Вопрос 82

Утилизация и регенерация отработанных растворов электролитов. Методы осаждения. Контроль.

Ответ:

Электролиты утилизируются в 3 этапа:

1 этап: восстановление металлов в кислой среде с помощью сульфита натрия и серной кислоты.

2 этап: связывание растворенного металла в нерастворимую гидроокись щелочью (либо известью или карбидным илом) с последующим осаждением в отстойнике.

3 этап: отделение гидроокиси от жидкости (воды) фильтрованием на вакуум-фильтре.

При регенерации в электролит добавляют необходимые соли и удаляют из него примеси. Многие примеси из электролитов могут быть удалены путем длительной проработки током малой плотности.

Различают три основных метода осаждения: коагуляция, флокуляция и химическое осаждение.

Коагуляция – образование и осаждение в жидкой фазе гидроксидов железа или алюминия с адсорбированными на них коллоидами загрязнений и соосажденными гидроксидами тяжелых металлов.

При коагуляции в раствор вводятся специальные реагенты, при взаимодействии которых с водой образуется новая малорастворимая высокопористая фаза, как правило, гидроксидов железа или алюминия. Происходит также соосаждение тяжелых металлов, по свойствам близких к вводимому в раствор коагулянту.

В качестве коагулянтов обычно используют соли слабых оснований – железа и алюминия – и сильных кислот.

Для любого процесса коагуляции первостепенное значение имеет выбор дозы коагулянта и рН воды. Как правило, они подбираются при пробной коагуляции.

Флокуляция – процесс агрегатации частиц, в котором в дополнение к непосредственному контакту частиц происходит их адсорбционное взаимодействие с молекулами высокомолекулярного вещества, называемого флокулянтом.

При введении флокулянта резко ускоряется процесс образования и осаждения хлопьев при коагуляции, увеличивается плотность агрегатов и осадков, расширяется диапазон рН эффективного действия коагулянтов.

Флокулянты бывают неорганическими и органическими, природными и синтетическими, ионогенными и амфотерными.

Химическое осаждение – образование и осаждение в жидкой фазе малорастворимых кристаллических осадков с соосажденными ионами загрязнений.

При осаждении контролируется цвет осадка, его консистенция, количество и скорость выпадения. Периордически производится контроль химического состава осадка.

Вопрос 83

Утилизация шламов гальванических производств. Термические методы.

Ответ:

Одной из наиболее актуальных экологических проблем промышленных предприятий, имеющих в своем технологическом цикле гальванические процессы, является проблема утилизации гальванических шламов. Образующиеся при очистке сточных вод, они представляют собой смесь солей, гидроксидов, карбонатов, сульфидов тяжелых металлов.

Одним из направлений переработки гальванических шламов является выщелачивание ионов тяжелых металлов с помощью серной кислоты.

Предложено использование шламов в промышленности строительных материалов для производства кирпича, бетона, асфальтобетона, компонентов строительной керамики. Гидроксиды, гидроксокарбонаты, карбонаты и фосфаты тяжелых металлов легко включаются в силикатные соединения и кристаллизуются с использованием труднорастворимых соединений. Добавление (до 5%) шламов к строительным сырьевым примесям в некоторых случаях улучшает строительно-технические свойства силикатов: например, введение алюминий- и хромсодержащих шламов в бетоны снижает их водопроницаемость.

К безреагентным способам обработки гальванических шламов относят упущение, замораживание и оттаивание, введение в их состав опилок. После такой обработки шламы легко обезвоживаются. Однако до настоящего времени основная часть гальванических шламов поступает в шламонакопители. Другим направлением утилизации гальванических шламов с целью уменьшения их экологической опасности является химическая фиксация, производимая путем ферритизации твердой фазы отходов, силикатизации, отверждения отходов с использованием неорганических и органических вяжущих, спекания. Однако при этом ценное вторичное сырье для извлечения цветных металлов зачастую теряется.

Термические методы утилизации шламов разделяют на три способа:

• слоевое сжигание шламов в мпециальных установках;

• слоевое и камерное сжигание специально подготовленных шламов в виде гранулированного топлива (освобожденного от балластных составляющих и имеющего постоянный фракционный состав) в топках энергетических котлов или цементных печах;

• пиролиз отходов, прошедших предварительную подготовку или без нее.

Сжигание в кипящем слое обладает рядом экологических и технологических преимуществ, но требует обязательной подготовки отходов к такому процессу, поэтому распространено значительно меньше.

При утилизации шлама высокотемпературной обработкой - гидроксиды и другие соединения тяжелых металлов превращаются в труднорастворимые стабильные оксиды. 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.