Способ обезвреживания ртутьсодержащих отходов

Изобретение относится к обезвреживанию отходов. Способ обезвреживания ртутьсодержащих отходов включает совместный размол отходов с порошком элементарной серы, воды и гомогенизирующей средой для связывания металлической ртути в водонерастворимое соединение HgS во вращающемся реакторе в виде мельницы барабанного типа. Соотношение массы ртути к массе элементарной серы равно 1:4, в качестве гомогенизирующей среды используют бентонит, в количестве, превышающем массу отходов в 2-2,5 раза, и воду в количестве, превышающем массу бентонита в 10-12 раз. Предварительную гомогенизацию проводят в течение 20-30 минут. Далее загружают ртутьсодержащие отходы и размол ведут до связывания 90% массы металлической ртути в водонерастворимое соединение HgS. Для полного связывания металлической и окисленной ртути в водонерастворимое соединение HgS на завершающей стадии процесса в суспензию добавляют смесь хлорида железа (III) с сульфидом железа (II), причем масса хлорида железа (III) и масса сульфида железа (II), соответственно, в 10 и 20 раз больше оставшейся ртути. Затем образовавшуюся устойчивую подвижную суспензию сливают из мельницы и непосредственно передают на сушку с последующим захоронением как отход IV класса опасности. Обеспечивается упрощение технологии и повышение экологической безопасности процесса обезвреживания и последующего захоронения ртутьсодержащих отходов. 1 табл.

 

Изобретение относится к обезвреживанию отходов, содержащих ртуть, находящуюся в стеклянной оболочке и может быть использовано для переработки, в первую очередь, термометров и тонометров. В большинстве случаев переработка ртутьсодержащих отходов осуществляется путем их дробления и термообработки с последующей конденсацией паров ртути и получением металлической (вторичной) ртути. Достоинством систем, использующих высокотемпературную обработку ртутьсодержащих отходов, является практически полное извлечение ртути из утилизируемых объектов. За счет нагрева до высоких температур достигается испарение не только ртути из внутреннего объема стеклянной оболочки, но и ртути, поглощенной стеклом. В установках, работающих по такой технологии, абсолютно необходимыми являются надежная герметизация объемов, содержащих пары ртути, и надежное улавливание ртути в отходящих газах. Ликвидация последствий утечки паров ртути может быть весьма дорогостоящей.

Известны бестермические гидрометаллургические методы обезвреживания ртутьсодержащих отходов, большинство из которых основано на связывании ртути в твердые соединения, практически нерастворимые в воде.

Из таких методов наиболее популярным является процесс связывания ртути в ее сульфид (HgS, киноварь). Эта реакция получения искусственной киновари из ртути является обратной той, которая используется при добыче ртути из ее руды - природной киновари. Получаемый сульфид ртути практически нерастворим в воде (1*10-24 г/л, ~1 молекула сульфида на 370 л воды). Ничтожная растворимость позволяет классифицировать это вещество как отход четвертого класса опасности и захоранивать его на соответствующих полигонах.

Известен способ обезвреживания ртутьсодержащих отходов, раскрытый в патенте РФ №2228227, B09B 3/00, 10.05.2004. Способ включает совместный размол ртутьсодержащих отходов и их одновременную обработку порошком серы в автомиксере (бетономешалке) с мелющими телами в виде щебня. Особенностью способа является использование токсичного так называемого водного щелочного катализатора, состоящего из подмыльного щелока, хлорида железа, жидкого стекла и гидроксида натрия. Основным недостатком данного способа является то, что обработка отходов этой смесью приводит к образованию разнообразных ядовитых оксидов и хлоридов. Также, неизвестна конечная концентрация ртути и ее соединений, в продуктах реакции, т.к. анализируется только содержание паров ртути в объеме реактора и последующего обращения с жидкими обезвреженными отходами.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ обезвреживания ртутьсодержащих отходов, раскрытый в патенте РФ №2519320, C22B 43/00, 10.06.2014. Способ включает совместный размол ртутьсодержащих отходов с порошком серы и измельчающей средой во вращающемся реакторе. Согласно изобретению, в качестве измельчающей среды, одновременно являющейся агентом, связывающим ртуть в ионизированной и нейтральной формах, используют гранулы флотационного серного колчедана марки КСФ-4 в смеси со щебнем фракции 20-70 мм или кирпичной крошкой, взятых в соотношении 1:9 по весу. При этом ртутьсодержащие отходы загружают в реактор, содержащий предварительно гомогенизированную смесь порошка серы, гранул флотационного серного колчедана и щебня или кирпичной крошки и воды, объем которого заполнен аргоном, подаваемым со скоростью 5,5-6,5 м3/ч, в количестве, по меньшей мере, в 50 раз меньше массы порошка серы. Размол ведут до полного связывания металлической ртути в водонерастворимое соединение HgS. Основным недостатком предложенного способа является то, что обработка отходов с целью предотвращения частичного окисления ртути проводится в среде аргона, что осуществить технологически сложно. Кроме этого, неизвестна конечная концентрация ртути и ее соединений, исключая HgS, в продуктах реакции, т.к. анализируется только содержание паров ртути в объеме реактора. Также не описаны процессы разгрузки реактора и последующего обращения с жидкими обезвреженными отходами.

