Проблемы и способы утилизации гальваношламов

Утилизация гальваношламов сложного состава

Известия Самарского научного центра Российской академии наук, том 14, №5(3), 2012 УДК 622.544

УТИЛИЗАЦИЯ ГАЛЬВАНОШЛАМОВ СЛОЖНОГО СОСТАВА

© 2012 Т.А. Трифонова, Н.В. Селиванова, О.Г. Селиванов, Л.А. Ширкин,

В.А. Михайлов

Владимирский государственный университет имени А.Г. и Н.Г. Столетовых

Поступила в редакцию 05.09.2012

В работе рассматривается возможность снижения загрязнения окружающей среды соединениями тяжелых цветных металлов, содержащихся в отходах гальванических производств, за счет реализации комплексной технологии их переработки и утилизации.

Ключевые слова: окружающей среды, гальваношламы, утилизация, переработка, обезвреживание шламов, извлечение цветных металлов

Проблемы техногенного загрязнения окружающей природной среды с каждым годом все более обостряются и начинают приобретать глобальный масштаб.

Обратите внимание

Главной задачей по-прежнему остается внедрение малоотходных экологически безопасных технологий, а также разработка процессов утилизации промышленных отходов, снижающих антропогенную нагрузку на биосферу и обеспечивающих рациональное использование природных ресурсов.

Гальваношламы, образующиеся при очистке сточных вод гальванических производств, являются промышленными отходами 2-3 классов опасности и основными источниками поступления тяжелых металлов в окружающую среду в связи с отсутствием в большинстве регионов полигонов для захоронения, соответствующих СНиП 2.01.28-85.

Гальваношламы представляют собой суспензию или пасту гидроксидов различных тяжелых металлов (никеля, хрома, цинка, меди, железа и др.

), которые оказывают вредное воздействие на организм человека и окружающую среду и являются мощными стимуляторами и возбудителями раковых и сердечнососудистых заболеваний, имеют тенденцию к накапливанию в пищевых цепочках, что усиливает их опасность для человека, поскольку загрязнение происходит по всей биосфере [1]. Особенно важно решение этой проблемы для бассейна р. Волга – источника питьевого водоснабжения около 60 млн. человек, проживающих на этой территории.

Трифонова Татьяна Анатольевна, доктор биологических наук, заведующая кафедрой экологии. Е-mail: tatrifon@mail.ru

Селиванова Нина Васильевны, кандидат технических наук, профессор кафедры экологии. E-mail: natmich3@mail. ru

Селиванов Олег Григорьевич, заведующий лабораториями кафедры экологии. Е-mail: selivanov. 60.03@mail. ru

Ширкин Леонид Алексеевич, кандидат химических наук, доцент кафедры экологии. Е-mail: shirkin76@mail.ru Михайлов Виталий Александрович, заведующий лабораторией полимерных материалов

На юбилейной Сессии Генеральной Ассамблеи ООН (1997г.) отмечено, что утилизация гальваношламов относится к числу проблем, по своей значимости располагающейся непосредственно за утилизацией радиоактивных отходов.

Проблема утилизации гальваношламов является межотраслевой, поскольку гальванические цехи и участки имеются на большинстве крупных предприятий, но наиболее она выражена в машиностроении, где широко используется набор гальванических операций (электрохимическое травление, хромирование, никелирование, цинкование, меднение и др.).

Важно

Данный вид отходов является крупнотоннажным. Для решения проблемы необходима разработка и внедрение экологически безопасных или малоотходных технологий утилизации гальваношламов с получением экологически более безопасных веществ [2].

Одновременно решение проблемы утилизации гальваношламов связано с социальным и экономическим эффектами (отсутствие необходимости затрат на строительство полигонов – могильников, опасных в экологическом отношении; экономия природных ресурсов за счет превращения отходов в востребованный в обществе продукт).

