СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ РТУТЬСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ Российский патент 2008 года по МПК B09B3/00 A62D3/30 

Изобретение относится к природоохранной области техники и может быть использовано для обезвреживания ртутьсодержащих отходов, преимущественно отработанных люминесцентных ламп, образующихся в быту и на предприятиях различных отраслей промышленности.

Известен способ обезвреживания ртутьсодержащих отходов, преимущественно люминесцентных ламп, предусматривающий их совместный размол в смеси с серой, водой, катализатором и измельчающей средой, при этом в качестве последней используют щебень фракции 30-50 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%: элементарная сера 2,5-3,5; вода 3,0-4,0; катализатор 0,5-1,0; щебень - остальное (Патент РФ №2156172, кл. В09В 3/00, С22В 43/00, 2000).

Этот способ повышает эффективность обезвреживания ртутьсодержащих ламп, преимущественно люминесцентных ламп, достигается за счет уменьшения загрязнения окружающей среды парами ртути и снижения стоимости переработки, но требует использование новых порций щебня в новом цикле демеркуризации, использование которого иногда является проблематичным.

Вода же здесь используется только для уменьшения пыления смеси в процессе размола.

Известен способ утилизации отходов ламп, в частности ртутных, содержащих пары металла, включающий ввод этих ламп в резервуар, содержащий жидкость, способную преобразовать пары ртути в безвредные соединения, в частности сульфиды, погружение ламп в эту жидкость, разрушение их внутри жидкости, действующей в качестве защитного экрана, с освобождением паров металла, которые сразу же иммобилизируются жидкостью, опорожнение резервуара на определенном удалении и направление его содержимого в центральную обрабатывающую установку (Патент Германии №4102972, кл. В09В 3/00, C02F 1/58, A62D 3/00, 1992).

В этом способе предполагается обезвреживание преимущественно паров ртути, что снижает эффективность обезвреживания.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности обезвреживания ртутьсодержащих отходов, достигаемого за счет более безопасного и экономичного ведения процесса.

Эта задача решается тем, что в способе обезвреживания ртутьсодержащих отходов, преимущественно люминесцентных ламп, предусматривающем их совместный размол в смеси с серосодержащим демеркуризатором в присутствии измельчающей среды под уровнем воды, по завершении процесса размола полученную смесь сливают в отдельную емкость, в которой производят осаждение сульфида ртути, после чего воду с оставшейся частью раствора демеркуризатора направляют на временное хранение для дальнейшего использования в новом цикле демеркуризации, при этом в качестве демеркуризатора используют серу и гидросульфид натрия.

Слив полученной смеси по завершении процесса размола в отдельную емкость, в которой производят осаждение сульфида ртути, позволяет осуществить второй этап процесса демеркуризации, проводимый в статистических условиях.

Направление воды с оставшейся частью раствора демеркуризатора на временное хранение для дальнейшего использования в новом цикле демеркуризации дает возможность уменьшить расход демеркуризатора в новом цикле.

Использование в качестве серосодержащего демеркуризатора серы и гидросульфида натрия позволяет использовать реагенты, которые в процессе их применения взаимно дополняют друг друга, обеспечивая сере, взаимодействующей с металлической ртутью и ее ионами более активное состояние за счет снятия оксидной пленки с ртути, а гидросульфид натрия в процессе взаимодействия выделяет сероводород, который связывает пары ртути.

Способ обезвреживания ртутьсодержащих отходов осуществляют следующим образом.

В устройство для обезвреживания ртутьсодержащих отходов, в качестве которого предпочтительнее использовать смеситель или мельницу барабанного типа с возможностью герметизации их на время цикла обработки, последовательно загружают сначала (наливают) воду (техническую или питьевую) в количестве, уровень которого обеспечивает полное перекрытие люминесцентных ламп, измельчающую среду, например шары, в количестве, обеспечивающем полное разрушение этих ламп, затем загружают серу техническую (природную или газовую, комовую или молотую) по ГОСТ 127-64, гидросульфид натрия технический, или по отдельности, или в виде смеси серы с гидросульфидом, причем эти компоненты демеркуризатора вводят в количестве, обеспечивающем связывание как металлической ртути, так и паров ртути с переводом из этих форм ртути в сульфид.