Задачей настоящего изобретения является создание бестермического, бессточного способа обезвреживания ртутьсодержащих отходов, в первую очередь термометров и тонометров, в ходе которого гарантированно достигаются предельно допустимые концентрации ртути и ее соединений, исключая HgS, в обезвреженных отходах (менее 2,1 мг/кг в пересчете на Hg). Также задачей изобретения является упрощение технологии и повышение экологической безопасности процесса обезвреживания и последующего захоронения ртутьсодержащих отходов.

Поставленная задача заключается в том, что способ обезвреживания ртутьсодержащих отходов включает совместный размол отходов с порошком элементарной серы, воды и гомогенизирующей средой для связывания металлической ртути в водонерастворимое соединение HgS во вращающемся реакторе, при этом соотношение массы ртути к массе элементарной серы равно 1:4, в качестве реактора используют мельницу барабанного типа, в качестве гомогенизирующей среды используют бентонит, в количестве, превышающем массу отходов в 2-2,5 раза, и воду, в количестве, превышающем массу бентонита в 10-12 раз, предварительную гомогенизацию проводят в течении 20-30 минут, далее загружают ртутьсодержащие отходы и размол ведут до связывания 90% массы металлической ртути в водонерастворимое соединение HgS, а для полного связывания металлической и окисленной ртути в водонерастворимое соединение HgS на завершающей стадии процесса в суспензию добавляют хлорид железа (III) и сульфид железа (II). Образовавшуюся устойчивую подвижную суспензию сливают из мельницы и непосредственно передают на сушку с последующим захоронением как отход IV класса опасности.

Использование шаровой мельницы позволяет загружать отходы целиком, без предварительного измельчения. Для предотвращения пылеобразования на начальном этапе в мельницу загружают смесь бентонита, серы и воды.

Пример №1

Способ обезвреживания ртутьсодержащих отходов осуществляется следующим образом. В шаровую мельницу объемом 2 м, допускающую герметизацию, загружаются следующие компоненты: бентонит марки ПБМА массой 60 кг (в 2 раза больше массы отходов), порошок элементарной серы массой 2,4 кг (в соотношении 1:4 к массе ртути) при массе ртути 0,6 кг, техническая вода в количестве 600 л (в 10 раз больше массы бентонита). После загрузки в мельницу вышеперечисленных компонентов проводят предварительную гомогенизацию смеси в течение 20 минут при скорости вращения барабана мельницы 20 оборотов в минуту. Получают однородную, не расслаивающуюся суспензию.

Далее в мельницу загружают ртутьсодержащие отходы. Затем, для связывания 90% массы металлической ртути в сульфид, проводят обработку отходов в мельнице продолжительностью 1,5 часа. На завершающей стадии процесса в суспензию добавляют хлорид железа(III), массой 0,6 кг, в смеси с сульфидом железа(II), массой 1,2 кг. Это позволяет связать остаточные количества металлической ртути (например, адсорбированные на стекле или образовавшие амальгаму с алюминием, входящим в конструкцию термометров) и ее окисленных форм в HgS. Пример количественного соотношения компонентов при обезвреживании ртутьсодержащих отходов в расчете на одну загрузку мельницы приведен в таблице 1.