Объектом исследования явились шламы гальванического производства одного из заводов г. Владимира (табл. 1). Состав гальваношламов непостоянен и зависит от состава очищаемых сточных вод. Те шламы, которые содержат незначительное количество цветных металлов, предприятие транспортирует в ООО «НПСТЦ» (г.

Москва) для их последующей утилизации. Другая часть гальваношламов, в которых содержится значительное количество цветных металлов, в данный момент складируется на территории предприятия.

Складирование на территории предприятия гальваношламов, относящихся ко 2-3 классу опасности, создает реальную угрозу вторичного загрязнения окружающей среды соединениями тяжелых металлов.

Промышленная экология

Все известные методы переработки гальва-ношламов, особенно внедренные в производстве, относятся к переработке обедненных шламов, либо так называемых «моношламов», содержащих 1-2 металла [1-3]. Особую проблему представляет переработка гальваношламов сложного состава.

Авторами разработана комплексная технология переработки гальваношламов сложного состава, содержащих более 10% (по твердому) цинка, меди, никеля, хрома и других металлов [4].

Совет

Технология включает следующие основные стадии: сернокислотное выщелачивание, сорбционное извлечение цветных металлов, электролиз десорбатов, концентрирование истощенных электролитов, получение керамической плитки с использованием осадка от выщелачивания.

Представлен детализированный вариант технологической схемы (рис. 1), включающий 14 операций с выпуском товарной продукции.

Таблица 1. Состав исследованных гальваношламов

Компоненты Содержание, г/ кг

м^цъ 14,3

Zn(OH)2 21

Сг(ОН)з 33,3

Си(ОН)2 4,1

Са(ОН)2 63,7

Са804 23,1

нефтепродукты 0,3

прочие металлы 2,7

вода 837,5

Выщелачивание гальваношлама

Фильтрование

раствора выщелачивания

Обезвоживание и промывка осадка от выщелачивания

Извлечение из

раствора нефтепродуктов и органических веществ

Сорбция Сг (VI)

Десорбция Сг (VI)

Подготовка раствора выщелачивания к сорбции

Отмывка анионита АМ-п от десорбата

Коллективная сорбция Си. 1х, N1

Десорбция 2п

Десорбция Си и N1

12.

Отмывка катионита

14.

Концентрирование истощенных растворов десорбатов обратным осмосом

13.

Получение катодных осадков 2п, Си + N1

Рис. 1. Функциональная схема обезвреживания и утилизации гальваношламов сложного состава

Сернокислотное выщелачивание исходного гальванического шлама предполагается проводить в одну стадию 10-15% раствором серной кислоты при соотношении Т: Ж =1:3 (по влажному шламу) при температуре 30-40° С в течение 1,5 час.

при перемешивании. После отстаивания и фильтрации с использованием флокулянтов раствор выщелачивания, имеющий рН=1, направляется на участок сорбции.

Для обеспечения бесперебойной работы этого участка технологической схемы предусмотрены 2

реактора выщелачивания. Образовавшийся осадок подвергается 2-кратной промывке водой. Отработанные промывные воды используются для приготовления рабочего раствора серной кислоты.

Осадок после промывки фильтруют на пресс- или вакуум-фильтре.

Фильтрат присоединяют к промывным водам, а обезвреженный осадок направляют на участок утилизации для использования в качестве добавки при изготовлении керамической плитки или других строительных материалов. Полученный раствор

Известия Самарского научного центра Российской академии наук, том 14, №5(3), 2012

выщелачивания периодически насосом подается на сорбционный фильтр, где идет сорбция нефтепродуктов и органических веществ. Для обеспечения бесперебойной работы этого участка технологической схемы предусмотрены 2 сорб-ционных фильтра, работающих попеременно. Десорбцию нефтепродуктов проводят острым паром.

Обратите внимание

Десорбат периодически собирают в емкость, затем отправляют на сжигание в котельную в качестве жидкого топлива. После сорбции нефтепродуктов раствор подается в электродиализатор, где происходит окисление ионов хром(Ш) в хром(УГ). После электрохимической обработки раствор поступает на сорбцию в колонну с эрлифтным устройством, где на селективном анионите сорбируется хром (VI).

