<<
>>

УТИЛИЗАЦИЯ ШЛАМОВГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВАС ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МДП

  Среди многочисленных промышленных отходов особое место занимают шламы гальванического производства. Они содержат высокотоксичные металлы: кадмий, кобальт, никель, цинк, хром, свинец.

Несмотря на значительное снижение объемов гальванического производства в последние 20 лет, проблема утилизации шламов и сбросных вод гальванических цехов остается для РФ одной на наиболее важных. Согласно Федеральной целевой программе «Отходы» они относятся к первому классу токсичности и выделяются в отдельную группу по проблематике утилизации и безопасного захоронения. Ситуация заметно осложняется в связи с наличием большого количества учтенных и неучтенных захоронений шламов на местах бывших гальванических производств.

В передовых индустриальных странах захоронение опасных промышленных отходов стоит очень дорого, поэтому гальваношламы там перерабатываются с выделением меди, никеля и цинка. Однако проблемы существуют и здесь: непрерывное ужесточение нормативных требований к качеству сбросных вод гальванических производств к настоящему времени привело по существу к исчерпанию технических возможностей традиционных технологий их реагентной очистки. Достаточно сказать, что требуемая остаточная концентрация ионов меди и цинка в очищенных стоках гальванических производств в соответствии со стандартами стран Западной Европы, США и Японии должна быть существенно ниже допустимого их содержания в питьевой воде.

Между тем практика последних лет опровергает возможность создания бессточных гальванических производств, что в совокупности с требованиями об обязательном разделении локальных стоков с организацией замкнутых циклов водопользования заставляет искать новые пути утилизации гальваноотходов. В лучшем случае современные малоотходные технологии гальванического производства позволяют существенно снизить расход потребляемой и сбрасываемой воды, но количество гальваношламов при этом остается таким же, как это было до предпринятых мер.

В целом можно констатировать, что используемые в настоящее время методы очистки сточных вод и локальных стоков в гальванотехнике: реагентные, электрохимические, ионообменные, мембранные, дистилляционные и др. — являются дорогостоящими, требуют значительных капиталовложений и дополнительных производственных площадей и не решают кардинальным образом проблему снижения нагрузки на окружающую природную среду.

В шламах гальванического производства металлы чаще всего присутствуют в виде гидроксидов, оксидов, неорганических солей и органических комплексов. В последние годы их состав значительно усложнился вследствие применения способа очистки сточных вод методом электрокоагуляции с использованием стального скрапа в качестве растворимого анода. В результате образующиеся шламы содержат не только соединения металлов, используемых в гальваническом производстве, но и входящих в состав вышеупомянутого скрапа, т. е. по своему химическому составу и металлургическим свойствам близки к полиметаллическим рудам.

Переработка гальваношламов должна включать обязательное выделение по крайней мире 10-15 ценных металлов, а не 2-3, как это имеет место сейчас, даже при применении передовых технологий.

Поскольку применение мелкодисперсных материалов в большинстве пирометаллургических агрегатов требует их предварительной подготовки, были проведены опыты по возможности окускования гальваношламов методами брикетирования и агломерации. Брикеты из прокаленных при 700°С в нейтральной атмосфере гальваношламов показали плохую прессуемость даже при высоких давлениях. Использование гальваношламов в качестве добавки к шихте для производства доменного агломерата (до 20% масс.) не привело к значительным изменениям основных показателей процесса агломерации. Однако известно, что повышение доли гальваношламов в аглошихте приводит к увеличению содержания цинка и щелочей в агломерате, что неблагоприятно сказывается на протекании доменного процесса и других металлургических переделов.

Таким образом, агломерация гальваношламов не решает в полной мере проблему их утилизации.

Наиболее целесообразной представляется следующая технологическая схема переработки гальваношламов пи- рометаллургическими методами (см. рис. 5.43).

Сырой гальваношлам в виде пульпы собирается в реакторе и смешивается при необходимости с другими измельченными компонентами шихты: коксиком, железистыми кварцитами и известняком. После обработки в центрифуге с целью удаления влаги смесь гальваношлама (влажностью 20-30%) с коксовой мелочью загружают в приемный бункер. Далее смесь обрабатывается с помощью пресса, обеспечивающего ее прохождение через насадку с отверстиями диаметром до 5 мм. Это дает возможность

образования кипящего слоя в печи при температуре до 950-1000°С.

Получаемые влажные брикеты попадают на ленту пластинчатого транспортера сушильной установки, проходя через которую, подсушиваются отходящими газами из реактора с кипящим слоем до влажности 1-1,5%. Подготовленные таким образом брикеты поступают в двухподовую установку с кипящим слоем. Металлизированные брикеты из печи с кипящим слоем подвергаются горячему прессованию, в результате чего получаемые «прессовки» можно использовать для выплавки легированных и специальных чугунов или лигатур. Железистый кварцит и известняк могут добавляться в исходную шихту для поддержания содержания железа в подготовленном для плавки продукте на уровне 24-35% масс, и основности 1,0-1,3.

Поступающий в печь с кипящим слоем горячий восстановительный газ (с температурой около 1050°С) обеспечивает температурный уровень процесса, при котором некоторые элементы возгоняются и переходят в газовую фазу. К легковозгоняемым элементам, входящим в состав гальваношлама, относится германий, селен, мышьяк, натрий, калий, кадмий, свинец и цинк.

Таким образом, в печи с кипящим слоем происходит не только восстановление и обогащение легковосстановимых оксидов и железа, но и селективное разделение элементов.

Лабораторные опыты по улавливанию вышеупомянутых возгонов позволяют сделать вывод о возможности их использования в качестве сырья для цветной металлургии в виде обогащенных соответствующими элементами концентратов.

Показатели доменного процесса с использованием прессовок из металлизированных гальваношламов определялись расчетным путем. Анализ полученных результатов показывает, что при использовании в доменной шихте до 60% металлизированного продукта химический состав выплавляемого металла будет близок к некоторым маркам хромоникелиевых чугунов (Ni gt; 0,5; Сг lt; 3,5; Si gt;0,75; Мп gt; 0,6; Р lt; 0,5; S lt; 0,05). При дальнейшем увеличении расхода металлизированного продукта, получаемого из смеси гальваношламов, химический состав выплавляемого в доменной печи металла аналогичен химическому составу чернового ферроникеля, получаемого в рудовосстановительных печах. 

<< | >>
Источник: Кривошеин Д. А., Дмитренко В. П, Федотова Н. В.. Основы экологической безопасности производств: Учебное пособие. 2015

Еще по теме УТИЛИЗАЦИЯ ШЛАМОВГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВАС ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МДП:

  1. УТИЛИЗАЦИЯ ШЛАМОВГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВАС ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МДП