Пример №2

Способ обезвреживания ртутьсодержащих отходов осуществляется следующим образом. В шаровую мельницу объемом 2 м3, допускающую герметизацию, загружаются следующие компоненты: бентонит марки ПБМА массой 95 кг (в 2,5 раза больше массы отходов), порошок элементарной серы массой 3,6 кг (в соотношении 1:4 к массе ртути) при массе ртути 0,76 кг, техническая вода в количестве 1140 л (в 12 раз больше массы бентонита). После загрузки в мельницу вышеперечисленных компонентов проводят предварительную гомогенизацию смеси в течение 30 минут при скорости вращения барабана мельницы 20 оборотов в минуту. Получают однородную, не расслаивающуюся суспензию.

Далее в мельницу загружают ртутьсодержащие отходы. Затем, для связывания 90% массы металлической ртути в сульфид, проводят обработку отходов в мельнице продолжительностью 2 часа. На завершающей стадии процесса в суспензию добавляют хлорид железа(III), массой 0,8 кг, в смеси с сульфидом железа(II), массой 1,6 кг. Это позволяет связать остаточные количества металлической ртути (например, адсорбированные на стекле или образовавшие амальгаму с алюминием, входящим в конструкцию термометров) и ее окисленных форм в HgS. Пример количественного соотношения компонентов при обезвреживании ртутьсодержащих отходов в расчете на одну загрузку мельницы приведен в таблице 1.

После обезвреживания образовавшаяся суспензия сливается в сборную емкость и далее непосредственно направляется на стадию сушки в сушилку с кипящим слоем или распылительную сушилку. Высушенный осадок с содержанием ртути и ее соединений в твердой фазе, исключая HgS, менее 2,1 мг/кг в пересчете на ртуть, собирается и передается на захоронение как отход IV класса опасности.

Выводы:

1. Как видно из примеров предлагаемый способ обезвреживания ртутьсодержащих отходов является бессточным и бестермическим.

2. Благодаря последовательному добавлению необходимых количеств реагентов, в твердой фазе обезвреживаемых отходов, достигаются предельно допустимые концентрации ртути и ее соединений, исключая HgS, (менее 2,1 мг/кг в пересчете на Hg).

3. Так как и процесс обезвреживания отходов, и измельчение отходов, производится в одном реакторе - шаровой мельнице, то это значительно упрощает технологию.

Способ обезвреживания ртутьсодержащих отходов, включающий совместный размол отходов с порошком элементарной серы, воды и гомогенизирующей средой для связывания металлической ртути в водонерастворимое соединение HgS во вращающемся реакторе, отличающийся тем, что соотношение массы ртути к массе элементарной серы равно 1:4, в качестве реактора используют мельницу барабанного типа, в качестве гомогенизирующей среды используют бентонит, в количестве, превышающем массу отходов в 2-2,5 раза, и воду в количестве, превышающем массу бентонита в 10-12 раз, предварительную гомогенизацию проводят в течение 20-30 минут, далее загружают ртутьсодержащие отходы и размол ведут до связывания 90% массы металлической ртути в водонерастворимое соединение HgS, а для полного связывания металлической и окисленной ртути в водонерастворимое соединение HgS на завершающей стадии процесса в суспензию добавляют смесь хлорида железа (III) с сульфидом железа (II), причем масса хлорида железа (III) и масса сульфида железа (II), соответственно, в 10 и 20 раз больше оставшейся ртути, а затем образовавшуюся устойчивую подвижную суспензию сливают из мельницы и непосредственно передают на сушку с последующим захоронением как отход IV класса опасности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке остатков хлорирования при производстве тетрахлорида титана в расплаве солей для их повторного применения. Остатки хлорирования выщелачивают для получения суспензии, после чего суспензию фильтруют с получением жидкости от выщелачивания и остатков от выщелачивания.

Изобретение относится к отражательной печи для переплава алюминиевых ломов. Печь содержит корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, накопительную ванну и наклонную площадку, ограниченные подом и стенками, свод, две сливные летки, газоход и сварной стальной кожух, состоящий из нижней части и закрепленных на нижней части двух верхних частей, расположенных над подиной и наклонной площадкой.

Изобретение относится к области извлечения металлов из отходов очистки нефтепродуктов. Установка для извлечения содержит конвейерную печь, подводящий трубопровод, выходную линию, блок выщелачивания и один или более блоков разделения металлов.