Насыщенный ионит после сорбции периодически поступает на десорбцию в другую колонну, где происходит десорбция хромата натрия смешанным раствором 8% гидроксида натрия и 6% хлорида натрия. После сорбции хрома раствор насосом подается в катионообменную колонну, где на ионите КУ-23№ идет коллективная сорбция ионов цинка, никеля, меди. Десорбция металлов осуществляется селективно.

Десорбаты направляются на электролиз с целью получения катодных осадков меди и никеля, цинка).

Все операции проводятся в периодическом режиме. По разработанной технологии получены следующие показатели:

– извлечение тяжелых цветных металлов в раствор выщелачивания составило более 80%: хрома – 81,2%, никеля – 93,5%, цинка – 97,5%, меди – 82,1%;

– извлечение цинка в цинковый десорбат составило 99,4%, меди и никеля – в медно-

никелевый десорбат – 96,6% и 98,2% соответственно, хрома в хромовый десорбат -99,95%. Предлагаемая технология практически безотходна, так сточные воды используются для приготовления раствора серной кислоты для выщелачивания шлама и растворов десорбатов, а обезвреженный осадок от выщелачивания идет на приготовление керамической плитки.

Выводы: в результате проведенных операций удалось извлечь из гальваношлама тяжелые цветные металлы – цинк, медь, никель и хром. Катодные осадки идут на реализацию, концентрированный десорбат хрома – в кожевенную промышленность или в основное производство; осадки от выщелачивания – в производство строительных материалов.

Работа выполнена при поддержке Минобрнауки (ГКот 12мая 2011 г. № 16.515.11.5025).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Макаров, В.М. Комплексная утилизация осадков сточных вод гальванических производств (гальваношламов): автореф. дис. д-ра техн. наук. – Иваново, 2001. 35 с.

2. Сватовская, Л.Б. Утилизация отходов, содержащих ионы тяжелых металлов и нефтепродукты / Л.Б. Сватовская, М.Н. Латутова, Е.И. Макарова, М.А. Смирнов // Экология и промышленность России. 2009. №3. С. 35-39.

Важно

3. Пат. 2235795 Россия. Класс СО4В28/04. Способ переработки гальваношламов / П.В. Беляев и др. – М.: Роспатент, 2004. 106.

4. Селиванова, Н.В. Утилизация отходов гальванического производства / Н.В. Селиванова, ТА. Трифонова, Л.А. Ширкин // Известия Самарского научного центра РАН, т.13, № 1(8). С. 2085-2088.

COMPOSITE STRUCTURE GALVANIC SLUDGE UTILIZATION

© 2012 T.A. Trifonova, N.V. Selivanova, O.G. Selivanov, LA. Shirkin, V.A. Mikhailov Vladimir State University named after A.G. and N.G. Stoletov

In work possibility of decrease in environmental pollution by compounds of heavy non-ferrous metals containing a wastage of galvanic productions, by realization the complex technology of their processing and utilization is considered.

Key words: environment, galvanic sludge, utilization, processing, sludge neutralization, extraction of non-ferrous metals

Tatiana Trifonova, Doctor of Biology, Head of the Ecology Department. Е-mail: tatrifon@mail.ru

Nina Selivanova, Candidate of Technical Sciences, Professor at the Ecology Department. E-mail: natmich3@mail.ru

Oleg Selivanov, Chief of the Laboratories at the Ecology Department. Е-mail: selivanov. 60.03@mail.ru

Leonid Shirkin, Candidate of Chemistry, Associate Professor at the Ecology Department. Е-mail: shirkin76@mail.ru

Vitaliy Mikhailov, Chief of the Polymeric Materials Laboratory

Источник: https://cyberleninka.ru/article/n/utilizatsiya-galvanoshlamov-slozhnogo-sostava

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.

Совет

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.
Читайте также:  Как утилизируют отработанное масло

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.

