СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТОКСИЧНЫХ ОТХОДОВ Российский патент 2001 года по МПК B09B3/00 C04B18/10 C04B20/10 

Описание патента на изобретение RU2171150C1

Предлагаемое изобретение относится к области переработки высокотоксичных отходов, преимущественно зол и шлаков мусоросжигательных заводов.

Известны термические способы переработки и обезвреживания твердых бытовых отходов (ТБО), включающие предварительное дробление отходов, подачу их в устройства для термической обработки с последующим сжиганием и удалением продуктов сжигания (см. , например, патент РФ N 2070548, кл. В 09 B 3/00, 1996 г. , патент РФ N 2135305, кл. В 09 В 3/00, 1999 г.). Однако, как показали проведенные эксперименты, даже высокая температура термической обработки, достигающая 1700oC, не снижает содержания вредных веществ в продуктах сжигания мусоросжигательных заводов - золе и шлаке. Поэтому в дальнейшем при захоронении зол и шлаков на спецполигонах происходит вымывание из них токсичных веществ и, как следствие, опасное загрязнение территории, прилегающей к полигону.

Также известны способы переработки зол и шлаков мусоросжигательных заводов путем введения их в формовочную смесь для изготовления строительных изделий (см., например, книгу С.С.Юфита. "Мусоросжигательные заводы - помойка на небе". - Н.Новгород, 1999 г. - С. 29). Однако, как показал опыт использования таких изделий, токсичные металлы могут вымываться и из формованных блоков, где золы и шлаки находятся в связанной форме.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ переработки токсичных отходов, преимущественно зол и шлаков мусоросжигательных заводов, включающий смешивание отходов с вяжущим, добавками и наполнителями, последующее структурирование полученной смеси и тепловую обработку (см. , например, патент РФ N 2125915, кл. В 09 В 3/00, 1992 г.). В известном способе промышленные и бытовые отходы обезвреживают путем обработки их при повышенном давлении и температуре в присутствии корректирующих добавок. Однако, несмотря на наличие в конечных продуктах переработки вредных веществ в связанной или переведенной в безвредную форме, полного обезвреживания высокотоксичных веществ указанный способ не обеспечивает.

Цель предлагаемого изобретения - повышение эффективности переработки токсичных отходов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки токсичных отходов, преимущественно зол и шлаков мусоросжигательных заводов, включающем смешивание отходов с вяжущим, добавками и наполнителями и последующее структурирование полученной смеси, золу, дробленый шлак, наполнители и портландцемент подвергают совместному помолу в присутствии добавок-нейтрализаторов в течение 5-25 минут, продукт помола структурируют путем агломерации в сферический гранулят, после чего окатыванием формируют на поверхности гранул оболочку-капсулу из цементно-кремнеземистого раствора.

Способ осуществляют следующим образом. Шлак предварительно пропускают через щековую дробилку. Затем золу, дробленый шлак, наполнитель, например, строительный песок и портландцемент, предпочтительно, механоактивированный, в присутствии добавок-нейтрализаторов, взятых из группы известь (гашеная или негашенная), щелочь, подвергают совместному помолу в течение 5-25 минут с последующей агломерацией продукта помола любым способом, обеспечивающим получение сферических гранул, например, окатыванием на тарельчатом грануляторе, прессованием на дырчатых вальцах и т.п. Далее на поверхности гранул с помощью специального устройства для капсулирования зернистого материала (см., например, патент РФ N 2091155 "Устройство для капсулирования зернистого материала", 1995 г.) формируют оболочку-капсулу требуемой толщины из цементно-кремнеземистого раствора, а полученный капсулят используют либо для засыпки основания дорог и как техногенный грунт для рекультивации оврагов и карьеров, либо в качестве заполнителя при изготовлении строительных изделий (плит, бортового камня, блоков, малых архитектурных форм и т.п.).

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем. Агломерация тонкодисперсной смеси вяжущего-портландцемента, смеси золы и шлака мусоросжигательных заводов, песка и вступающих в реакцию с вредными веществами и обезвреживающих их добавок-нейтрализаторов в присутствии воды связывает высокотоксичные отходы сжигания ТБО в достаточно плотный, водонепроницаемый и прочный агломерат с размером частиц от 5 до 40 мм. Благодаря этому существенно сокращается поверхность химического обмена частиц особо вредных мелкодисперсных продуктов сжигания, прежде всего, летучей золы. Формирование же на поверхности агломерата прочной оболочки-капсулы требуемой толщины обеспечивает максимальную дополнительную изоляцию содержащихся в отходах мусоросжигания вредных веществ.

Ниже приведены примеры осуществления прелагаемого способа.

Пример 1. Шлак предварительно пропускают через щековую дробилку. Затем золошлаковые отходы (зола + дробленый шлак - 52 мас.%), строительный песок (18 мас.%), механоактивированный цемент (28 мас.%) и добавку-нейтрализатор - известь гашеную (2 мас.%) подвергают совместному помолу в вибрационной шаровой мельнице в течение 5 минут. Полученную смесь подвергают агломерации путем скатывания на тарельчатом грануляторе, где смесь увлажняют водой и окомковывают в гранулы размером 5-20 мм. Затем сырцовые гранулы подают в устройство для капсулирования, где формируют на поверхности гранул оболочку-капсулу толщиной 0,5-1,0 мм из цементно-кремнеземистого раствора (механоактивированный цемент : микрокремнезем : строительный песок - 26 : 2 : 72). Полученный капсулят используют либо сразу в качестве заполнителя при изготовлении бетонных изделий, либо после суточной выдержки в естественных условиях как засыпку.