Изобретение относится к двухванной отражательной печи для переплава алюминиевых ломов. Печь содержит корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, две накопительные ванны и две наклонные площадки, ограниченные подом и стенками, своды, две сливные летки, газоход и сварной каркас, на котором все размещено.

Изобретение относится к пирометаллургической переработке материалов, содержащих благородные металлы и сплавы, в частности золотосодержащие. Способ переработки золотосодержащих неорганических материалов включает их расплавление с флюсом, содержащим смесь обезвоженной буры, кальцинированной соды и стекла или кварцевого песка, обеспечивающим связывание примесей в расплавленном золотосодержащем неорганическом материале, окисление полученного расплава, нагретого до 1100-1200°С, введением в расплав достаточного количества смеси нитрата аммония с сульфатом железа до завершения полного окисления примесей.

Изобретение относится утилизации отработавших свой ресурс химических источников тока (батареек). Технический результат - повышение качества процесса утилизации за счет уменьшения выбросов и попаданий мельчайших частиц, агрессивных и вредных веществ в окружающую среду и снижение энергетических затрат.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к двухванной отражательной печи с копильником для переплава алюминиевого лома. Печь снабжена боровом и размещенным в нем экономайзером в виде сварной спирали из нержавеющей стали коробчатой формы, инжекционной трехрядной шестидесятисмесительной горелкой среднего давления, установленной в каждой боковой стене печи и направленной под углом на наклонную площадку и под углом к оси печи, и шестью трехрядными восемнадцатисмесительными горелками, установленными в задней стене печи и направленными под углом к подине и перекрытые корундовыми блоками, газоход копильника соединен с боровом печи с образованием общего газохода, одна ветвь которого соединена с дымовой трубой, а другая - с системой пылегазоочистки, причем установка пылегазоочистки состоит из четырех идентичных блоков, объединенных в единую конструкцию, в каждом блоке которой размещены две поворотные загрузочные решётки и рукавные фильтры.
Изобретение относится к области химической и металлургической промышленности и может быть использовано для комплексной переработки мелкодисперсных металлосодержащих отходов, в частности для переработки красного шлама, а также золошлаковых отходов угольных тепловых электростанций.
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано при переработке техногенного сырья, в частности электронного лома. Способ гидрометаллургической переработки полиметаллического концентрата электронного лома с извлечением драгоценных металлов включает извлечение меди и золота, при этом извлечение меди проводят в n стадий медно-аммиачным раствором сульфатетроаммина меди концентрацией 20–40 г/л по меди при комнатной температуре и соотношении полиметаллического концентрата к раствору сульфатетроаммина меди не менее 1:10, причем количество стадий n определяют заданной степенью извлечения меди, извлечение золота проводят посредством йод-йодидной технологии, а полученный раствор с растворенной медью отправляют в электролизер на регенерацию для осаждения меди.
Изобретение относится к комплексной безотходной технологии получения оксидов кремния, алюминия и железа из золошлаковых отходов (ЗШО). Способ включает нагрев смеси ЗШО с фторидом аммония, выщелачивание водой смеси при температуре 20-30°С, фильтрование, обработку раствора аммиачной водой для образования осадка SiO2.

Изобретение относится к экологии. Осуществляют обеззараживание токсиканта при смешивании с веществом серы.

Изобретение относится к области разделения материалов, а именно к способам комплексной очистки грунтов и шламов, загрязненных ртутью, и может быть использовано для выделения металлической ртути, а также амальгамы и других соединений ртути.

Изобретение относится к извлечению ртути из люминесцентных ламп. Установка содержит блок дробления люминесцентных ламп, состоящий из приемного бункера, щековой дробилки для первичного дробления ламп с получением стеклобоя, элеватора с винтовым конвейером для подачи в него стеклобоя, планетарной мельницы непрерывного действия для получения порошка из стеклобоя, соединенной трубопроводом с сепаратором, который выполнен с обеспечением разделения порошка по крупности за счет центробежной силы и направления грубодисперсного порошка в планетарную мельницу, а тонкодисперсного - в циклон для его сбора, связанный с циклоном посредством трубопровода с шлюзовым затвором блок обезвреживания тонкодисперсного порошка демеркуризационным раствором, емкость для сбора продукта переработки, приемный бак, соединенный посредством желоба с емкостью для сбора продукта переработки, фильтр с засыпкой из сульфоугля КУ-2, оснащенный насосом, выполненным с возможностью перекачки продукта переработки из приемного бака через фильтр.

