффект изобретения не вызывает сомнений. Например, повышение извлечения меди при переработке 1000 тонн шихты только на 1,0 процент дает прибыль в сумме 1,0 млн. рублей, никеля - свыше 5,0 млн. рублей, алюминия - свыше 800 тыс. рублей, цинка - 500 тыс. рублей и т.д.

Способ утилизации токсичных промышленных отходов по настоящему изобретению отличается простотой и экономической эффективностью: для его широкого внедрения не требуется больших материальных затрат, а промышленные отходы, благодаря их разубоживанию, теряют часть своей токсичности. Кроме того, подготовленная шихта перерабатывается на специализированных предприятиях, что снижает негативное воздействие утилизации на окружающую среду.

Литература

1. Переработка шлаков цветной металлургии, под ред. к.т.н. Владимировой О.Е., Металлургия. М., 1977, стр.106-119

2. Патент RU 2126847 (МПК С22В 7/00) Группа авторов.

Способ утилизации токсичных промышленных отходов, содержащих цветные металлы, включающий приготовление из них металлургической шихты по группе соответствующего цветного металла и плавку с извлечением цветного металла, отличающийся тем, что для экономической и экологической эффективности шихту готовят из токсичных промышленных отходов, подлежащих утилизации, промышленных отходов с высоким содержанием извлекаемого цветного металла и материала-загустителя в виде отхода с развитой адсорбционной поверхностью, удерживающей влагу.