21 января 2016, Полезная информация

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

Утилизация отходов гальванического производства (травильных растворов), утилизация гальваношламов

Хотя в последние десять лет появились экологически чистые технологии нанесения покрытий, все еще остается актуальным гальваническое производство, при котором невозможно отказаться от электролиза и травления.

Каждый из этих процессов требует не только современного оборудования для производства и энергозатрат, но и тщательной утилизации отходов гальванического производства, поскольку зачастую эти отходы (травильные вещества, гальваношламы) химически довольно агрессивны и токсичны. В связи с этим вывоз и утилизацию этих отходов могут осуществлять только предприятия с большим опытом и сертифицированными специалистами, владеющими специальными установками, позволяющими утилизировать травильные растворов и гальваношламы безотходно, не нанося вреда окружающей среде и людям.

Кроме того, гальванические отходы (травильные вещества, гальваношламы) подлежат обязательной утилизации на специализированных предприятиях. Гальваношламы образуются в результате гальванической обработки металлов. Гальваношламы весьма опасны для людей и природы, поэтому только сертифицированные компании, имещие опыт в этом направлении, должны осуществлять утилизацию гальванических отходов.

Гальваническое производство состоит из последовательности электрохимических процессов, в результате которых образуются растворимые либо нерастворимые осадки – гальваношламы, требующие утилизации.

Гальваническое производство выпускает на рынок большое количество покрытий — хромированные, никелированные, оцинкованные и другие, в связи с чем количество гальванических отходов довольно обширно, что создает еще две проблемы — утилизация травильных веществ и утилизация гальваношламов.

Сложность в утилизации отходов гальванического производства заключается в том, что отходы делятся на несколько категорий, в зависимости от которой применяются различные технологии утилизации:

1)  Осадки травильных и гальванических производств, образующиеся в очистных сооружениях, (т. н. гальваношламы в необезвоженном и обезвоженном виде);
2)  Электролиты различного назначения и травильные растворы;

Обратите внимание

Электролиты каждого производства имеет свой собственный состав, поэтому для каждого класса применяются специализированные методы утилизации .

К примеру, утилизация травильных веществ и гальванических электролитов производится в специальных реакторах, в которых нейтрализуется их щелочность, после чего производится связывание металлов в нерастворимые осадки.

Получанную массу формуют и грузят в контейнеры, после чего она используется в производстве цементных блоков как добавка.

Хромсодержащие электролиты утилизируются чуть сложнее, но выходной продукт  также безвреден для окружающей среды и используется точно так же, как и продукт разложения металлсодержащих электролитов.

Другой метод применяется при утилизации гальваношламов, содержащихся в очистных сооружениях предприятий. На предприятии они находятся в жидком состоянии, поэтому первая задача — отделить твердые частицы от жидкости. Для этого используется специальная установка, которая промывает каналы, а полученный раствор пропускает через систему сборников и фильтров. После отделения твердых частиц (обезвоженные гальваношламы) они направляются на заводы по производству стройматериалов как добавка к цементу.

Утилизация таких отходов гальванического производства, как соли, шламы и электролиты, содержащие соединения циана, зачастую производится прямо на предприятии в связи с тем, что эти соединения крайне ядовиты, и нельзя допускать даже минимальной утечки в процессе транспортировки или хранения.  В то же время цианиды легко окисляются до нективных соединений растворами, содержащими активный хлор, однако необходимо постоянно контроллировать температуру и уровень pH для полной нейтрализации цианидов.

Наша компания поможет решить проблемы утилизации в кратчайшие сроки, для этого достаточно заполнить форму либо обсудить вопрос по телефону, уточнив количество и состояние отходов, после чего Вам предоставят полный расчет стоимости утилизации отходов и коммерческое предложение.

Источник: http://promytil.ru/uslugi/utilizatsiya-othodov-galvanicheskogo-proizvodstva-travilnyih-veshhestv-galvanoshlamov/

Утилизация гальваношламов

Гальваношлам (другими словами – гальванический шлам) – это отход, который мы получаем в процессе гальваностегии и гальванопластики. Гальванический шлам является некой частью прикладной гальванотехники (гальванохимии). Утилизация отходов от гальванического производства происходит под жестким контролем содержания в них тяжелых металлов.