Пример 2. Технология переработки токсичных отходов - согласно примеру 1, но помол исходной смеси осуществляют в проходной трубной мельнице в течение 15 минут.

Пример 3. Технология переработки токсичных отходов - как в примере 2. При этом совместный помол исходной смеси производят в течение 25 минут, а продукт помола подвергают агломерации прессованием на дырчатых вальцах.

Проведенные эксперименты показали, что использование предложенного технического решения за пределами заявленных условий переработки токсичных отходов не позволяет достичь поставленной цели.

В таблице приведены примеры реализации способа и свойства получаемого продукта в сопоставлении с прототипом.

Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что предлагаемый способ переработки высокотоксичных отходов мусоросжигательных заводов обеспечивает практически полное их обезвреживание: содержание вредных веществ в продуктах переработки многократно ниже требуемого уровня ПДК, - что создает предпосылки для широкого их использования в качестве экологически чистого продукта. Способ может быть использован для переработки дисперсных отходов металлургической, химической, горнодобывающей, радиотехнической промышленности, отходов энергетики (зол и шлаков ТЭЦ), загрязненных грунтов и т.п.

Похожие патенты RU2171150C1

название год авторы номер документа
БЕТОН 2000
  • Бикбау М.Я.
  • Бикбау Я.М.
RU2201410C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕМЕНТА С МИНЕРАЛЬНОЙ ДОБАВКОЙ 2007
  • Бикбау Марсель Янович
  • Бикбау Ян Марсельевич
RU2371402C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА 2007
  • Бикбау Марсель Янович
  • Бикбау Ян Марсельевич
  • Чэнь Лун
RU2342337C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРЕХСЛОЙНОЙ НАВЕСНОЙ СТЕНЫ 2005
  • Бикбау Марсель Янович
  • Бикбау Ян Марсельевич
RU2285094C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НАНОЦЕМЕНТА И НАНОЦЕМЕНТ 2013
  • Бикбау Марсель Янович
RU2544355C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ТОКСИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2000
  • Бикбау М.Я.
  • Бикбау Я.М.
  • Пазюк Ю.В.
RU2201288C2
МАЛОЭТАЖНОЕ ЗДАНИЕ 2005
  • Бикбау Марсель Янович
  • Бикбау Ян Марсельевич
RU2295010C2
ВЫСОТНОЕ ЗДАНИЕ 2007
  • Бикбау Марсель Янович
  • Бикбау Ян Марсельевич
RU2350717C1
СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЛЕТУЧЕЙ ЗОНЫ, ОБРАЗУЮЩЕЙСЯ ПРИ СЖИГАНИИ ОТХОДОВ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2020
  • Фролов Сергей Михайлович
  • Набатников Сергей Александрович
  • Диесперов Константин Владимирович
  • Ачильдиев Евгений Рудольфович
RU2739241C1
СПОСОБ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ СТЕНЫ 2000
  • Бикбау М.Я.
  • Бикбау Я.М.
RU2201488C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 171 150 C1

Реферат патента 2001 года СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТОКСИЧНЫХ ОТХОДОВ

Изобретение относится к переработке высокотоксичных отходов, преимущественно зол и шлаков мусоросжигательных заводов. Способ состоит в том, что золу, дробленый шлак, наполнители и портландцемент подвергают совместному помолу в присутствии добавок - нейтрализаторов в течение 5-25 мин, продукт помола структурируют путем агломерации в сферические гранулы, после чего скатыванием формируют на поверхности гранул оболочку-капсулу из цементно-кремнеземистого раствора. Способ обеспечивает практически полное обезвреживание отходов от сжигания токсичных бытовых отходов: содержание вредных веществ в продуктах переработки многократно ниже требуемого уровня ПДК и составляет 20 мг/л. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 171 150 C1

Способ переработки токсичных отходов, преимущественно зол и шлаков мусоросжигательных заводов, включающий смешивание отходов с вяжущим, добавками и наполнителями и последующее структурирование полученной смеси, отличающийся тем, что золу, дробленый шлак, наполнители и портландцемент подвергают совместному помолу в присутствие добавок-нейтрализаторов в течение 5-25 мин, продукт помола структурируют путем агломерации в сферический гранулят, после чего окатыванием формируют на поверхности гранул оболочку-капсулу из цементно-кремнеземистого раствора.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2171150C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ВОЙЛОКОВ ИЗ ПОЛИМЕРНОГО ВОЛОКНА ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ЖИЛИЩНОМ И ПРОМЫШЛЕННОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ 2007
  • Ван Керребрук Йозеф
  • Коттенс Марк
RU2425915C2
Способ получения легкого заполнителя 1983
  • Эллерн Моисей Абрамович
  • Хазанов Илья Александрович
  • Юдина Альбина Михайловна
SU1189838A1
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ МУСОРА 1993
  • Лаврентьев Валентин Алексеевич
RU2080991C1
US 5196620 A, 23.03.1993
ВСТРОЕННЫЙ ТОРМОЗ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 0
  • Е. В. Кононенко, В. С. Гринберг, Э. М. Гусельников Э. А. Книпенберг
SU389328A1
DE 4101347 A1, 23.07.1992.

RU 2 171 150 C1

Авторы

Бикбау М.Я.

Бикбау Я.М.

Федоров О.Л.

Даты

2001-07-27Публикация

2000-06-26Подача