По окончании цикла демеркуризации, устанавливаемого по результатам измерения содержания ртути в воздухе, производимого на срезе горловины реактора, сливают его содержимое в определенную емкость, при этом измельчающую среду задерживают решеткой, установленной на горловине реактора, колпачки со средними размерами около 30 мм от люминесцентных ламп при выгрузке из реактора отбираются с другой решетки, размер ячейки которой равен 25 мм, а стекломасса с максимальным размером частиц не более 10 мм задерживается на третьей решетке.

Следует отметить, что в процессе размола может происходить незначительное амальгамирование, например алюминиевых колпачков. В этом случае возможна их дополнительная демеркуризация.

После накопления определенного количества колпачков их можно сдавать в металлолом.

Слив реактора отстаивают в течение времени, достаточного для полного осаждения сульфида ртути, что определяется по состоянию осветляемой части слива, а именно по прозрачности.

Далее осветленную часть слива, содержащую остаточную часть раствора демеркуризатора, сливают в другую емкость, где она временно хранится до момента ее повторного использования в новом цикле демеркуризации.

Оставшийся в емкости осадок сульфида ртути выгружают в емкость, из которой он может быть направлен или в специальный контейнер для сбора порций влажного осадка или на операции сгущения, фильтрации и сушки для уменьшения его объема и сбора осадка в сухом состоянии опять же в специальном контейнере.

Пример. Производят демеркуризацию 1000 отработанных люминесцентных ламп, например типа ЛБ40. В реактор через горловину загружают 200 л воды, измельчающую среду (шары массой 10-20 кг каждый диаметром 100-150 мм), демеркуризатор: смесь серы и гидросульфида натрия в отношении соответственно 10 кг и 5 кг, после чего горловину герметично закрывают, а реактор приводят во вращение в течение 30 мин.

По завершении цикла измельчения на срезе горловины реактора производят измерение содержания ртути в воздухе, и это измерение показало отсутствие превышение ПДК ртути в воздухе (в противном случае производят дополнительное перемешивание смеси с последующей остановкой реактора и измерением нового значения этого содержания).

Далее производят слив содержимого с отделением из него сначала колпачков, затем - стеклобоя, в определенную емкость, в которой производят осаждение сульфидов ртути и других металлов (олова, цинка и др.).

Содержание ртути в стеклобое составляет 2,1 мг/1 кг, что значительно ниже значений ПДК для почвы.

После осаждения сульфидов воду сливают в отдельную емкость, в которой она хранится с остатками непрореагировавшего раствора демеркуризатора. В таком состоянии он используется в следующем цикле демеркуризации, естественно с восполнением необходимой концентрации демеркуризатора.

Оставшийся в осадительной емкости осадок подвергают анализу, в результате которого устанавливают отсутствие металлической ртути. Таким образом, процесс демеркуризации можно считать завершенным.

Полученный осадок массой примерно 1 кг, содержащий до 20% сульфидов ртути и других металлов, извлекают из емкости, после чего помещают в специальный контейнер для наполнения (и временного хранения).

Сульфид ртути, полученный таким способом, можно отправить на ртутный комбинат, использовать в качестве специальных добавок или же перерабатывать самостоятельно.

Изобретение может быть использовано для обезвреживания ртутьсодержащих отходов, преимущественно люминесцентных ламп. Способ предусматривает совместный размол ламп в смеси с серой и гидросульфидом натрия в присутствии измельчающей среды под уровнем воды. По завершении процесса размола полученную смесь сливают в отдельную емкость, в которой производят осаждение сульфида ртути. Воду с оставшейся частью раствора демеркуризатора направляют на временное хранение для дальнейшего использования в новом цикле демеркуризации. Применение предлагаемого изобретения позволяет повысить эффективность и экономичность процесса обезвреживания ртутьсодержащих отходов.

Способ обезвреживания ртутьсодержащих отходов, преимущественно люминесцентных ламп, предусматривающий их совместный размол в смеси с серосодержащим демеркуризатором в присутствии измельчающей среды под уровнем воды, отличающийся тем, что по завершении процесса размола полученную смесь сливают в отдельную емкость, в которой производят осаждение сульфида ртути, после чего воду с оставшейся частью раствора демеркуризатора направляют на временное хранение для дальнейшего использования в новом цикле демеркуризации, при этом в качестве серосодержащего демеркуризатора используют серу и гидросульфид натрия.