Утилизация – это наверно один единственный способ для того, чтобы избавить от возможного загрязнения всю нашу окружающую среду. Утилизация гальваношламов состоит из целого комплекса услуг. В этот комплекс входит: извлечение из гальванических ванн гальваношламов, последующая очистка ванн.

После очистки проводится упаковка сухих осадков гальванического происхождения в емкости для транспортировки. После этого проводят демонтаж и возможный ремонт вышедших из строя и эксплуатации ванн. После отработанный электролит и гальваношлам транспортируют в специальное место для проведения утилизации.

Сначала проводится утилизация гальваношлама, а уже после и гальванических отходов. Очистить гальванические стоки не так уж просто, это довольно трудоемкий и сложный процесс.

На сегодняшний день достаточно много организаций, которые занимаются сбором, транспортировкой и утилизацией гальванических шламов. Многие из них предоставляют услуги откачки и затаривания гальванических отходов в свою тару или машины с наличием цистерн.

Некоторые организации не утилизируют эти отходы полностью, а вовлекают их как добавку к другому виду производства. Например, гальванические отходы используют как добавку к шихте, во время производства плитки из керамики, кирпича, керамзита, цемента.

В Америке, например, целых 40 процентов отходов заново пускают в переработку.

Гальванические шламы используют и как добавку для гальванических растворов. Но случается, что шламы представляют собой сложные смеси, с большим содержанием разных примесей и металлов, разделить которые будет очень сложно.

Важно

В связи с этой сложной задачей многие отходы просто утилизируются с помощью обезвреживания и шламирования. Но благодаря появлению новых видов технологий даже эта часть отходов стала вовлекаться в оборот.

И теперь хранилища шламов можно назвать источниками альтернативного сырья.

Транспортировка такого сырья выполняется только специальным видом транспорта, особенно для опасного груза.

Для работы с гальваническими отходами используются разнообразные виды насосного оборудования, которые стойко выдерживают растворы щелочи и кислот.

Компаний, которые занимаются сбором, транспортировкой и утилизацией достаточно много. Каждый использует свои методы и способы для более быстрой и удобной работы с гальваническими отходами.

Группа компаний «Экосфера» проводит рекультивацию загрязненных почв с помощью биодеструкторов

Вы можете оставить заявку онлайн или позвонить по телефону
+7 (495) 772-62-32

Источник: http://ecosfera.su/statii/529

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.

Совет

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.

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.

Обратите внимание

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. 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.

Читайте также:  Виды загрязнений окружающий среды

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.

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.

Важно

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.

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

Предел прочности, МПа,через время, сутки

Результаты, приведенные в таблице 1, свидетельствуют о том, что ГШ несколько повышает как ППС, так и ППР.

Для исследования вымываемости ионов

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.

Совет

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.

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].

Обратите внимание

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].

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.

Литература1. Генцер И. В. «Обеспечение экологической безопасности утилизации гальванических шламов путем стабилизации отходов». // «Известия вузов. Строительство и архитектура», № 6, с. 43–46, 1999 г.2. Генцер И. В.

«Влияние гальванических осадков на свойства бетонных смесей и бетонов». // «Известия вузов. Строительство и архитектура», №7, с. 67–70, 1996 г.3. Зубарева Г. И. «Утилизация шламов гальванических производств».

// «Химическая промышленность», №5, с. 296–298, 1999 г.

4. Скручинская Ж. В., Кривенко П. В., Лавриненко Л. В. и др. «Утилизация гальваношламов на производстве шлакощелочных вяжущих». // «Цемент», №5–6, с. 37–39, 1993 г.

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

Способ подготовки гальваношлама к утилизации

Изобретение относится к области подготовки гальваношламов-гидроксидов тяжелых металлов, образующихся при очистке сточных вод гальванических участков, для последующей утилизации.