Изобретение относится к переработке люминисцентных ламп. Установка содержит блок разделения ламп, блок системы отчистки отходящих газов, систему очистки пылегазовых выбросов и адсорбер для очистки воздуха.

Изобретение относится к переработке золотосодержащей руды с примесями ртути. Измельченный исходный материал нагревают до температуры плавления золота, в емкость с нагретой до 92-98°C водой выливают расплавленный материал и после осаждения золота на дне емкости в виде твердой фракции, а ртути - на слое золота в виде жидкой фракции, отделяют ртуть от золота удалением жидкой ртути выливанием из упомянутой емкости в отдельную емкость.

Изобретение относится к способу извлечения металлической ртути из ртутьсодержащих материалов, в частности технологических шламов, загрязненных грунтов, строительных отходов.

Изобретение относится к установкам для утилизации люминесцентных ламп. Установка для извлечения содержит блок дробления ламп, контейнер с демеркуризационным раствором, барабан, при вращении лопастей которого происходит измельчение стекла ламп, поступающих по транспортеру в лоток, при этом основным узлом установки является блок обезвреживания, выполненный, например, в виде миксера, в котором осуществляют непосредственно процесс обезвреживания отходов, загрузочное устройство с подвижным лотком и емкость для сбора продукта переработки, при этом миксер закреплен на основании с возможностью вращения посредством привода и опрокидывания для выгрузки продукта переработки, а емкость представляет собой контейнер, установленный на лотке с желобом для стока отработанного раствора в приемный бак и перекачку раствора посредством насоса через фильтр с засыпкой из сульфоугля типа КУ-2, затем сжигание засыпки с сульфоуглем в печи и получение металлической ртути.
Изобретение относится к охране окружающей среды при производстве и использовании металлической ртути и ее соединений и предназначено для иммобилизации в составе твердых ртутьсодержащих отходов (кирпич, бетон, грунты и т.п.).

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для утилизации отработанных и дефектных люминесцентных ламп. Способ демеркуризации люминесцентных ламп включает их разрушение и обработку отходов под слоем предварительно приготовленного демеркуризационного раствора, промывку и сортировку отходов.

Группа изобретений относится к утилизации твердых ртутьсодержащих отходов, в частности люминесцентных ламп. Способ утилизации твердых ртутьсодержащих отходов включает стадию окисления с последующей выдержкой, обработку смеси отходов с демеркуризационным раствором полисульфида щелочного металла с последующим выдерживанием реакционной смеси.

Изобретение относится к обработке остатков хлорирования при производстве тетрахлорида титана в расплаве солей для их повторного применения. Остатки хлорирования выщелачивают для получения суспензии, после чего суспензию фильтруют с получением жидкости от выщелачивания и остатков от выщелачивания.

Изобретение относится к обезвреживанию отходов. Способ обезвреживания ртутьсодержащих отходов включает совместный размол отходов с порошком элементарной серы, воды и гомогенизирующей средой для связывания металлической ртути в водонерастворимое соединение HgS во вращающемся реакторе в виде мельницы барабанного типа. Соотношение массы ртути к массе элементарной серы равно 1:4, в качестве гомогенизирующей среды используют бентонит, в количестве, превышающем массу отходов в 2-2,5 раза, и воду в количестве, превышающем массу бентонита в 10-12 раз. Предварительную гомогенизацию проводят в течение 20-30 минут. Далее загружают ртутьсодержащие отходы и размол ведут до связывания 90 массы металлической ртути в водонерастворимое соединение HgS. Для полного связывания металлической и окисленной ртути в водонерастворимое соединение HgS на завершающей стадии процесса в суспензию добавляют смесь хлорида железа с сульфидом железа, причем масса хлорида железа и масса сульфида железа, соответственно, в 10 и 20 раз больше оставшейся ртути. Затем образовавшуюся устойчивую подвижную суспензию сливают из мельницы и непосредственно передают на сушку с последующим захоронением как отход IV класса опасности. Обеспечивается упрощение технологии и повышение экологической безопасности процесса обезвреживания и последующего захоронения ртутьсодержащих отходов. 1 табл.

Наверх