Проблема утилизации гальваношламов является межотраслевой, поскольку гальванические цехи и участки имеются на большинстве крупных предприятий, но наиболее она выражена в машиностроении, где широко используется набор гальванических операций (травление, хромирование, никелирование, цинкование, меднение и др.) Отработанные рабочие растворы и промывные воды, идущие на очистку различными способами порождают различие в количественном и качественном составе гальваношламов по ионам тяжелых металлов.

Но даже при наличии полигонов, захоронение гальваношламов не является рациональным, поскольку они состоят из соединений, обладающих ценными свойствами, относящихся к исчерпаемым природным ресурсам.

Важно

Известен способ подготовки гальваношлама для агломеризации и утилизации [А.С. 1581758 СССР, МПК С22В 1/00. Способ подготовки шлама для агломерации. [Бюл. Открытия. Изобретения. 1990.28. С. 118]. Он основан на использовании отходов извести и реализации процесса ее гашения за счет влаги шлама.

В качестве недостатков и узких мест способа могут быть отмечены возможность его использования для подготовки шлама к утилизации лишь с ограниченной влажностью (не более 15-20%), обусловленная чрезмерно большими расходами дорогостоящей извести и малопригодностью полученного композита для проведения последующего термовосстановительного процесса соединений гальваношлама до металлов, в то время как фактическая влажность гальваношламов после обезвоживания не менее 45%.

Известен способ подготовки шлама к агломеризации [Заявка №98122482/02 от 15.12.98. МПК С22И 1/14, C02F 11/14. Способ подготовки шлама к агломерации].

Он отличается от предыдущего способа тем, что в качестве влагопоглощающего агента используют воздушно- сухой торф.

Согласно этому способу процесс осуществляется в условиях перемешивания с подачей шлама в торф, взятый в количестве 50-80% от значения влажности шлама.

Однако указанный расход торфа, превышающий 50% от значения влажности шлама снижает практическую значимость проекта в связи с необходимостью использования значительных количеств исчерпаемого природного сырья на по нетрадиционному направлению.

Наиболее близким к заявленному является способ подготовки гальваношлама к агломеризации и утилизации. [Патент РФ №2535110. Опубликован 10.12.2014 Бюл. №34. МПК С22В 7/00 (2006.01) С22В 5/04 (2006.

01)] Процесс осуществляется в условиях перемешивания компонентов, взятых в соотношении: на одномассовую долю шлама приходится 0,43 масс. долей касситеритового концентрата (36% SnO), 0,49 масс. долей угля, 0,49 масс.

долей карбоната натрия, 0,3 масс. долей хлорида натрия.

Совет

Однако способ (прототип) имеет целый ряд существенных недостатков: 1) Все компоненты получаемой шихты являются дефицитными и дорогостоящими материалами; 2) Их дозировка берется из расчета на одну массовую долю шлама, что говорит о потребности больших количеств всех компонентов, используемых в настоящее время в других традиционных направлениях; 3) Значительные размеры частиц касситеритового концентрата и угля по сравнению с наночастицами гидроксидов гальваношлама не обеспечивают плотного контакта поверхностей взаимодействия при проведении термовосстановительного процесса окисленных металлов; 4) Процесс ведут при высокой температуре в течение длительного времени.

Задачей настоящего изобретения является снижение дефицитности, стоимости и сокращения времени подготовки гальваношлама к утилизации за счет использования для восстановления содержащихся в них ионов тяжелых металлов крупнотоннажных, легкодоступных отходов производства, в качестве которых выступает тонкодисперсный отход технического углерода.

Читайте также:  Экологические воспитание детей в детском саду, школьников и студентов

Поставленная задача достигается тем, что предлагается способ подготовки гальваношлама к утилизации, включающий перемешивание гальваношлама в реакторе с восстановителем окисленных металлов.

Перед перемешиванием проводят обезвоживание гальваношлама на вакуум- или прессфильтрах, после чего перемешивание ведут при нормальной температуре в течение 20-25 мин.

, при этом в качестве восстановителя отходы технического углерода, которые вводят при подготовке гальваношлама в количестве 15-100% от сухого вещества гальваношлама, при этом 80-100% обезвоженного гальваношлама подают в реактор перед загрузкой отходов технического углерода, а отходы технического углерода за время перемешивания вводят тремя частями – сразу после загрузки технического углерода, через 5-10 мин от начала перемешивания и затем через 5-10 мин при остановленной мешалке. При этом получается однородный, сыпучий или тиксотропный, непылящий композит.

Исследования по формированию из обезвоженного гальваношлама сыпучего или тиксотропного композита – агломерата были проведены в лабораторных условиях. В качестве агрегата для перемешивания был использован гомогенизатор объемом 1,5 дм3 с мешалкой (скорость вращения 100 оборотов в минуту).

В гомогенизатор при скорости вращения мешалки 20 оборотов в минуту загружался весь гальваношлам, после чего скорость вращения мешалки увеличивалась до 100 оборотов в минуту.

На момент подачи первой трети общего количества отхода технического углерода мешалка останавливалась, а после его загрузки скорость вращения увеличивалась до 100 оборотов в минуту и поддерживалась до момента второй загрузки через 5-10 минут после полного выполнения первой.

Таким же образом производилась загрузка третьей порции через 10-15 минут при остановленной мешалке. Общее время перемешивания при 100 оборотах в минуту составляло 20-25 минут, не считая времени на загрузку отхода технического углерода.

Обратите внимание

Полученный композит выгружался в емкость. В зависимости от дозировки отхода технического углерода в пределах 15-100% от сухого вещества гальваношлама композит представлял сыпучую или тиксотропную массу.

Достижение максимальной степени однородности структуры композита за установленное время смешения определялось аналитически по определению минимального разброса концентрации катиона в пробах, взятых в разных микрообъемах полученного композита.

Композит пригоден для последующей термо-восстановительной утилизации как добавка в металлургическую шихту в зависимости от катионного состава гальваношлама.

Источник: https://edrid.ru/rid/218.016.8a1f.html

Проблема утилизации шламов гальванического производства и их переработка для использования в качестве целевой продукции

ПРОБЛЕМА УТИЛИЗАЦИИ ШЛАМОВ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА И ИХ ПЕРЕРАБОТКА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В КАЧЕСТВЕ ЦЕЛЕВОЙ ПРОДУКЦИИ

Мельник Е.С., аспирант, Бойко В.В., аспирант

В настоящее время гальванические производства имеют практически все предприятия машиностроительной, промышленности Украины. Переработка гальванических шламов для предприятий обременительна, поэтому после нейтрализации они направляются на захоронение. В шламохранилищах предприятий Украины складировано несколько миллионов тонн этих отходов.

Накопление гальваношламов занимает полезные площади и приводит к загрязнению водоемов, связанному с просачиванием в водоносные горизонты земной поверхности.

Попадание ионов тяжелых металлов (Ni, Cr, Cd, Zn, Cu, и других) в почву и воду вызывает антропогенные геохимические аномалии в атмосфере, гидросфере, приводит к ослаблению жизнедеятельности почвенных бактерий, определяющих плодородие почвы, оказывает вредное воздействие на живые организмы растительного и животного мира.

Наибольшим в Сумской области собственником накопленных отходов гальванического производства является ОАО “Нефтепроммаш” (г. Ахтырка), на территории которого, в прибрежной полосе р. Ахтырка, размещено 1010,4 т. гальваношламов. На ОАО “СМНВО им. М.В. Фрунзе” на 01.01.2007 г. накоплено 1,102 тыс. т шламов гальванического производства.

Данные отходы хранятся в централизованном складе на одной из промплощадок предприятия, так как предприятие находится в пределах города и транспортировка гальваношламов со всех промплощадок завода проводится по автомагистралям города, вопрос утилизации стоит достаточно остро [1].

При электрокоагуляционной очистке сточных вод гальванического производства большую часть шлама представляют собой гидроксиды железа (II) и железа (III), так как удельный расход металлического железа для обезвреживания ионов тяжелых металлов в 3-6 раз превышает вес извлекаемого металла. [2] Гидроксид железа (II) под действием окислителей переходит в моногидроксид железа (III)

Fe (OH)2+1/2O2→2FeOOH+H2O.

В катодном пространстве возможны реакции восстановления моногидроксида железа (III) – водородом с образованием магнетита:

3FeOOH+H+→Fe3O4+2H2O

Важно

На образующемся гидроксиде железа сорбированы содержащиеся в сточных водах катионы и анионы тяжелых металлов. Поскольку ионы двухвалентных металлов способны вступать во взаимодействие с гидроксидом железа, то будет иметь место не просто сорбция, а внедрение их в кристаллическую структуру с образованием ферритов шпинельного типа, таких как CuFe2O4, NiFe2O4 и т.п.:

(3-х)Fe2++xM2++6OH-→Fe3-xMx(OH)6→MxFe3-xO4.

Для сбора выпадающего шлама следует предусматривать илосборник. Шламы, образующиеся при очистке гальванических СВ электрокоагуляционным методом используют для получения окатышей в металлургии. При этом металлы (хром, никель и другие) переходят в расплав чугуна, а неметаллические компоненты – силикаты, алюминаты, известь и другие – в ваграночный шлак. [3]. Авторами [4] были проведены исследования по использованию осадка для изготовления железных анодов железо-никелевых аккумуляторов. Известны сведения [5], указывающие о возможности утилизации и использовании гальваношламов в производстве кирпича, бетона, керамики, удобрений, пигментов и др. В указанных областях не могут быть использованы гальваношламы сложного полиметаллического состава, содержащие в различных комбинациях и количествах ионы тяжелых цветных металлов (Cu, Zn, Ni, Co, Sn, Pb и др.). Для таких шламов актуальна не только проблема их утилизации, но и извлечения содержащихся в них цветных металлов в целевые продукты. Известен [5] способ переработки шламов гальванопроизводства, включающий обжиг, выщелачивание серной кислотой, фильтрацию раствора и извлечение из раствора цветных металлов. Существует также электролитический метод извлечения меди из медьсодержащих гидрооксидных шламов.

  1. Доповідь про стан навколишнього природного середовища у Сумській області. Стан навколишнього природного середовища в Сумській області у 2006 році.
  2. Арчакова Г.А., Воронин А.Г. Перспективные методы очистки сточных вод в промышленности. Минск: Белорусский НИИ НТИ и ТЭИ, 1974. С.51.
  3. Леонтьев Л.И. Возможности утилизации шламов гальванического производства пирометаллургическими методами /Л.И. Леонтьев, О.Г. Каменский, В.Б. Тихомиров и др.// Металург. – 1998. – №10. – С. 15-18.
  4. Баклан В. Ю., Колесникова И. П. Исследование электрохимических свойств железных анодов из продуктов очистки сточных вод: материалы Международной научно-практической конференции «Экология городов и рекреационных зон», Одесса, 25-26 июня, 1998. – С.224-227.
  5. Шин С.Н.; Рыльников А.К.; Гуляева Р.И и др. Способ утилизации и переработки гальваноосадков. – Патент РФ №2070591

Источник: http://zavantag.com/docs/581/index-177361.html

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 3

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]

Процесс утилизации отходов.  [33]

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.  [38]

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.  [39]

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.  [40]

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.

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.  [41]

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.  [42]

Обратите внимание

Этот способ предназначен для стабилизациигальваношламов, образующихся в результате реагентной очистки.  [43]

Несмотря на широкие возможности использованиягальваношламов в различных отраслях народного хозяйства, наиболее целесообразными методами утилизации, на первый взгляд, представляются те, которые позволили бы извлекать ценные металлы.  [44]

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.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

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

Ссылка на основную публикацию